DE69331682T2

DE69331682T2 - Aufzeichnungsverfahren zur Gradationsaufzeichnung mit hell- und dunkelfarbigen Tinten und Gerät dafür

Info

Publication number: DE69331682T2
Application number: DE69331682T
Authority: DE
Inventors: Yuji Akiyama; Fumihiro Gotoh; Hiromitsu Hirabayashi; Hidehiko Kanda; Toshio Kashino; Miyuki Matsubara; Hitoshi Sugimoto
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1993-01-08
Filing date: 1993-12-31
Publication date: 2002-08-22
Anticipated expiration: 2014-01-01
Also published as: DE69331682D1; KR0148258B1; KR940018221A; CN1096251A; CN1095751C; EP0606022B1; EP0606022A1; US6027196A; ATE214529T1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren zum Aufzeichnen eines Bildes auf einem Aufzeichnungsmedium durch Ausstoßen von Tinten der gleichen Farbe aber unterschiedlicher Dichte und ein Gerät zur Durchführung eines solchen Verfahrens.

Stand der Technik

Bei einem herkömmlichen Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren erfolgt das Aufzeichnen durch Ausstoßen von Tinte aus den in einem Aufzeichnungskopf vorhandenen zahlreichen Tintenausstoßöffnungen und Ablagerung der dabei erzeugten Tintentröpfchen auf einem Aufzeichnungsmedium wie Papier in Übereinstimmung mit Datensignalen. Ein solches Aufzeichnungsverfahren wird z. B. in einem Drucker, einem Faxgerät oder einem Kopierer realisiert.
Bei Geräten dieser Art werden ein Wärme erzeugendes Element (elektrothermische Umwandlungselement), an welches ein elektrisches Signal zum örtlichen Erwärmung der Tinte und dadurch Verändern des Tintendrucks zum Ausstoßen von Tinte aus den Ausstoßöffnungen gesendet wird, und ein elektromechanisches Energieumwandlungselement wie z. B. ein piezoelektrisches Element für den Tintenausstoß verwendet.
Bei solchen Aufzeichnungsverfahren erfolgt das Halbtonaufzeichnen durch Punktdichtesteuerung, bei welcher der Halbton durch die Anzahl von Aufzeichnungspunkten konstanter Größe pro Flächeneinheit repräsentiert wird, oder durch Punktdurchmessersteuerung, bei welcher der Halbton durch Steuerung der Größe der Aufzeichnungspunkte repräsentiert wird.
Im allgemeinen wird die Punktdichtesteuerung bevorzugt, weil die Punktdurchmessersteuerung dadurch begrenzt ist, daß zum präzisen Verändern der Aufzeichnungspunktgröße ein kompliziertes Steuerverfahren sich erforderlich macht.
Auch bei einer mit einem elektrothermischen Energieumwandlungselement bestückten Tintenausstoßvorrichtung, welche durch die einfache Erzeugung der Tintenausstoßöffnungen und Anordnung derselben in großer Dichte ein hohes Auflösungsvermögen gewährleistet, wird im allgemeinen die genannte Punktdichtesteuerung angewendet, da die Veränderung des Tintenausstoßdrucks schwer zu steuern ist und dadurch Schwierigkeiten hinsichtlich der Durchmessermodulation des Aufzeichnungspunktes über einen großen Bereich bestehen.
Eines der bei der genannten Punktdichtesteuerung zur kontinuierlichen Farbtonwiedergabe angewendeten repräsentativen Binarisierverfahren ist das systematische Phasenmodulieren, doch dieses Verfahren hat den Nachteil, daß die Anzahl der Gradationslevel durch die Matrixgröße begrenzt ist. Genauer ausgedrückt, eine größere Anzahl Gradationslevel erfordert eine größere Matrixgröße, welche zu einem größeren Matrixpixel im aufgezeichneten Bild führt und dadurch das Auflösungsvermögen verschlechtert.
Ein weiteres repräsentatives Binarisierverfahren ist das konditional bestimmte Phasenmodulieren wie z. B. das Fehlerdiffusionsverfahren, bei welchem unter Beachtung der das Eingabepixel umgebenden Pixel ein Grenzwert variiert wird, im Gegensatz zum systematischen Phasenmodulieren, welches ein unabhängig bestimmtes Phasenmodulieren darstellt, bei welchem der Grenzwert für das Binarisieren unabhängig vom Eingabepixel bestimmt wird. Konditional bestimmte Phasenmodulierverfahren, welche durch das Fehlerdiffusionsverfahren repräsentiert werden, haben bestimmte Vorteile wie zum Beispiel Kompatibilität der Gradation und des Auflösungsvermögens und die Erzeugung extrem kleiner Moiremuster im aufgezeichneten Bild, wenn das Originalbild ein gedrucktes Bild ist, aber auch Nachteile dahingehend, daß in helleren Gebieten eines Bildes Körnigkeit sichtbar wird, welche zu einer Verschlechterung der Bildqualität führt. Dieser Nachteil macht sich besonders bei einem Gerät mit geringer Aufzeichnungsdichte bemerkbar.
Um eine solche Körnigkeit zu verhindern, wurde ein Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren vorgeschlagen, bei welchem zwei Aufzeichnungsköpfe zum Ausstoßen von hellfarbiger bzw. dunkelfarbiger Tinte verwendet werden und die Aufzeichnungspunkte durch Verwendung der hellfarbigen Tinte für Bildbereiche mit niedrigdichtem (hellem) bis mitteldichtem Level und der dunkelfarbigen Tinte für Bildbereiche mit mitteldichtem bis hochdichtem (dunklem) Level entstehen.
Fig. 4 zeigt den Hauptteil eines herkömmlichen Tintenstrahlaufzeichnungsgerätes in Form eines Seriendruckers, bei welchem solche hellen und dunklen Tinten verwendet werden.
Auf einem Schlitten 401 sind in einem bestimmten Abstand zueinander ein Aufzeichnungskopf Bkk zum Ausstoßen dunkler schwarzer Tinte, ein Kopf Bku zum Ausstoßen heller schwarzer Tinte, ein Kopf Ck zum Ausstoßen dunkler zyanfarbiger Tinte, ein Kopf Cu zum Ausstoßen heller zyanfarbiger Tinte, ein Kopf Mk zum Ausstoßen dunkler magentafarbiger Tinte, ein Kopf Mu zum Ausstoßen heller magentafarbiger Tinte, ein Kopf Yk zum Ausstoßen dunkler gelbfarbiger Tinte und ein Kopf Yu zum Ausstoßen heller gelbfarbiger Tinte angeordnet.
Ein Aufzeichnungsmaterial zum Beispiel in Form eines dünnen Kunststoffblattes wird von Transportwalzen (nicht dargestellt) zugeführt und von einem nicht dargestellten Motor angetriebenen Auswerfrollen 402 in der durch den Pfeil dargestellten Richtung ausgeworfen.
Der Schlitten wird von einem Führungsholm 403 und einem Kodiergerät gestützt. Der Schlitten wird von einem Motor 405 über einen Riemen 404 auf dem Führungsholm hin und her bewegt.
Im Inneren (Flüssigkeitskanal) jeder Tintenausstoßöffnung der genannten Aufzeichnungsköpfe ist ein Wärme erzeugendes Element (elektrothermisches Umwandlungselement) zum Erzeugen der für den Tintenausstoß benötigten Wärmeenergie angeordnet.
Durch Ansteuern der Wärme erzeugenden Elemente auf der Grundlage von Aufzeichnungssignalen gemäß den vom Kodiergerät gelesenen Taktfolgen können Tintentröpfchen in dunklem Schwarz, hellem Schwarz, dunklem Zyan, hellem Zyan, dunklem Magenta, hellem Magenta, dunklem Gelb und hellem Gelb in der genannten Reihenfolge auf das Aufzeichnungsmedium ausgestoßen und auf diesem abgelagert werden, um ein Bild zu erzeugen.
In der Schlittenausgangsstellung, welche außerhalb des Aufzeichnungsbereiches liegt, ist eine Regeneriervorrichtung mit einer Abdeckeinheit 406 angeordnet, um den Tintenausstoß stabil zu halten.
Das genannte hell-dunkel-multidichte Aufzeichnungsverfahren, bei welchem einige Tinten unterschiedlicher Dichte, aber der gleichen Farbe verwendet werden, ermöglicht eine Verbesserung der Gradation besonders in den hellen Gebieten und eine Verringerung der Punktkörnigkeit, wodurch selbst bei einer einfachen Erhöhung der Dichtelevel von zwei auf drei eine bessere Bildqualität erreicht wird. Das ist darauf zurückzuführen, daß die mit den einzelnen Punkten im hellen Bereich in Verbindung stehende Störung durch Ablagern hellerer Tinte (geringerer Dichte) in einem solchen hellen Gebiet verringert werden kann.
Bei einem Tintenstrahlaufzeichnungsgerät, welches solche hellen und dunklen Tinten verwendet, kann in Abhängigkeit von der jeweiligen Einsatzsituation ein stabiler Tintenausstoß aber schwierig werden. Wenn von den zahlreichen Tinten der gleichen Farbe aber unterschiedlicher Dichte mindestens eine nicht stabil ausgestoßen werden kann, ist es nicht möglich, das gewünschte Bild zu erhalten.
Bei einem solchen Tintenstrahlaufzeichnungsgerät, welches helle und dunkle Tinten verwendet, werden die von einer Hauptvorrichtung gelieferten mehrwertigen Helligkeitssignale der Farben Rot (R), Grün (G) und Blau (B) in einer Farbverarbeitungseinheit in mehrwertige Dichtesignale der Farben Gelb (Y), Magenta (M), Zyan (C) und Schwarz (Bk) umgewandelt, welche dann von einer Verteilungstafel einer Punktentwicklungseinheit in solche zum Aufzeichnen mit dunklen Tinten bzw. solche zum Aufzeichnen mit hellen Tinten unterteilt werden, und die so unterteilten Signale werden dann für das Aufzeichnen mit den Aufzeichnungsköpfen binarisiert. Wenn eine der hellen und dunklen Tinten ausgeht oder deren Restmenge gering wird, kann aus diesem Grund das gewünschte Bild nicht länger beibehalten werden, obwohl die zur Bilderzeugung erforderlichen Farben noch vorhanden sind.
Das Dokument JP-A-3 005 157 offenbart die Lösung des Problems mangelnder dunklerer Tinte dahingehend, daß eine geeignete Tafel die Verwendung der helleren Tinte in einem solchen Fall möglich macht. Das entspricht dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 21.
Die Stabilität der Tintenausstoßmenge wird auch von der Temperatur der Tinte oder des Aufzeichnungskopfes und der Umgebungstemperatur stark beeinfluß. Im allgemeinen ist bei einer niedrigen Tintentemperatur die Ausstoßmenge gering, beim Erwärmen der Tinte steigt diese jedoch. Daraus ergibt sich aber der Nachteil, daß die Dichte des aufgezeichneten Bildes sich in Abhängigkeit von der Temperatur der Aufzeichnungstinten ändert.
Unter Beachtung dieser Fakten ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung die Bereitstellung eines Tintenstrahlaufzeichnungsverfahrens, welches die gewünschte Bildqualität auch dann gewährleistet, wenn mindestens bei einer der Tinten unterschiedlicher Dichte, aber der gleichen Farbe ein stabiler Tintenausstoß schwierig wird, und die Bereitstellung des entsprechenden Gerätes zur Realisierung dieses Verfahrens.
Das Dokument EP-A-0150119 offenbart ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät, bei welchem unterhalb einer bestimmten Bildgrenzdichte ein Aufzeichnungskopf, welcher eine schwächere Tinte verwendet und/oder eine kleinere Düse hat, und oberhalb dieser Grenze ein Kopf, welcher eine dichtere Tinte verwendet und/oder eine größere Düse hat, zum Einsatz kommt. Das Dokument EP-A-0388978 beschreibt ein Aufzeichnungsgerät, bei welchem eine Bilddatenverteilungstafel für helle/dunkle Tinte verwendet wird, um Gradationsaufzeichnen zuverlässig durchführen zu können.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Tintenstrahlaufzeichnungsgerätes gemäß Anspruch 1.
Eine zweite Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens gemäß Anspruch 21.
Die Aufzeichnungsvorrichtung ist vorzugsweise ein Kopf zum Ausstoßen von Tinte durch Nutzung von Wärmeenergie, welcher mit einem Wärmeenergieumwandlungselement zum Versorgen der Tinte mit Wärmeenergie ausgestattet ist, um eine Zustandsänderung der Tinte und damit das Ausstoßen von Tinte aus der Ausstoßöffnung zu bewirken.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät, welches selbst bei Temperaturänderung des Aufzeichnungskopfes die gewünschte Aufzeichnungsbilddichte und damit das Aufzeichnen mit ausgezeichneter Gradation gewährleistet.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät zur Erzeugung eines Bildes bei Verwendung mehrerer Aufzeichnungsköpfe entsprechend der Anzahl Tinten unterschiedlicher Dichte, welches folgende Vorrichtungen aufweist, eine Temperaturerfassungsvorrichtung zum Erfassen der Temperatur der Aufzeichnungsköpfe, eine Unterteilungsvorrichtung zum Unterteilen der Bilddaten in Daten entsprechend den verwendeten Tinten und eine Korrekturvorrichtung zum Korrigieren der von der Unterteilungsvorrichtung unterteilten Daten auf der Grundlage der von der Temperaturerfassungsvorrichtung erfaßten Temperaturdaten. Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Aufzeichnungsgerät zur Erzeugung eines Bildes bei Verwendung mehrerer Aufzeichnungsköpfe entsprechend der Anzahl der Tinten unterschiedlicher Dichte, welches folgende Vorrichtungen aufweist, eine Temperaturerfassungsvorrichtung zum Erfassen der Temperatur der Aufzeichnungsköpfe und eine Unterteilungsvorrichtung zum Unterteilen der Bilddaten in mehrere Daten entsprechend den verwendeten Tinten und auch auf der Grundlage der von der Temperaturerfassungsvorrichtung erfaßten Temperaturdaten.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Aufzeichnungsgerät zur Erzeugung eines Bildes bei Verwendung mehrerer Aufzeichnungsköpfe entsprechend der Anzahl der Tinten unterschiedlicher Dichte, welches folgende Schritte aufweist, das Erfassen der Temperatur der Aufzeichnungsköpfe, das Unterteilen der Bilddaten in zahlreiche Daten entsprechend der verwendeten Tinten und auch der erfaßten Temperaturdaten und das Erzeugen eines Bildes auf einem Aufzeichnungsmedium mit den Aufzeichnungsköpfen auf der Grundlage der unterteilten Daten.
Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Temperatur der Aufzeichnungsköpfe erfaßt, dann werden die Bilddaten entsprechend den zahlreichen Tinten und den erfaßten Temperaturdaten in zahlreiche Daten unterteilt und schließlich wird auf der Grundlage der unterteilten Daten mit den Aufzeichnungsköpfen ein Bild auf einem Aufzeichnungsmedium erzeugt. Dadurch kann selbst bei Temperaturänderung der Aufzeichnungsköpfe die gewünschte Aufzeichnungsbilddichte beibehalten und die Farbtonreproduzierbarkeit wesentlich verbessert werden.
Nachfolgend werden anhand eines Beispiels mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Fig. 1 zeigt den Ablauf der Bildsignalverarbeitung.
Fig. 2 zeigt im Flußplan die Folge der Auswahltafeln zum Unterteilen der Dichtesignale unterschiedlicher Farben in Signale unterschiedlicher Dichten entsprechend den Tinten unterschiedlicher Dichte.
Die Fig. 3A bis 3C zeigen einige Verteilungstafeln zum Umwandeln der Dichteeingabesignale jeder Farbe in helle und dunkle Dichteausgabesignale.
Fig. 4 zeigt den Hauptteil eines herkömmlichen Tintenstrahlfarbaufzeichnungsgerätes in Form eines Seriendruckers, bei welchem helle und dunkle Tinten verwendet werden.
Fig. 5 zeigt in perspektivischer Darstellung den Hauptteil eines Tintenstrahlfarbaufzeichnungsgerätes, welches die vorliegende Erfindung verkörpert.
Fig. 6 zeigt den Aufbau einer Tintenstrahleinheit der genannten Ausführungsform.
Fig. 7 zeigt die genutete Deckenleiterplatte 1300 der Tintenstrahleinheit dieser Ausführungsform von der Heizleiterplatte 100 aus gesehen.
Fig. 8 zeigt im Blockschaltbild ein Beispiel des Gerätesteuersystems.
Fig. 9 zeigt im Diagramm die Beziehung zwischen der Tintenrestmenge und dem Widerstand zwischen den Elektroden zum Erfassen der Tintenrestmenge.
Fig. 10 zeigt den Zustand bei der Tintenrestmengenerfassung.
Die Fig. 11A und 11B zeigen die Tintenrestmengenerfassung bei einer Ausführungsform.
Fig. 12 zeigt ein Beispiel der Tintenrestmengenerfassung.
Fig. 13 zeigt im Diagramm die Veränderung des Innendruckes in der Tintenzuführeinheit.
Fig. 14 zeigt einen Tintenbehälter zur Herstellung heller und dunkler Tinte durch Tintenmischen im Kopf.
Fig. 15 zeigt im Querschnitt die Kopplung zwischen einer Kartusche mit dunkler Tinte und einer Kartusche mit heller Tinte.
Fig. 16 zeigt schematisch ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät.
Fig. 17 zeigt schematisch Aufzeichnungsköpfe in perspektivischer Darstellung.
Fig. 18 zeigt schematisch in perspektivischer Darstellung den Aufbau des Tintenausstoßabschnitts des Aufzeichnungskopfes.
Fig. 19 zeigt im Blockschaltbild den Aufbau eines Tintenstrahlaufzeichnungsgerätes.
Fig. 20 zeigt im Blockschaltbild den Aufbau einer Bildsignalverarbeitungseinheit.
Fig. 21 zeigt ein Beispiel des Umwandlungsdiagramms der Hell-Dunkel-Verteilungstafel.
Fig. 22 zeigt ein Beispiel des Umwandlungsdiagramms zur Datenkorrektur.
Fig. 23 zeigt schematisch ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät, bei welchem die vorliegende Erfindung anwendbar ist.
Fig. 24 zeigt schematisch Aufzeichnungsköpfe in perspektivischer Darstellung.
Fig. 25 zeigt schematisch den Aufbau eines Aufzeichnungskopfes.
Fig. 26 zeigt der Aufbau der genuteten Deckenplatte.
Fig. 27 zeigt den Aufbau einer Tintenstrahlkartusche mit vier integrierten Köpfen.
Fig. 28 zeigt das Einsetzen der Tintenstrahlkartusche mit Tintenbehälter in den Schlitten.
Fig. 29 zeigt im Blockschaltbild den Aufbau einer Bildsignalverarbeitungseinheit.
Die Fig. 30A und 30B zeigen Beispiele des Umwandlungsdiagramms der Hell-Dunkel-Verteilungstafel.
Fig. 31 zeigt den Ablauf des Ansteuerns durch unterteilte Impulsbreitenmodulation.
Fig. 32 zeigt die Abhängigkeit der Tintenausstoßmenge von den Vorimpulsen.
Fig. 33 zeigt die Abhängigkeit der Tintenausstoßmenge von der Temperatur
Fig. 34 zeigt im Diagramm die Ausstoßmengensteuerung.
Fig. 35 zeigt im Blockschaltbild schematisch den Aufbau eines Informationsverarbeitungsgerätes bei Anwendung der vorliegenden Erfindung.
Fig. 36 zeigt die Außenansicht des Informationsverarbeitungsgerätes.
Fig. 37 zeigt die Außenansicht eines weiteren Informationsverarbeitungsgerätes.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Fig. 5 zeigt in perspektivischer Darstellung den Hauptteil eines Tintenstrahlfarbaufzeichnungsgerätes, welches die vorliegende Erfindung verkörpert.
Auf einem Schlitten 501 sind Tintenstrahleinheiten mit einer Reihe Ausstoßöffnungen zum Ausstoßen heller schwarzfarbiger Tinte, einer Reihe Ausstoßöffnungen zum Ausstoßen heller zyanfarbiger Tinte, einer Reihe Ausstoßöffnungen zum Ausstoßen heller magentafarbiger Tinte und einer Reihe Ausstoßöffnungen zum Ausstoßen heller gelbfarbiger Tinte sowie Tintenstrahleinheiten mit einer Reihe Ausstoßöffnungen zum Ausstoßen dunkler schwarzfarbiger Tinte, einer Reihe Ausstoßöffnungen zum Ausstoßen dunkler zyanfarbiger Tinte, einer Reihe Ausstoßöffnungen zum Ausstoßen dunkler magentafarbiger Tinte und einer Reihe Ausstoßöffnungen zum Ausstoßen dunkler gelbfarbiger Tinte in einem bestimmten Abstand zueinander angeordnet.
Aufzeichnungsmaterial in Form von Papier oder dünnem Kunststoff wird von Transportrollen (nicht dargestellt) zugeführt und von Ausziehrollen 502, angetrieben von einem nicht dargestellten Motor, in Pfeilrichtung vorwärts bewegt. Der Schlitten wird von einem Führungsholm 503 und einem Kodiergerät gestützt. Von einem Schlittenmotor 505 wird über einen Riemen 504 der Schlitten auf dem Führungsholm hin und her bewegt. Im Innern (Flüssigkeitskanal) jeder Tintenausstoßöffnung der genannten Tintenstrahleinheit ist ein Wärme erzeugendes Element (elektrothermisches Energieumwandlungselement) zum Erzeugen der für den Tintenausstoß erforderlichen Wärmeenergie angeordnet.
Durch Ansteuern der Wärme erzeugenden Elemente auf der Grundlage des Aufzeichnungssignals und entsprechend der vom Kodiergerät gelesenen Taktfolgen werden Tintentröpfchen zuerst aus dunkelfarbigen Tinten und dann aus hellfarbigen Tinten auf das Aufzeichnungsmaterial ausgestoßen und auf diesem abgelagert, um ein Bild zu erzeugen. In der Schlittenausgangsstellung, welche außerhalb des Aufzeichnungsbereiches liegt, ist eine Regeneriereinheit mit einer Kappe angeordnet. Wenn kein Aufzeichnen erfolgt, befindet der Schlitten sich in der Ausgangsstellung und die Kappe deckt die mit den Tintenausstoßöffnungen versehene Stirnfläche jeder Tintenstrahleinheit dicht ab und verhindert das durch Tintenadhäsion infolge Verdampfens des Tintenlösungsmittels oder durch Staubablagerungen verursachte Verstopfen der Ausstoßöffnungen.
Das Abdecken durch die Kappe erfolgt auch beim Tintenleerausstoß, bei welchem aus den Tintenausstoßöffnungen Tinte in die etwas abgehobene Kappe ausgestoßen wird, um Ausstoßmängel oder eine Verstopfung weniger benutzter Tintenausstoßöffnungen zu beseitigen, und auch zur Regenerierung der Tintenausstoßöffnungen mit fehlerhaftem Tintenausstoß durch Aktivieren eines nicht dargestellten Motors bei abgedeckten Ausstoßöffnungen und dadurch Zwangsabsaugen von Tinte aus diesen. Neben der Kappe kann auch eine Lamelle oder ein Wischelement angeordnet werden, um die mit den Ausstoßöffnungen versehene Stirnfläche der Tintenstrahleinheiten zu reinigen.
Fig. 6 zeigt perspektivisch in Explosivdarstellung den Aufbau der bei der vorliegenden Erfindung zu verwendenden Tintenstrahleinheit, wobei eine Verdrahtungsleiterplatte 200 an einem Ende mit den Verdrahtungen einer Heizleiterplatte 100 elektrisch verbunden und am anderen Ende mit zahlreichen Kontaktstellen zum Empfangen elektrischer Signale vom Gerätehauptkörper entsprechend den elektrothermischen Energieumwandlungselementen versehen ist. Das heißt, der Gerätehauptkörper kann an die entsprechenden elektrothermischen Energieumwandlungselemente elektrische Signale senden.
Ein Stützelement 300 aus Metall zum Stützen der Rückseite der Verdrahtungsleiterplatte 200 über einen ebenen Kontakt bildet die Bodenplatte der Tintenstrahleinheit. Eine Druckfedereinheit 500 zum Aufbringen eines elastischen Druckes auf eine lineare Fläche in der Nähe der Tintenausstoßöffnungen einer genuteten Deckenplatte 1300 ist mit einem Abschnitt annähernd in U-Form, mit Knacken zum Einrasten in die an der Grundplatte vorhandenen Öffnungen und mit paarig angeordneten Stegen an der Rückseite zur Aufnahme der von der Grundplatte auf die Federeinheit aufgebrachten Kraft versehen.
Die Federkraft hält die Verdrahtungsleiterplatte 200 und die genutete Deckenplatte 1300 in Druckberührung zueinander. Die Verdrahtungsleiterplatte 200 ist zum Beispiel mit einem Kleber am Stützelement befestigt. An einem Ende eines Tintenzuführröhrchens 2200 ist ein Filter 700 angeordnet. Ein Tintenzuführelement 600 ist durch Gießen hergestellt worden und die genutete Deckenplatte 1300 ist mit Flüssigkeitskanälen als Verbindungen zu den entsprechenden Tintenausstoßöffnungen versehen. Das Tintenzuführelement 600 ist durch die in die Bohrungen 1901, 1902 des Stützelements geschobenen beiden Einsetzzapfen (nicht dargestellt) an der Rückseite des Tintenzuführelements 600 und durch thermisches Schmelzen der aus den Bohrungen ragenden Enden dieser Zapfen auf einfache Weise am Stützelement 300 befestigt.
Bei diesem Vorgang entsteht ein gleichmäßiger Spalt zwischen der mit der Öffnung 410 versehenen Platte 1300 und dem Tintenzuführelement 600. Über eine am oberen Ende des Tintenzuführelements 600 vorhandene Einlaßöffnung wird ein Abdichtmittel eingegossen, um die Verbindungsdrähte und den genannten Spalt zwischen der mit der Öffnung 410 versehenen Platte und dem Tintenzuführelement 600 abzudichten, und über eine am Stützelement 300 vorhandene Nut 310 gelangt das Abdichtmittel weiter in den Spalt zwischen der mit Öffnung 410 versehenen Platte und dem vorderen Ende des Stützelements 300, um diesen ebenfalls abzudichten.
Fig. 7 zeigt in perspektivischer Darstellung die bei dieser Ausführungsform zu verwendende genutete Deckenplatte 1300, von der Heizleiterplatte 100 aus gesehen. Es sind zahlreiche von Trennwänden 10a - 10c getrennte und mit Tintenzuführöffnungen 20a - 20d versehene Flüssigkeitskammern vorhanden.
Die Trennwände 10a - 10c sind auf den Kontaktflächen zur Heizleiterplatte 100 mit Nuten 30a - 30c versehen, welche die Verbindung zum peripheren Außenabschnitt der genuteten Deckenplatte 1300 herstellen. Sobald die Platte 1300 mit der Heizleiterplatte in Berührung gebracht worden ist, wird der genannte periphere Außenabschnitt wie oben beschrieben mit dem Abdichtmittel abgedichtet. Bei diesem Vorgang gelangt das Abdichtmittel durch die Nuten in den erwähnten Spalt zwischen der Leiterplatte und der Heizleiterplatte und füllt diesen. Auf diese Weise können die Flüssigkeitskammern in den von der Herstellung eines herkömmlichen Kopfes bekannten Schritten vollständig voneinander getrennt werden. Die Konstruktion der Nuten variiert in Abhängigkeit von den physikalischen Eigenschaften des zu verwendenden Abdichtmittels.
Die genannte Konstruktion der zahlreichen voneinander getrennten Flüssigkeitskammern ermöglicht das Zuführen unterschiedlicher Tinten zu den Tintenausstoßöffnungen.
Nachfolgend wird beschrieben, auf welche Weise das Erfassen der Tintenrestmenge erfolgt. Fig. 8 zeigt ein Beispiel des bei der vorliegenden Ausführungsform verwendeten Steuersystems, bei welchem zur Steuereinheit 200 in Form eines Mikrorechners mit eingebautem Wechselspannungs-/Gleichspannungskonverter (W/G-Konverter) eine Verteilervorrichtung zur Bestimmung des Nutzungsanteils jeder der bei dieser Erfindung verwendeten zahlreichen Tinten und eine Variationsvorrichtung zum Variieren des von der Verteilervorrichtung bestimmten Anteils gehören. Fig. 8 zeigt außerdem eine Aufzeichnungskopfeinheit 10, eine Spannungswandlungsschaltung 300, eine Warnvorrichtung 400 in Form einer LED-Anzeige oder einer akustischen Quelle, z. B. eines Summers, oder in Form einer Kombination beider Anzeigen, einen Abtasthauptmechanismus 500 einschließlich Motor usw. zum Auslösen einer Abtastbewegung des Schlittens HC beim Aufzeichnen und einen Abtastuntermechanismus 600 einschließlich Motor zum Transportieren des Aufzeichnungsmediums usw. In Fig. 8 wird auch auf ein von einem Behälter gesendetes Restmengenerfassungssignal V hingewiesen.
Bei der vorliegenden Ausführungsform fließt zwischen zwei in einer Tintenkammer b angeordneten Elektroden ein konstanter Strom und die Tintenrestmenge in diesem Behälter wird durch den Widerstand zwischen den beiden Elektroden erfaßt. Die Tintenrestmenge und der Widerstand zwischen den Elektroden haben die in Fig. 9 dargestellte Beziehung zueinander.
Wenn die Tintenrestmenge eine bestimmte Größe erreicht oder geringer wird als diese, steigt der genannte Widerstand und zeigt damit an, daß die Tintenrestmenge die bestimmte Größe erreicht hat.
Fig. 10 zeigt die bei der vorliegenden Ausführungsform verwendete Kartusche und den Vorgang der Tintenrestmengenerfassung. Der durch die Behälterwände 101 definierte Innenraum des Tintenkartuschenkörpers 1 wird von einer Wand 102 in die beiden am Kartuschenboden sich vereinigenden Tintenkammern a und b unterteilt. Die Tintenkammer a ist mit einem komprimierten Absorptionsmaterial 103 mit regulierter Kapillarkraft gefüllt. Die Tintenkartusche weist außerdem die nachfolgend genannten Abschnitte bzw. Elemente auf, einen Tintenzuführabschnitt 2 als Verbindung zum Tintenstrahlaufzeichnungskopf, einen Abschnitt 3 als Verbindung zur Umgebungsatmosphäre, Stifte (Elektroden) 4 zum Erfassen der Tintenrestmenge und eine Tinteneinfüllöffnung 5, welche durch einen z. B. aus Gummi gefertigten Stöpsel 51 verschlossen ist. In der Tintenkammer b herrscht ständig Unterdruck.
Die positionelle Beziehung zwischen dem Verbindungsabschnitt 3, dem Tintenzuführabschnitt 2, den Stiften 4 zum Erfassen der Tintenrestmenge und der Tinteneinfüllöffnung 5 ist nicht auf die dargestellte begrenzt. Wenn der Spiegel der in der Tintenkammer b vorhandenen Tinte unter die obere der beiden Elektroden 4 absinkt, steigt der Widerstand zwischen beiden abrupt, wie Fig. 9 zeigt, welcher zur Erzeugung einer Spannung führt. Diese Spannung wird entweder direkt oder über die Spannungswandlungsschaltung 300 auf den W/G-Wandler der Steuereinheit übertragen, um die W/G-Wandlung durchzuführen. Wenn der auf diese Weise erhaltene Erfassungswert einen vorbestimmten Wert Rth überschreitet, wird ein Signal zum Umschalten auf eine andere Verteilungstafel an die Tafelauswahlschaltung in der Steuereinheit 200 gesendet.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wird die Tintenrestmenge durch den Widerstand zwischen den im Tintenbehälter angeordneten Elektroden erfaßt, doch eine solche Erfassung ist nicht auf den erwähnten Vorgang begrenzt, sondern kann z. B. auch auf mechanischem oder optischem Weg erfolgen.
Fig. 15 zeigt im Querschnitt die Verbindung zwischen der Kartusche für dunkle Tinte und der für helle Tinte, wobei in dieser Figur die Tinteneinfüllöffnung 5 und der Stöpsel 51 weggelassen wurden. In der oberen und der unteren Tintenkammer b herrscht ständig Unterdruck.

(Ausführungsform 1)

Aus Fig. 1, welche den Prozeßfluß beim Bilddrucken mit dunklen und hellen Tinten durch Tafelauswahl und auch bei Fehlen von dunkler oder heller Tinte der gleichen Farbe zeigt, ist das Merkmal der vorliegenden Erfindung am besten zu erkennen.
Wie Fig. 1 zeigt, wandelt eine Farbverarbeitungseinheit über eine Eingabekorrekturschaltung das rote Bildleuchtdichtesignal R, das grüne Bildleuchtdichtesignal G und das blaue Bildleuchtdichtesignal B zu einem Zyanbilddichtesignal C, einem Magentabilddichtesignal M bzw. einem Gelbbilddichtesignal Y. Diese Signale werden zunächst in einer Farbkorrekturschaltung (Maskierschaltung) und einer UFB (Unterfarbenbeseitigung)-/Schwarzfarbeerzeugungsschaltung einem Farbverarbeitungs- und Farbumwandlungsverfahren unterzogen, um neue Bilddichtesignale C, M, Y, Bk für Zyan, Magenta, Gelb bzw. Schwarz zu erhalten, und anschließend durch eine Ausgabekorrekturschaltung einer Gammawandlung unterzogen, um wiederum neue Bilddichtesignale C, M, Y, Bk für Zyan, Magenta, Gelb bzw. Schwarz zu erhalten.
Eine daneben angeordnete Punktentwicklungsvorrichtung wählt die entsprechende Verteilungstafel aus, um die Dichtesignale C, M, Y, Bk in solche für die Aufzeichnungsköpfe zum Drucken mit Tinten höherer Dichte und solche für die Aufzeichnungsköpfe zum Drucken mit Tinten geringerer Dichte zu unterteilen. Entsprechend der ausgewählten Verteilungstafel werden die in der Farbverarbeitungseinheit erzeugten Dichtesignale C, M, Y, Bk in Bilddichtesignale Ck, Mk, Yk, Bkk für dunkles Zyan, dunkles Magenta, dunkles Gelb bzw. dunkles Schwarz mit höhere Farbdichte und Bilddichtesignale Cu, Mu, Yu, Bku für helles Zyan, helles Magenta, helles Gelb, bzw. helles Schwarz mit geringerer Farbdichte umgewandelt. Die so unterteilten Signale werden entsprechend binarisiert und auf der Grundlage dieser binarisierten Signale wird die entsprechende Tinte aus den Tintenausstoßöffnungen der Tintenstrahleinheiten ausgestoßen und auf diese Weise ein Farbbild erzeugt.
Die in Fig. 1 gezeigte Verteilungstafel A wird zum Unterteilen der Druckdaten in Daten für dunkle Tinten und Daten für helle Tinten verwendet, um die in Fig. 2 dargestellte Charakteristik zu erhalten. Die Verteilungstafel B wird nur zum Drucken mit Tinten dunkler Farbe, aber nicht mit heller Farbe verwendet. Die Verteilungstafel C wird nur zum Drucken mit Tinten heller Farbe, aber nicht mit dunkler Farbe verwendet. In diesem Fall wird ein Druckvorgang zur Erzeugung von zwei Bildern mit hellfarbiger Tinte durch zwei Hauptabtastungen gezeigt. In der Praxis kann bei Verwendung der hellfarbigen Tinte eine Bilddichte, vergleichbar mit der einer gedruckten bei Verwendung einer hellfarbigen Tinte, nur durch Aufzeichnen mehrerer Bilder in mehreren Hauptabtastvorgängen und Überlagerung derselben erreicht werden. Die Inhalte der in Fig. 1 dargestellten Verteilungstafeln zeigen die Fig. 3A bis 3C. Die in Fig. 3A gezeigte Verteilungstafel wird zum Unterteilen der in der Farbverarbeitungseinheit erzeugten Druckdaten jeder Farbe in die Daten für dunkle Farbtinte und die für helle Farbtinte verwendet, wobei die Ausgabedaten für die helle Zyantinte und die dunkle Zyantinte durch die durchgehende Linie bzw. die Kettenlinie als Funktion der Eingabedaten dargestellt sind. Wie daraus zu erkennen ist, wird die helle Farbtinte nur so lange verwendet, bis die Eingabedaten ein Level a erreichen, während ab diesem Level a die helle Farbtinte und die dunkle Farbtinte kombiniert verwendet werden. Die in Fig. 3B gezeigte Verteilungstafel B unterteilt die von der Farbverarbeitungseinheit erzeugten Daten jeder Farbe nur für die dunkle Farbtinte, wobei die durch die Kettenlinie gekennzeichneten Ausgabedaten für die dunkle Zyantinte als Funktion der Eingabedaten dargestellt sind. Die in Fig. 3C gezeigte Verteilungstafel C unterteilt die von der Farbverarbeitungseinheit erzeugten Daten jeder Farbe nur für die helle Farbtinte, wobei die durch die durchgehende Linie gekennzeichneten Ausgabedaten für die zum Erzeugen eines ersten Bildes verwendete dunkle zyanfarbige Tinte und die durch die Doppelpunkt-Kettenlinie gekennzeichneten Ausgabedaten für die zum Erzeugen eines zweiten Bildes verwendete dunkle zyanfarbige Tinte als Funktion der Eingabedaten dargestellt sind. Wie daraus zu erkennen ist, wird das erste Bild allein so lange gedruckt, bis die Eingabedaten ein Level a erreichen, während ab diesem Level a das erste und das zweite Bild überlagert gedruckt werden, um das Bild des Hochdichtebereichs zu erzeugen.
Die in Fig. 1 gezeigte Tafelauswahl wählt die Tafeln A bis C in der in Fig. 2 dargestellten und von der Steuereinheit 200 gemäß Fig. 8 durchzuführenden Folge automatisch aus. Bei der in Fig. 2 dargestellten Folge wird die Tintenrestmenge aller Farben z. B. nach Abschluß des Druckens einer Seite erfaßt. Wenn zum Beispiel die helle zyanfarbige Tinte unter eine vorbestimmte Restmenge absinkt, wird nur für die Farbe Zyan die Verteilungstafel zum Drucken nur mit dunkler Tinte, aber nicht mit heller Tinte ausgewählt, um Druckmängel in Bereichen für zyanfarbige Tinte geringer Dichte zu verhindern und ein einigermaßen befriedigendes Bild zu erhalten. Auch wenn die dunkle zyanfarbige Tinte unter die vorbestimmte Restmenge absinkt, wird nur für die Farbe Zyan die Verteilungstafel zum Drucken nur mit heller Tinte, aber nicht mit dunkler Farbtinte ausgewählt und das Überlagerungsaufzeichnen durch mehrfaches Hauptabtasten angewendet, um Druckmängel in Bereichen hoher Dichte zu verhindern und ein befriedigendes Bild zu erhalten.
Wenn bei dem oben erläuterten Beispiel entweder die dunkle oder die helle zyanfarbige Tinte ausgeht, wird die Verteilungstafel für die Verwendung nur der anderen verbliebenen Tinte nur für die Zyanfarbe ausgewählt, aber es wird auch die gleiche Verteilungstafel für alle Farben bevorzugt ausgewählt.
Die Verteilungstafeln A bis C können aus nur einer einzigen Tafel für die Unterteilung der dunkelfarbigen und der hellfarbigen Tinten auf gleiche Weise für alle Farben oder aus mehreren unterschiedlichen Tafeln entsprechend den Farben zusammengesetzt sein und optimale Unterteilungen für diese bieten.
Bei der vorliegenden Ausführung werden die Verteilungstafeln gemäß der Erfassung der Tintenrestmengen automatisch ausgewählt, doch es kann auch ein Schalter für eine willkürliche Auswahl der Verteilungstafeln durch den Nutzer angeordnet werden.
Die Auswahl der Verteilungstafeln muß nicht zwangsläufig nach Abschluß des Druckens einer Seite, sondern kann zu irgendeinem anderen Zeitpunkt wie zum Beispiel nach Abschluß des Druckens einer Zeile verändert werden.
Die beschriebene Verteilungstafel ist für das Drucken mit zwei Tinten, das heißt mit einer Tinte höherer Dichte und einer Tinte geringerer Dicht für jede Farbe vorgesehen, es ist aber auch möglich, diese Verteilungstafel für das Drucken mit drei Tinten, das heißt mit einer Tinte hoher Dichte, einer Tinte mittlerer Dichte und einer Tinte geringer Dichte oder bei einer größeren Anzahl von Tintenarten verwendet werden.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wird ein instabiler Tintenausstoß bei mindestens einer der zahlreichen Tinten aus einer geringen Tintenrestmenge abgeleitet, die Ursache dafür kann aber auch das Verstopfen der Tintenausstoßöffnungen sein.
Wie bereits beschrieben, weist das erfindungsgemäße Tintenstrahlaufzeichnungsgerät zum Drucken mit Tinten höherer und geringerer Dichte bei jeder Farbe neben der Verteilungstafel zum Unterteilen der Dichtesignale der Farben C, M, Y, Bk in die Dichtesignale zum Drucken mit Tinten höherer Dichte und in die Dichtesignale zum Drucken mit Tinten geringerer Dichte noch folgendes auf, eine Verteilungstafel zum Unterteilen der genannten Dichtesignale nur bei Tinten höherer Dichte, eine Verteilungstafel zum Unterteilen der genannten Dichtesignale nur bei Tinten geringerer Dichte und eine Vorrichtung zum Auswählen der Verteilungstafeln, um selbst dann ein normales Bild zu erhalten, wenn die Tinte höherer oder geringerer Dichte ausgeht oder auf ungeeignete Weise ausgestoßen wird.
(Demonstrationsbeispiel 1, welches nicht in den Geltungsbereich der Patentansprüche fällt)
Nachfolgend wird ein Demonstrationsbeispiel beschrieben, bei welchem die Verteilungstafeln nicht auf der Grundlage der Stabilität des Tintenausstoßes, sondern entsprechend der Dichteverteilung des Bildes ausgewählt werden.
Das Ausgabebild einer Seite wird zum Erfassen der Dichteverteilung der Bilddaten im voraus abgetastet, und wenn die Dichteverteilung in einem hochdichten Bereich konzentriert ist, wird die erwähnte Verteilungstafel B (Fig. 3B) ausgewählt, um das Drucken nur mit dunkelfarbigen Tinten durchzuführen. Wenn aber die Dichteverteilung in einem Bereich geringer Dichte konzentriert ist, wird die erwähnte Verteilungstafel C (Fig. 3C) ausgewählt, um das Drucken nur mit hellfarbigen Tinten durchzuführen.
Die Dichteverteilung kann aus den entwickelten Bilddaten einer vorbestimmten Größe oder, im Falle eines Kopierers oder eines ähnlichen Gerätes, durch Abtasten des Originalbildes bestimmt werden.
Das Erfassen der Dichteverteilung der Bilddaten ermöglicht die Erzeugung eines gleichmäßigen Bildes ohne Körnigkeit, welche aus dem Drucken mit der dunkelfarbigen Tinte in der Nähe eines Dichtelevels resultiert, bei dem das Umschalten von dunkelfarbigen Tinten auf hellfarbige Tinten erfolgt.

(Ausführungsform 2)

Nachfolgend wird eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben, bei welcher, wie die Fig. 11A und 11B zeigen, die Behälterwände 101 aus einem transparenten oder halbtransparenten Material gefertigt sind, wodurch das Erfassen der Tintenrestmenge auf optischem Wege als möglich angesehen wird. In diesem Fall ist an einer Wand in der Tintenkammer b eine Reflexionsplatte 42 in Form eines Spiegels und außerhalb des Behälters ein aus einem Lichtemissionselement 43 und einem Fotosensor 44 zusammengesetzter Fotosensor angeordnet. Das Lichtemissionselement 43 und der Fotosensor 44 können am Schlitten oder in der Schlittenausgangsstellung neben dem dort vorhandenen Regeneriersystem angeordnet werden.
Bei der in den Fig. 11A und 11B gezeigten Konfiguration emittiert das Lichtemissionselement 43 das Licht unter einem bestimmten Winkel und der Fotosensor 44 empfängt das von der Reflexionsplatte reflektierte Licht. Das Lichtemissionselement 43 ist zum Beispiel eine Leuchtdiode und der Fotosensor 44 ein Fototransistor. Fig. 11A zeigt den Zustand bei voller Tintenmenge, wobei das vom Lichtemissionselement 43 emittierte Licht von der Tinte aufgenommen wird und den Fotosensor 44 kaum erreicht, so daß der Erfassungsausgabewert des Fotosensors klein ist. Wenn aber Tinte verbraucht und der in Fig. 11B gezeigte Zustand erreicht wird, ist kaum eine Beeinflussung des vom Lichtemissionselement 43 emittierten Lichts zu verzeichnen und dadurch ein größerer Erfassungsausgabewert des Fotosensors größer wird.
Fig. 12 zeigt eine Veränderung gegenüber der in den Fig. 11A und 11B dargestellten Konfiguration dahingehend, daß das Lichtemissionselement und der Fotosensor quer über den Behälter sich gegenüberliegend angeordnet sind. Auch in diesem Fall ist die Tintenkammer b aus einem transparenten oder halbtransparenten Material gefertigt. Bei dieser Konfiguration kann die Reflexionsplatte entfallen und durch den direkten Lichtempfang die Erfassungsempfindlichkeit erhöht werden.
Bei der oben beschriebenen Konfigurationen der Vorrichtung zum Erfassen der Tintenrestmenge kann die Erfassungsausgabe des Fotosensors 44 ein Analogsignal sein. Bei einem Tintenstrahlfarbaufzeichnungsgerät, bei welchem eine Tinte höherer Dichte und eine Tinte geringerer Dichte für jede der Farben C, M, Y und Bk verwendet wird, scheint es möglich zu sein, durch Bereitstellung mehrerer Verteilungstafeln entsprechend den Unterschieden zwischen der Erfassungsausgabe für die Tinte höherer Dichte und der Erfassungsausgabe für die Tinte geringerer Dichte für jede Farbe und durch geeignete Auswahl dieser Verteilungstafeln die Tinte höherer Dichte und die Tinte geringerer Dichte fast bis zum gleichen Zeitpunkt aufzubrauchen.
Bei den in den Fig. 11A, 11B und 12 gezeigten Konfigurationen herrscht in der Tintenkammer b immer ein Unterdruck.

(Ausführungsform 3)

Nachfolgend wird noch eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Fig. 13 zeigt die Veränderung des Innendrucks in der Tintenzuführeinheit entsprechend der Tintenzuführmenge, in dem in Fig. 12 dargestellten Tintenbehälter. Bei Beginn des Aufzeichnens ist in der Tintenkammer a nur eine geringe Tintenmenge vorhanden und der Unterdruck wird durch die Kapillarwirkung des komprimierten Tintenabsorptionsmittels erzeugt. Mit der durch die Tintenzuführung in der Tintenkammer a abnehmenden Tintenmenge tritt eine allmähliche Erhöhung des Unterdrucks ein, welcher durch die von der Kompressionsrate (Porengrößenverteilung) des komprimierten Absorptionsmittels bewirkten Kapillarwirkung erzeugt wird.
Mit dem weiteren Tintenverbrauch wird die Tintenverteilung in der Tintenkammer a stabilisiert, so daß durch das Eindringen von Luft in die Tintenkammer b der Innendruck im wesentlichen konstant bleibt (stabile Tintenzuführperiode).
Wenn durch den weiteren Tintenverbrauch die Tinte in der Tintenkammer b ausgeht, startet der Tintenverbrauch in der Tintenkammer a erneut, so daß der Unterdruck in der Kammer a sich ändert. Wenn der Unterdruck in der Tintenkammer a einen bestimmten Wert überschreitet, kann der stabile Tintenausstoß nicht länger beibehalten werden. Dadurch ist es möglich, durch den Unterdruck in der Tintenkammer die Tintenrestmenge zu erfassen und bei Erreichen des Zustandes, in welchem ein stabiler Tintenausstoß nicht länger möglich ist, auf die Verteilungstafel umzuschalten, um eine aus dem instabilen Tintenausstoß resultierende Bildverschlechterung zu verhindern.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern auch bei einem Tintenstrahlaufzeichnungsgerät zum Aufzeichnen mit mehreren Tinten unterschiedlicher Dichte weitgehend anwendbar.
Nachfolgend wird eine Ausführungsform beschrieben, bei welcher durch Verwendung hochdichter Tinte und klarer Tinte eine Dichteregulierung erfolgt.
Fig. 14 zeigt schematisch in Explosivdarstellung einen Tintenbehälter mit verbesserter Tintennutzung, wobei der Tintenbehälter durch eine Trennwand 13c in eine Tintenkammer 13a für dunkle Tinte und eine Tintenkammer 13b für klare Tinte (farbstofffreie Tinte in Form eines Lösungsmittels) geteilt ist und die Farbdichte gemäß dem Flächenverhältnis der Tintenzuführöffnungen 15a, 15b reguliert wird. Die Tintenkammern 13a und 13b für dunkle bzw. klare Tinte werden als Unterdruck erzeugende Kammern verwendet und der Tintenbehälter ist außerdem in die Behälterabschnitte 13e, 13f unterteilt, welche durch Trennwände 13g, 13h mit einer am Boden vorhandenen Öffnung 13i von den Unterdruck erzeugenden Kammern getrennt sind. Wenn die Tinte in den Unterdruck erzeugenden Elementen 14a, 14b verbraucht ist, strömt aus den Behälterabschnitten 13e, 13f wieder Tinte nach, wobei der Tintenzuführdruck als konstanter Kopfdruck beibehalten und dadurch eine gleichmäßige Tintenzufuhr möglich wird. Die Tintenkammern sind mit Atmosphärenverbindungsbohrungen 13d versehen.
Bei diesem Tintenbehälter wird das Flächenverhältnis der Tintenzuführöffnungen durch die im Behälter vorhandene Trennwand entsprechend den Aufzeichnungsköpfen für dunklere bzw. hellere Farbtinten reguliert und die unterteilten Kammern werden mit der Farbtinte hoher Dichte bzw. der klaren Tinte gefüllt. Wenn der Tintenbehälter mit dem Aufzeichnungskopf verbunden ist, strömen die Tinten in dem aus dem Flächenverhältnis bestimmten Verhältnis in den Aufzeichnungskopf und werden dort gemischt, um Tinte mittlerer Dichte bereitzustellen. Wenn die klare Tinte ausgegangen ist, wird die Tinte geringerer Dichte nicht mehr ausgestoßen und dadurch die Bildqualität verschlechtert. Demzufolge wird die Restmenge an klarer Tinte erfaßt und bei vollständigem Verbrauch der klaren Tinte erfolgt das Umstellen auf die Tintenverteilungstafel, wodurch bis zum vollständigen Verbrauch aller verwendeten Farbtinten ein Bild in geeigneter Qualität erzeugt werden kann.
Wie aus der Beschreibung ersichtlich ist, wird eine der beiden Kammern mit einer Farbtinte und die andere mit klarer Tinte gefüllt, jedoch können diese Tinten auch durch Tinte der gleichen Farbe, aber unterschiedlicher Dichte ersetzt werden. In einem solchen Fall wird die Tintenrestmenge für beide Tinten erfaßt und das Umschalten auf die Tintenverteilungstafel erfolgt auf der Grundlage dieser Erfassung, wodurch es möglich wird, alle Tinten im Tintenbehälter vollständig zu verbrauchen und über den gesamten Zeitraum ein Bild in geeigneter Qualität zu erzeugen.
Wie bisher detailliert beschrieben, ermöglicht die vorliegende Erfindung beim Aufzeichnen durch Ausstoßen von Tinte aus den Ausstoßöffnungen eines Aufzeichnungskopfes auf ein Aufzeichnungsmedium bei Verwendung von Tinten der gleichen Farbe, aber unterschiedlicher Dichte die Erzeugung eines Bildes in geeigneter Qualität auch dann, wenn bei mindestens einer der zahlreichen verwendeten Tinten instabiles Tintenausstoßen zu verzeichnen ist, indem mit der restlichen Tinte das Aufzeichnen weiter durchgeführt wird.
(Demonstrationsbeispiel 2, welches nicht in den Geltungsbereich der Patentansprüche fällt)
Fig. 16 zeigt in perspektivischer Darstellung den Hauptteil eines Tintenstrahlfarbaufzeichnungsgerätes.
Auf einem Schlitten 623 sind eine Tintenstrahleinheit 611A mit einer Reihe Ausstoßöffnungen für dunkle Farbtinte und eine Tintenstrahleinheit 611B mit einer Reihe Ausstoßöffnungen für helle Farbtinte parallel zueinander angeordnet.
Das von Transportrollen (nicht dargestellt) zugeführte Aufzeichnungsmedium P wird von Ausziehrollen 621 gefaßt und durch einen nicht dargestellten Transportmotor in Pfeilrichtung vorwärts geschoben.
Der Schlitten 623 wird von einem Führungsholm 622 und einem Kodiergerät (nicht dargestellt) gestützt und geführt.
Von einem Schlittenmotor 625 über einen Riemen 624 angetrieben bewegt der Schlitten 623 sich auf dem Führungsholm 622 hin und her. Im Innern (Flüssigkeitskanal) jeder Tintenausstoßöffnung der Tintenstrahleinheit ist ein Wärme erzeugendes Element (elektrothermisches Energieumwandlungselement) zum Erzeugen der für das Tintenausstoßen erforderlichen Wärmeenergie angeordnet.
Durch Ansteuern der Wärme erzeugenden Elemente auf der Grundlage des Aufzeichnungssignals entsprechend den vom Kodiergerät (nicht dargestellt) gelesenen Taktfolgen werden Tintentröpfchen zuerst aus dunkler Tinte dann Tintentröpfchen aus heller Tinte auf das Aufzeichnungsmedium P ausgestoßen und auf diesem abgelagert, um ein Bild zu erzeugen.
In der Ausgangsstellung (HP) des ausgewählten Aufzeichnungskopfes außerhalb des Aufzeichnungsbereiches ist eine Regeneriereinheit mit Kappen 626 angeordnet. Wenn kein Aufzeichnen durchgeführt wird, befindet der Aufzeichnungsschlitten 623 sich in der Ausgangsstellung (HP) und die entsprechende Kappe der 626 der Regeneriervorrichtung umschließt die mit den Ausstoßöffnungen versehene Stirnfläche der entsprechenden Tintenstrahleinheit vollständig, um ein durch Tintenablagerungen infolge Verdampfen des Tintenlösungsmittels oder Staubablagerungen verursachtes Verstopfen der Tintenausstoßöffnungen zu verhindern.
Das Abdecken durch die Kappen 626 erfolgt sowohl im Vorausstoßmodus, in welchem der Tintenausstoß aus den Tintenausstoßöffnungen in die etwas abgehobenen Kappen 626 separat durchgeführt, um einen Ausstoßmangel oder eine Verstopfung weniger häufig benutzter Ausstoßöffnungen zu beseitigen, als auch im Regeneriermodus, in welchem im Abdeckzustand eine nicht dargestellte Pumpe aktiviert wird, um durch Saugen die mangelhaft ausstoßenden Tintenausstoßöffnungen zu regenerieren. Außer den Kappen 626 kann auch eine Lamelle oder ein Wischelement zum Reinigen der mit den Tintenausstoßöffnungen versehenen Stirnfläche der Tintenstrahleinheit angeordnet werden.
Fig. 17 zeigt schematisch in perspektivischer Darstellung die Reihe der in den Aufzeichnungsköpfen 612 vorhandenen Tintenausstoßöffnungen von der Seite des Aufzeichnungsmaterials aus gesehen und Fig. 18 schematisch in perspektivischer Teildarstellung den Aufbau des Tintenausstoßabschnitts. Wie die beiden Fig. 17 und 18 zeigen, sind ein Kopf 612A für dunkle Tinte und ein Kopf 612B für helle Tinte parallel zueinander angeordnet und die Stirnfläche 601 jedes Kopfes ist mit zahlreichen Ausstoßöffnungen 602 versehen. In einem mit der Ausstoßöffnung 602 verbundenen Flüssigkeitskanal 603 ist ein Ausstoßenergie erzeugendes Element 604 zum Erzeugen der für das Ausstoßen erforderlichen Energie angeordnet. Der in Fig. 17 angedeutete Pfeil Y kennzeichnet die Abtastrichtung des Schlittens 623. Fig. 18 zeigt auch einen Sensor 605 zum Erfassen der Temperatur des Aufzeichnungskopfes.
Ein solcher Sensor 605 in Form eines Diodensensors ist an jedem Ende der Reihe Ausstoßöffnungen angeordnet. Die Art der Temperaturerfassungsvorrichtung ist nicht auf einen solchen Sensor beschränkt. Die Temperatur kann auch durch andere Sensoren wie zum Beispiel Thermistoren erfaßt oder auf der Grundlage des Wirkverhältnisses der gedruckten Punkte, das heißt durch Zählen der gedruckten Punkte rechnerisch als Schätzwert ermittelt werden.
Fig. 19 zeigt im Blockschaltbild den Grundaufbau des Tintenstrahlfarbaufzeichnungsgerätes.
In dieser Figur kennzeichnet das Bezugszeichen 641 eine Bildeingabeeinheit zum optischen Lesen des Originalbildes mit einem Ladungsspeicherbaustein zum Beispiel oder zur Eingabe von Bildhelligkeitssignalen (R-, G-, B-Signale) zum Beispiel von einem Hauptrechner oder einer Videoanlage, das Bezugszeichen 642 eine Betriebseinheit, welche mit verschiedenen Tasten zum Einstellen verschiedener Parameter und zum Auslösen des Druckbeginns ausgestattet ist, und das Bezugszeichen 643 eine Zentralverarbeitungseinheit (ZVE) zum Steuern des gesamten Aufzeichnungsgerätes entsprechend den in einem ROM gespeicherten verschiedenen Programmen.
Ein ROM 644 speichert verschiedene Programme zum Betreiben dieses Aufzeichnungsgerätes, zum Beispiel ein Steuerprogramm und ein Fehlerverarbeitungsprogramm. Zu diesem ROM gehören eine Gammaumwandlungseingabetafel 644a, auf welche bei der Beschreibung der Gammaumwandlungseingabeschaltung nochmals Bezug genommen wird, Maskierungskoeffizienten 644b, auf welche bei der Beschreibung der Farbkorrekturschaltung (Maskierungsschaltung) nochmals Bezug genommen wird, eine Schwarzerzeugungs-/UFB-Tafel 644c, auf welche bei der Beschreibung der Schwarzerzeugungs-/UFB-Schaltung nochmals Bezug genommen wird, eine Dichteverteilungstafel 644d, auf welche bei der Beschreibung der Dichteverteilungsschaltung nochmals Bezug genommen wird, und die oben erwähnten Programme 644e.
Fig. 19 zeigt außerdem einen RAM 645 als Arbeitsbereich für die im ROM gespeicherten Programme und als zeitweiligen Umlenkungsbereich bei der Fehlerverarbeitung, eine Verarbeitungseinheit 646 zur Bildsignalverarbeitung, auf welche später näher eingegangen wird, eine Druckereinheit 647 zur Erzeugung eines Punktbildes während des Aufzeichnens auf der Grundlage der von der Signalverarbeitungseinheit verarbeiteten Bildsignale und eine Busleitung 648 zum Übertragen der Adreßsignale, Daten, Steuersignale usw. innerhalb des vorliegenden Gerätes.
Nachfolgend wird die Bildsignalverarbeitungseinheit beschrieben. Fig. 20 zeigt im Blockschaltbild das Bildsignalverarbeitungssystem. Eine Bildverarbeitungsschaltung 651 führt das Maskieren, Unterfarbenentfernen usw. durch und ermöglicht den allgemeinen Bildverarbeitungsfluß.
Die bei der Farbverarbeitung erhaltenen Einzelfarbendaten werden von einer Dichteverteilungseinheit 652 abgerufen, welche die Eingabedaten in die Daten für die helle Farbtinte und die für die dunkle Farbtinte entsprechend der im ROM 644 (Fig. 19) vorhandenen Dichteverteilungstafel 644d unterteilt.
Fig. 21 zeigt ein Beispiel des Umwandlungsdiagramms der Dichteverteilungstafel, wobei die durchgehende Linie den Daten für helle Farbtinte und die Kettenlinie den Daten für die dunkle Farbtinte entspricht. Wenn die 8-bit-Einzelfarbendaten innerhalb eines Bereiches von 0 bis 128 liegen, werden die Daten für die dunkle Farbtinte bei "0" und die für die helle Farbtinte innerhalb eines Bereiches "0" bis "255" freigegeben. Wenn die Einzelfarbendaten innerhalb eines Bereiches von 128 bis 255 liegen, werden die für die dunkle Farbtinte freigegebenen Daten von "0" bis "255", die für die helle Farbtinte freigegebenen Daten von "255" bis "0" variiert.
Kurz gesagt, das Aufzeichnen erfolgt prinzipiell mit der Tinte geringerer Farbstoffkonzentration (helle Farbtinte), wenn die Eingabedaten gering sind (lichtstarke Seite), und prinzipiell mit der Tinte höherer Farbstoffkonzentration (dunkle Farbtinte), wenn die Eingabedaten umfangreich sind. Wie aber bereits erwähnt, wird die Tintenmenge im Tintenstrahlaufzeichnungsgerät von der Temperatur des Aufzeichnungskopfes stark beeinflußt. Mit steigender Tintentemperatur wird die Tintenausstoßmenge größer, so daß die Dichte des aufgezeichneten Bildes in Abhängigkeit von der Temperatur des Aufzeichnungskopfes variiert.
Demzufolge wurde eine Datenkorrektureinheit 653 vorgesehen, welche auf der Grundlage der vom Temperatursensor 656 des Kopfes für helle Farbtinte und vom Temperatursensor 657 des Kopfes für dunkle Farbtinte die von der Dichteverteilungstafel unterteilten Daten für die helle Farbtinte und die für die dunkle Farbtinte korrigiert. Fig. 22 zeigt ein Beispiel des Umwandlungsdiagramms für die Datenkorrektur, welche von der genannten Datenkorrekturschaltung 653 vorgenommen werden soll. Bei niedriger Kopftemperatur erfolgt eine Verschiebung der Geraden in Pfeilrichtung A, um die Ausgabedaten zu vergrößern und dadurch die Dichte zu erhöhen. Bei hoher Kopftemperatur erfolgt die Verschiebung der Geraden in Pfeilrichtung B, um die Ausgabedaten zu reduzieren und dadurch die Dichte zu verringern. Die entsprechend der Kopftemperatur auf diese Weise korrigierten Daten für die dunkle und die helle Farbtinte werden von den in Fig. 2 G dargestellten Binarisierschaltungen 654, 655 entsprechend binarisiert und in Form von An/Aus-Daten (1-bit-Signal) an die entsprechenden Köpfe gesendet.
Die bisherigen Erläuterungen bezogen sich auf eine einzige Farbtinte, gelten aber auch für ein Farbaufzeichnungsgerät, bei welchem mehrere Tinten wie zum Beispiel in der Farbe Zyan, Magenta, Gelb und Schwarz größerer und geringerer Dichte verwendet werden. Auch die Farbstoffkonzentration der Tinte ist nicht auf die beiden Level groß und gering beschränkt, denn es können auch drei Level und mehr ausgewählt werden. Darauf wird zurückgegriffen, wenn im Falle eines großen Punktdichteunterschiedes zwischen der Tinte großer Dichte und der Tinte geringer Dichte in einem Abschnitt, in welchem das Umschalten zwischen den beiden Tinten großer bzw. geringer Dichte erfolgt, die Tonwiedergabe nicht linear verläuft und der Trend zum Entstehen einer Pseudokontur besteht. In einem solchen Tintenumschaltabschnitt kann auch eine Änderung der Körnigkeit oder der Färbung des aufgezeichneten Bildes eintreten und dadurch ein unnatürlicher Eindruck entstehen. Aus diesem Grund wird die Durchführung des Aufzeichnens mit Tinten großer, mittlerer und geringer Dichte bevorzugt.
Die beschriebene Konfiguration ermöglicht selbst bei einer Änderung der Temperatur des Aufzeichnungskopfes die Erzeugung eines Bildes mit der gewünschten Dichte und bewirkt somit eine wesentliche Verbesserung der Farbtonreproduzierbarkeit.

(Ausführungsform 4)

Nachfolgend wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben, bei welcher der Tintenstrahlaufzeichnungskopf mit mehreren Flüssigkeitskammern bestückt ist, in denen Tinte der gleichen Farbe, aber unterschiedlicher Dichte enthalten sind, um die Farbtonreproduzierbarkeit zu verbessern.
Fig. 23 zeigt in perspektivischer Darstellung den Hauptteil eines Tintenstrahlaufzeichnungsgerätes in einer vierten Ausführungsform, bei welcher die Funktionen grundsätzlich den im Demonstrationsbeispiel 2 beschriebenen Funktionen gleichen.
Fig. 24 zeigt schematisch in perspektivischer Darstellung die Reihen der in den Aufzeichnungsköpfen des genannten Aufzeichnungsgerätes vorhandenen Tintenausstoßöffnungen von der Aufzeichnungsmaterialseite aus gesehen.
Das in Fig. 23 dargestellte Tintenstrahlaufzeichnungsgerät ist mit Aufzeichnungsköpfen für Tinte in den vier Farben C (Zyan), M (Magenta), Y (Gelb) und K (Schwarz) bestückt, wobei jeder dieser Köpfe, welche auf dem Schlitten 623 parallel zueinander angeordnet sind, eine Reihe Ausstoßöffnungen zum Ausstoßen von Tinte dunkler Farbe und eine Reihe Ausstoßöffnungen zum Ausstoßen von Tinte heller Farbe aufweist.
Beim Aufzeichnen mit dunklen und hellen Farbtinten ist auch die Abweichung in der Lage der erzeugten Punkte dunkler und heller Farbe von Bedeutung, denn durch eine solche Abweichung in der Lage der Farbpunkte kann die Bilddichte sich ändern. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind die Reihen von Ausstoßöffnungen für Tinten unterschiedlicher Dichte an einem einzigen Kopf angeordnet, um die vertikalen und horizontalen positionellen Abweichungen dieser Reihen, mit welchen im Falle der Anordnung dieser Reihen an verschiedenen Aufzeichnungsköpfen zu rechnen ist, auf ein Minimum zu beschränken und die aus der Ablagerungsstelle resultierende Abweichung in der Dichteskala möglicherweise zu reduzieren.
Fig. 25 zeigt in Explosivdarstellung den bei dieser Ausführungsform zu verwendenden Tintenstrahlaufzeichnungskopf.
Eine Verdrahtungsleiterplatte 200 ist an einem Ende mit den Verdrahtungen einer Heizleiterplatte 100 elektrisch verbunden und am anderen Ende mit zahlreichen Kontaktstellen zum Empfangen elektrischer Signale vom Gerätehauptkörper entsprechend den elektrothermischen Energieumwandlungselementen versehen.
Ein Stützelement 300 aus Metall zum Stützen der Rückseite der Verdrahtungsleiterplatte 200 über einen ebenen Kontakt bildet die Bodenplatte der Tintenstrahleinheit. Eine Druckfedereinheit 500 zum Aufbringen eines elastischen Druckes auf eine lineare Fläche in der Nähe der Tintenausstoßöffnungen einer genuteten Deckenplatte 1300 ist mit einem Abschnitt annähernd in U-Form, mit Knacken zum Einrasten in die an der Grundplatte vorhandenen Öffnungen und mit paarig angeordneten Stegen an der Rückseite zur Aufnahme der von der Grundplatte auf die Federeinheit aufgebrachten Kraft versehen.
Die Federkraft hält die Verdrahtungsleiterplatte 200 und die genutete Deckenplatte 1300 in Druckberührung zueinander. Die Verdrahtungsleiterplatte 200 ist zum Beispiel mit einem Kleber am Stützelement befestigt.
An einem Ende eines Tintenzuführröhrchens 2200 ist ein Filter 700 angeordnet. Ein Tintenzuführelement 600 ist durch Gießen hergestellt worden und die genutete Deckenplatte 1300 ist mit einer Öffnung 1201 und mit Flüssigkeitskanälen als Verbindungen zu den entsprechenden Tintenausstoßöffnungen versehen. Das Tintenzuführelement 600 ist durch die in die Bohrungen 1901, 1902 des Stützelements geschobenen beiden Einsetzzapfen (nicht dargestellt) an der Rückseite des Tintenzuführelements 600 und durch thermisches Schmelzen der aus den Bohrungen ragenden Enden dieser Zapfen auf einfache Weise am Stützelement 300 befestigt.
Bei diesem Vorgang entsteht ein gleichmäßiger Spalt zwischen der mit einer Öffnung versehenen Platte 1201 und dem Tintenzuführelement 600. Über eine am oberen Ende des Tintenzuführelements 600 vorhandene Einlaßöffnung wird ein Abdichtmittel eingegossen, um die Verbindungsdrähte und den genannten Spalt zwischen der mit der Öffnung versehenen Platte 1201 und dem Tintenzuführelement 600 und auch den Spalt zum vorderen Ende des Stützelements 300 abzudichten.
Fig. 26 zeigt in perspektivischer Darstellung die bei dieser Ausführungsform zu verwendende genutete Deckenplatte 1300, von der Heizleiterplatte 100 aus gesehen. Es sind zahlreiche von Trennwänden 10 getrennte und mit Tintenzuführöffnungen 20a, 20b versehene Flüssigkeitskammern vorhanden.
Die Trennwände 10 sind auf der zur Heizleiterplatte 100 zeigenden Kontaktfläche mit Nuten 30 versehen, welche die Verbindung zum peripheren Außenabschnitt der genuteten Deckenplatte 1300 herstellen. Sobald die Platte 1300 mit der Heizleiterplatte in Berührung gebracht worden ist, wird der genannte periphere Außenabschnitt wie oben beschrieben mit dem Abdichtmittel abgedichtet. Bei diesem Vorgang gelangt das Abdichtmittel durch die Nuten in den erwähnten Spalt zwischen der Leiterplatte und der Heizleiterplatte und füllt diesen. Auf diese Weise können die Flüssigkeitskammern in den von der Herstellung eines herkömmlichen Kopfes bekannten Schritten vollständig voneinander getrennt werden. Die Konstruktion der Nuten variiert in Abhängigkeit von den physikalischen Eigenschaften des zu verwendenden Abdichtmittels.
Die genannte Konstruktion der zahlreichen voneinander getrennten Flüssigkeitskammern ermöglicht das Zuführen unterschiedlicher Tinten zu den Tintenausstoßöffnungen.
Fig. 27 zeigt den Aufbau einer Tintenstrahlkartusche mit 4 Aufzeichnungsköpfen für die Farben C, M, Y, K, welche in einem Rahmen 3000 integriert sind. Diese vier Aufzeichnungsköpfe im Inneren des Rahmens 3000 haben einen bestimmten Abstand zueinander und deren Ausstoßöffnungen sind vertikal und horizontal ausgerichtet. Diese Kartusche Weist auch einen Rahmendeckel 3100 und eine Steckverbindung 3200 zum Übertragen der elektrischen Signale vom Gerätehauptkörper auf die an der Verdrahtungsleiterplatte 200 jedes der vier Köpfe vorhandenen Anschlüsse auf.
Fig. 28 zeigt den Zustand, in welchem die Vierkopf- Tintenstrahlkartusche am Schlitten 623 befestigt ist. Jeder Tintenbehälter ist in eine obere und eine untere Kammer unterteilt, welche mit Tinte höherer bzw. geringerer Dichte gefüllt sind. Die Tintenstrahlkartusche und die vier Tintenbehälter (IT) für die Farben C (Zyan), M (Magenta), Y (Gelb) und K (Schwarz) sind unter Druck miteinander gekoppelt, wobei die jeweilige Tinte aus dem Tintenbehälter dem entsprechenden Aufzeichnungskopf zugeführt wird.
Auch bei dieser Ausführungsform ist an der Heizleiterplatte 100 ein Diodensensor als Temperaturerfassungselement für die Aufzeichnungsköpfe angeordnet. Wie bereits erwähnt, ist das Temperaturerfassungselement nicht auf die genannte Form beschränkt, denn die Temperatur kann auch mit anderen Detektoren, z. B. mit einem Thermistor erfaßt oder aus dem Wirkverhältnis der gedruckten Punkte rechnerisch als Schätzwert bestimmt werden.
Fig. 29 zeigt im Blockschaltbild das Bildsignalverarbeitungssystem, wobei die Bildverarbeitungsschaltung 651 das Maskieren und die Unterfarbenbeseitigung einschließt und ein gemeinsam genutzter Bildverarbeitungsfluß dabei anwendbar ist.
Nach der Bildverarbeitung werden die Daten für die Farben C, M, Y und K von einer nachfolgenden Dichteverteilungseinheit 652 ausgegeben. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird entsprechend den vom Temperatursensor 658 des Aufzeichnungskopfes erfaßten Temperaturdaten die optimale Dichteverteilungstafel aus den zahlreichen vorbereiteten Tafeln ausgewählt und auf der Grundlage der ausgewählten Verteilungstafel werden die Eingabedaten in Daten für die helle Farbtinte und Daten für die dunkle Farbtinte unterteilt.
Fig. 30A zeigt ein Beispiel der Verteilungstafel für niedrige Kopftemperatur und Fig. 30B ein Beispiel der Verteilungstafel für eine hohe Kopftemperatur.
Nachfolgend werden diese Beispiele im Vergleich mit der in Fig. 21 dargestellten Verteilungstafel beschrieben.
Da bei einer niedrigen Kopftemperatur die Ausstoßmenge gering ist, steigen bei gegebenen Eingabedaten die Ausgabedaten für dunkle und für helle Farbtinten, wie Fig. 30A zeigt, wodurch die Bilddichte vergrößert wird. Da in einem Eingabedatenbereich mit hohem Level (um 255) die Ausgabedaten für dunkle Farbtinte bereits gesättigt sind, werden zur Vergrößerung der Bilddichte die Daten für helle Farbtinte weiter zuaddiert.
Da bei einer hohen Kopftemperatur die Ausstoßmenge steigt, werden bei einem gegebenen Eingabelevel die Ausgabedaten bezüglich den in Fig. 21 dargestellten Standardwerten verringert, um die in Fig. 30B gezeigte Bilddichtevergrößerung zu unterdrücken. Dieses Umschalten der Verteilungstafel entsprechend der Temperatur des Aufzeichnungskopfes ermöglicht selbst im Falle einer temperaturabhängigen Veränderung der Tintenausstoßmenge die Beibehaltung einer konstanten Bilddichte und somit eine zufriedenstellende Farbtonwiedergabe durch das Tintenstrahlaufzeichnungsgerät.
Das Verfahren zum Unterteilen der Eingabedaten in Daten für dunkle und helle Farbtinte auf der Grundlage der Verteilungstafel ist das gleiche wie bei Ausführungsform 5. Auf der Grundlage der entsprechend der Temperatur des Aufzeichnungskopfes ausgewählten Verteilungstafel werden die Eingabedaten der Farben C, M, Y, K in Daten für die hellen Farbtinten (C', TA', Y', K') und die für die für dunkle Farbtinten (C", M", Y", K") unterteilt, welche dann von den in Fig. 29 dargestellten Binarisierungsschaltungen 654, 655 entsprechend binarisiert und in Form von An/Aus-Daten (1- bit-Signale) an die entsprechenden Köpfe gesendet werden.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht auch die ständige Reproduktion einer konstanten Farbtondichtewiedergabe unabhängig von der Temperatur der Aufzeichnungsköpfe und eine Vereinfachung des Verfahrens dadurch, daß aus den Temperaturen der Aufzeichnungsköpfe für helle und für dunkle Farbtinte ein Mittelwert gebildet wird.
Wenn innerhalb eines Aufzeichnungskopfes Tinten unterschiedlicher Dichte verwendet werden, wie das bei der vorliegenden Ausführungsform der Fall ist, kann bei steigender Anzahl an Ausstoßöffnungen kein Durchschnittswert aus den Temperaturen der Köpfe für helle und dunkle Farbtinten gebildet werden. In einem solchen Fall können die unterteilten Daten für jede Tinte entsprechend der unabhängig in jedem Tintenbereich erfaßten Temperatur korrigiert werden. Der Aufzeichnungskopf, welcher wie bei der vorliegenden Ausführungsform in mehrere Tintenbereiche eingeteilt ist, kann auch mit dem bei der Ausführungsform 5 verwendeten Bildsignalverarbeitungssystem gekoppelt werden, in welchem eine Korrektur der von der Verteilungstafel unterteilten Daten für die dunklen und die hellen Farbtinten entsprechend der Kopftemperatur erfolgt.
Die Konfiguration, bei welcher die Reihen von Ausstoßöffnungen für Tinten unterschiedlicher Dichte in einem einzigen Kopf vorhanden sind, ermöglicht eine Begrenzung der Anzahl an Aufzeichnungsköpfen und damit die Konstruktion des Gerätes in Kompaktbauweise.
Die bisher beschriebenen Ausführungsformen bezogen sich auf ein Vierfarbentintenstrahlaufzeichnungsgerät, bei welchem die Farben Zyan, Magenta, Gelb und Schwarz verwendet werden, die Anzahl an Farben ist jedoch nicht auf diese vier beschränkt, denn die vorliegende Erfindung ist auch bei einem Aufzeichnungsgerät anwendbar, bei welchem Tinte einer einzigen Farbe, aber unterschiedlicher Dichte, oder Tinten in mehr als vier Farben verwendet werden. Auch die Farbstoffkonzentration der Tinte ist nicht auf die beiden Level hoch und niedrig beschränkt, denn es können auch drei oder mehr Level ausgewählt werden. Wenn die Punktdichte bei Tinten hoher Dichte sich von der bei Tinten niedriger Dichte wesentlich unterscheidet, verläuft in einem Bereich, in welchem ein Schalten zwischen Tinte hoher Dichte und Tinte niedriger Dichte erfolgt, die Farbtonwiedergabe nicht linear, was leicht zu einer Pseudokontur führen kann. In einem solchen Tintenumschaltbereich ist auch eine Veränderung in der Körnigkeit oder Färbung des aufgezeichneten Bildes möglich, wodurch ein unnatürlicher Eindruck entsteht. Aus diesem Grund wird das Aufzeichnen mit Tinten einer größeren Anzahl an Dichten, z. B. Tinten niedriger, mittlerer und hoher Dichte bevorzugt.

(Andere Ausführungsformen)

Als Steuerung der Tintenausstoßmenge des Tintenstrahlaufzeichnungskopfes wird die IBM-Steuerung (Impulsbreitenmodulationssteuerung) vorgeschlagen. Diese IBM-Steuerung wird nachfolgend mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnung detailliert beschrieben. Fig. 31 zeigt die einzelnen Impulse, wobei das Bezugszeichen Vop die Steuerspannung, das Bezugszeichen P1 die Impulsbreite des Ausgangsimpulses (nachfolgend Vorimpuls genannt), das Bezugszeichen P2 eine Zwischenzeit und das Bezugszeichen P3 die Impulsbreite eines zweiten Impulses (nachfolgend Hauptimpuls genannt) kennzeichnet. Die Bezugszeichen T1, T2 und T3 kennzeichnen die Zeit zum Definieren von P1, P2 bzw. P3. Die Steuerspannung Vop ist ein Faktor zur Bestimmung der Elektroenergie, welche zur Erzeugung der Wärmeenergie durch das im Tintenkanal angeordnete elektrothermische Umwandlungselement benötigt wird, und sie wird durch die Fläche, den Widerstand und die Filmstruktur des elektrothermischen Umwandlungselements und durch die Konfiguration des Tintenströmungskanals bestimmt. Es gelten die Beziehungen P1 = T1, P2 = T2 - T1 und P3 = T3 - T2.
Die IBM-Steuerung der vorliegenden Ausführungsform kann auch als Vorimpulsbreitenmodulationssteuerung bezeichnet werden, bei welcher zum Ausstoßen eines Tintentröpfchens die Impulse in der Impulsbreitenfolge P1, P2 und P3 gesendet werden und die Breite des Vorimpulses entsprechend der Temperatur des Aufzeichnungskopfes oder der Tinte moduliert wird. Der Vorimpuls wird prinzipiell zum Steuern der Tintentemperatur im Flüssigkeitskanal verwendet und er spielt bei der Ausstoßmengensteuerung eine wichtige Rolle. Die Breite des Vorimpulses wird so klein gewählt, daß durch die vom elektrothermischen Umwandlungselement als Reaktion auf diesen erzeugte Energie kein Bläschen in der Tinte entsteht. Die Zwischenzeit dient dazu, eine bestimmte Zeit zum Übertragen der vom Vorimpuls erzeugten Energie auf die im Flüssigkeitskanal vorhandene Tinte zu sichern. Der Hauptimpuls dient dazu, ein Bläschen in der im Tintenkanal vorhandenen Tinte zu erzeugen und Tinte aus den Ausstoßöffnungen auszustoßen, und dessen Breite wird vorzugsweise entsprechend der Fläche, des Widerstandes und der Filmstruktur des elektrothermischen Umwandlungselements und der Konfiguration des Flüssigkeitskanals bestimmt.
Fig. 32 zeigt im Diagramm die Abhängigkeit der Ausstoßmenge von der Breite des Vorimpulses, wobei das Bezugszeichen Vo die durch die Kopfkonstruktion bestimmte Ausstoßmenge bei P1 = 0 kennzeichnet. Wie die in Fig. 32 dargestellte Kurve a zeigt, steigt bei einer Vergrößerung der Breite P1 des Vorimpulses die Ausstoßmenge Vd innerhalb eines Bereiches 0 bis P1LMT der Breite P1 linear an. Jenseits dieses Levels P1LMT geht bei einer Vergrößerung die Linearität der Ausstoßmenge verloren und deren Sättigung wird bei einer Impulsbreite P1MAX erreicht.
Bei einer Ausstoßmengensteuerung durch Veränderung der Impulsbreite P1 ist der Bereich bis zur Impulsbreite P1LMT, in welchem die Ausstoßmenge Vd sich linear ändert, effektiv.
Wenn die Impulsbreite größer als P1MAX wird, sinkt die Ausstoßmenge Vd unter den Maximalwert VMAX. Das ist darauf zurückzuführen, daß bei Verwendung des Vorimpulses mit einer Breite innerhalb des erwähnten Bereiches auf dem elektrothermischen Umwandlungselement kleine Bläschen erzeugt werden und der nächste Hauptimpuls gesendet wird, bevor die kleinen Bläschen wieder verschwunden sind, denn diese kleinen Bläschen stören die Bläschenerzeugung durch den Hauptimpuls und das führt zu einer Verringerung der Ausstoßmenge. Ein solcher Bereich wird Vorbläschenerzeugungsbereich genannt und in diesem ist die Ausstoßmengensteuerung durch die Vorimpulsbreite schwierig. Bei dem in Fig. 32 gezeigten Bereich P1 = 0 bis P1LMT wird die Neigung des linearen Abschnitts durch den Vorimpulsabhängigkeitskoeffizienten
Kp = ΔVop/ΔP1
ermittelt, welcher zwar nicht temperaturabhängig ist, aber durch die Kopfkonfiguration, die Ansteuerbedingungen, die physikalischen Eigenschaften der Tinte usw. bestimmt wird. Die in Fig. 32 dargestellten Kurven b und c beziehen sich auf Veränderungen in anderen Aufzeichnungsköpfen und zeigen, daß die Ausstoßcharakteristiken kopfspezifisch sind.
Ein weiterer die Ausstoßmenge des Tintenstrahlaufzeichnungskopfes bestimmender Faktor ist die Tintentemperatur im Ausstoßabschnitt (diese Temperatur kann in manchen Fällen durch die Temperatur des Aufzeichnungskopfes ersetzt werden). Fig. 33 zeigt die Temperaturabhängigkeit der Ausstoßmenge. Aus der Linie a ist ersichtlich, daß die Ausstoßmenge Vd als Funktion der Temperatur TH des Aufzeichnungskopfes linear ansteigt. Die Neigung dieser Linie ergibt sich aus dem Temperaturabhängigkeitskoeffizienten
KT = ΔVdt/ΔTH.
Dieser Koeffizient ist von den Ansteuerbedingungen unabhängig, wird aber von der Kopfkonfiguration, den physikalischen Eigenschaften der Tinte usw. bestimmt. Die in Fig. 33 ebenfalls dargestellten Linien b und c beziehen sich auf das Verhalten anderer Aufzeichnungsköpfe.
Fig. 34 zeigt eine aktuelle Steuertafel, in welcher die in den Fig. 32 und 33 dargestellten Beziehungen berücksichtigt sind. In Fig. 34 kennzeichnet das Bezugszeichen T0 die beibehaltene Temperatur des Aufzeichnungskopfes. Wenn im Ausstoßabschnitt die Tintentemperatur unter T0 liegt, wird der Aufzeichnungskopf durch ein Heizsubelement (nicht dargestellt) erwärmt. Demzufolge wird die Ausstoßmengensteuerung auf der Grundlage der Tintentemperatur oberhalb dieser Temperatur T0 durchgeführt. Wie Fig. 34 zeigt, kann die Ausstoßmenge in dem als IBM-Steuerbereich bezeichneten Temperaturbereich gesteuert werden, und in dieser Figur ist auch die Beziehung zwischen der Ausstoßmenge und der Tintentemperatur im Ausstoßabschnitt bei einer Änderung der Impulsbreite in 11 Stufen dargestellt. Selbst bei einer Veränderung der Tintentemperatur im Ausstoßabschnitt um jede Temperaturstufe ΔT kann durch eine Veränderung der Vorimpulsbreite die Ausstoßmenge innerhalb einer Größe AV um die gewünschte Ausstoßmenge Vd0 gesteuert werden. Doch selbst bei einer solchen IBM-Steuerung kann in einem Temperaturbereich jenseits der oberen Grenztemperatur TL die Ausstoßmenge nicht stabilisiert werden.
Demzufolge wird bei der vorliegenden Ausführungsform die Ausstoßmenge durch Erwärmen des Aufzeichnungskopfes mittels des Heizsubelementes bei Unterschreiten der Temperatur TO reguliert. Das heißt, in einem Temperaturbereich TO bis TL wird die Ausstoßmenge durch Impulsbreitenmodulation gesteuert. In einem Temperaturbereich jenseits TL, in welchem die Steuerung der Ausstoßmenge durch Impulsbreitenmodulation nicht möglich ist, werden die unterteilten Daten für die Tinten unterschiedlicher Dichte wie bei den Ausführungsformen 1 und 2 beschrieben korrigiert. Auf diese Weise wird die Farbtonreproduktion des aufgezeichneten Bildes verbessert und dadurch die Erzeugung eins Bildes ohne Ungleichmäßigkeiten in der Dichte möglich.
Wie bereits erwähnt, kann gemäß der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit der Ausstoßmengensteuerung durch Impulsbreitenmodulation die Farbtonwiedergabe über einen breiteren Temperaturbereich verbessert werden.
Auch im Falle der Verwendung mehrerer Verteilungstafeln kann bei der vorliegenden Ausführungsform im Vergleich zu den Ausführungsformen 1 und 2 deren Anzahl verringert werden, weil die Situation des Absinkens der Temperatur unter eine bestimmte Temperatur nicht in Betracht gezogen werden muß.
Wie bereits detailliert beschrieben, soll die vorliegende Erfindung dazu dienen, die Aufzeichnungskopftemperatur zu erfassen, auf der Grundlage der erfaßten Temperaturdaten die Bilddaten in mehrere Datensätze entsprechend den verwendeten Tintenarten zu unterteilen, auf der Grundlage der unterteilten Daten mit dem Aufzeichnungskopf auch im Falle einer Temperaturänderung desselben ein Bild in der gewünschten Bilddichte auf einem Aufzeichnungsmedium zu erzeugen und die Farbtonreproduzierbarkeit wesentlich zu verbessern.
Bei den bisher beschrieben Ausführungsformen wird zum Aufzeichnen ein Tintenstrahlaufzeichnungskopf verwendet, doch diese Ausführungsformen sind nicht auf einen solchen Kopf beschränkt, denn die vorliegende Erfindung ermöglicht auch den Einsatz eines Wärmekopfes oder eines Wärmeübertragungskopfes für das Aufzeichnen.
Bezüglich der verschieden Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren bringt die vorliegende Erfindung einen besonderen Effekt dann hervor, wenn diese bei einem Aufzeichnungskopf, welcher Wärmeenergie zur Erzeugung eines fliegenden Flüssigkeitströpfchens zum Aufzeichnen nutzt, und einem Aufzeichnungsgerät, bei welchem ein solcher Aufzeichnungskopf zum Einsatz kommt, angewendet wird.
Das Prinzip und eine repräsentative Konfiguration sind z. B. in den US-Patenten 4,723,129 und 4,740,796 offenbart. Das System ist beim sogenannten Nachbedarf-Aufzeichnen oder beim kontinuierlichen Aufzeichnen anwendbar, besonders effektiv ist es aber beim Nachbedarf-Aufzeichnen, weil als Reaktion auf das Senden mindestens eines die Aufzeichnungsinformationen repräsentierenden Steuersignals an ein in einem Flüssigkeitskanal oder Flüssigkeit (Tinte) enthaltendem Blatt angeordnetes elektrothermisches Umwandlungselement dieses Element Wärmeenergie erzeugt, welche eine schnelle Temperaturerhöhung über den Kernsiedepunkt hinaus bewirkt und dadurch Filmkochen auf der Wärmewirkungsfläche des Aufzeichnungskopfes auslöst, welches zur Erzeugung eines Bläschens in der Flüssigkeit (Tinte) im Verhältnis von eins zu eins zum Steuersignal führt. Durch Ausdehnung und Zusammenfallen des Bläschens wird durch Ausstoßöffnungen Flüssigkeit (Tinte) ausgestoßen und dabei mindestens ein Flüssigkeitströpfchen erzeugt. Als Steuersignal wird ein Impuls bevorzugt, da dieser das Ausdehnen und Zusammenfallen des Bläschens unmittelbar bewirkt und dadurch das Ausstoßen der Flüssigkeit (Tinte) mit hoher Ansprechempfindlichkeit gewährleistet.
Ein solches impulsförmiges Steuersignal ist in den US- Patenten 4,463, 359 und 4,345,262 offenbart. Auch die im US- Patent 4,313, 124 beschriebenen Bedingungen bezüglich der Temperaturerhöhungsgeschwindigkeit der genannten Wärmewirkungsfläche ermöglichen verbessertes Aufzeichnen.
Die Konfiguration des Aufzeichnungskopfes ergibt sich aus der Kombination von Flüssigkeitsausstoßöffnungen, Flüssigkeitskanälen und elektrothermischen Umwandlungselementen bei linear oder rechtwinklig verlaufenden Flüssigkeitskanälen, welche in den genannten Patenten offenbart sind, aber auch die im US-Patent 4,558,333 offenbarte Konfiguration, bei welcher die Wärmewirkungsfläche in einem Bogenabschnitt angeordnet ist, und die im US-Patent 4,459, 600 offenbarte Konfiguration gehören zur vorliegenden Erfindung.
Die vorliegende Erfindung ist besonders effektiv bei dem in der Anmeldung des japanischen Offenlegungspatentes 59-123670 offenbarten Aufbau, welcher als Ausstoßöffnung einen gemeinsamen Schlitz für die zahlreichen elektrothermischen Umwandlungselemente aufweist, oder bei dem in der Anmeldung des japanischen Offenlegungspatentes 59-138461 offenbarten Aufbau, welcher in Übereinstimmung mit jeder Ausstoßöffnung eine Öffnung zum Absorbieren der durch die Wärmeenergie ausgelösten Druckwelle aufweist.
Ein Ganzzeilen-Aufzeichnungskopf, welcher das simultane Aufzeichnen über der gesamte Breiten des Aufzeichnungsblattes ermöglicht, kann durch Kombination mehrerer Aufzeichnungsköpfe zur Schaffung der in den genannten Patenten offenbarten Gesamtlänge oder durch einstückiges Fertigen eines solchen Kopfes erhalten werden, und durch Nutzung der vorliegenden Erfindung bei einem solchen Aufzeichnungskopf kommen deren Vorteile noch deutlicher zur Wirkung.
Die vorliegende Erfindung ist auch bei einem als Auswechselchip konstruierten Aufzeichnungskopf, welcher an den Gerätehauptkörper montiert wird und elektrisch mit diesem gekoppelt und von diesem mit Tinte versorgt werden kann, oder bei einem Aufzeichnungskopf mit integrierter Tintenkartusche besonders effektiv.
Das Aufzeichnungsgerät ist vorzugsweise auch mit einer Ausstoßregeneriervorrichtung und anderen Hilfsvorrichtungen für den Aufzeichnungskopf ausgerüstet, welche die Effekte des Aufzeichnungskopfes der vorliegenden Erfindung weiter stabilisieren können. Beispiele solcher Vorrichtungen für den Aufzeichnungskopf sind eine Abdeckvorrichtung, eine Reinigungsvorrichtung, einer Druck- oder Saugvorrichtung, eine aus einem elektrothermischen Umwandlungselement und/oder einem anderen Heizelement bestehende Vorheizvorrichtung und eine Vorrichtung zur Durchführung eines Tintenleerausstoßes unabhängig vom Aufzeichnen, welche alle zum Erreichen eines stabilen Aufzeichnungsvorgangs beitragen.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf ein Verfahren zum Aufzeichnen mit einer einzigen Hauptfarbe wie Schwarz beschränkt, sondern kann auch bei einem Aufzeichnungskopf zum Aufzeichnen mit mehreren unterschiedlichen Farben oder zum Vollfarbenaufzeichnen durch Farbmischen effektiv angewendet werden, wobei entweder ein einstückig gefertigter oder ein aus mehreren Einzelköpfen zusammengesetzter Aufzeichnungskopf zum Einsatz kommen kann.
Bei den bisher beschriebenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wurde auf Tinte in flüssiger Form verwiesen, die vorliegende Erfindung ist aber auch anwendbar bei Verwendung einer Tinte, welche unterhalb Raumtemperatur fest ist und bei Raumtemperatur weich oder flüssig wird, oder welche in einem beim Tintenstrahlaufzeichnen üblichen Temperaturbereich von 30ºC bis 70ºC weich oder flüssig wird. Das heißt, die Tinte muß nur beim Senden des Aufzeichnungssignal flüssig sein.
Die vorliegende Erfindung ist auch anwendbar bei einer Tinte, welche durch die entsprechend dem Aufzeichnungssignal erzeugte Wärmeenergie flüssig wird, z. B. einer Tinte, bei welcher die von der Wärmeenergie bewirkte Temperaturerhöhung zur Zustandsänderung der Tinte, d. h. zum Übergang der Tinte vom festen in den flüssigen Zustand führt, bei einer Tinte, welche im ungenutzten Zustand fest bleibt, um ein Verdampfen zu verhindern, oder bei einer Tinte, welche beim Erreichen des Aufzeichnungsblattes zu erstarren beginnt. In allen diesen Fällen kann die Tinte sowohl im festen als auch im flüssigen Zustand in Vertiefungen oder Poren eines porösen Blattes gespeichert sein, wie in den Anmeldungen zu den japanischen Offenlegungspatenten 54-56847 und 60-71260 beschrieben, und die Anordnung eines solches Blattes erfolgt an einer Stelle gegenüber dem elektrothermischen Umwandlungselement. Die vorliegende Erfindung ist dann am effektivsten, wenn das genannte Filmkochen in Tinten der eben beschriebenen Arten induziert wird.
Das Aufzeichnungsgerät gemäß der vorliegenden Erfindung kann nicht nur als integrales oder separates Bildausgabeterminal für eine Informationsverarbeitungsvorrichtung in Form eines Textautomaten oder eines Computers konstruiert sein, sondern auch bei einem Kopierer in Verbindung mit einem Bildlesegerät oder einem Faxgerät mit Übertragungs- und Empfangsfunktion verwendet werden.
Fig. 35 zeigt schematisch im Blockschaltbild den Aufbau des Tintenstrahlaufzeichnungsgerätes gemäß der vorliegenden Erfindung bei Verwendung in einem Informationsverarbeitungsgerät in Form eines Textautomaten, eines Personalcomputers, eines Faxgerätes und eines Kopiergerätes, wobei das Gerät folgende Einheiten bzw. Vorrichtungen aufweist, eine Steuereinheit 1201 zum Steuern des gesamten Gerätes, welche mit einer ZVE (Zentralverarbeitungseinheit) in Form eines Mikroprozessors und verschiedenen Eingabe/Ausgabe-Kanälen zur Durchführung des Steuervorgangs durch Senden von Steuersignalen und Datensignalen an verschiedene Einheiten und Empfangen von Steuersignalen und Datensignalen von diesen ausgestattet ist, eine Displayeinheit 1202 zum Anzeigen verschiedener Menus, Dokumentinformationen und Bilddaten, welche von einem Bildlesegerät 1207 gelesen werden, und ein transparentes druckempfindliches Berührungspaneel 1203, welches auf der Displayeinheit 1202 angeordnet ist und dazu dient, mit einem Fingerdruck ein auf der Displayeinheit 1202 angezeigtes Symbol oder Koordinaten einzugeben.
Eine FM-Tonquelle (Frequenzmodulationsquelle) 1204 liest die von einem Musikeditor aufbereiteten und in einem Speicher 1210 oder einem externen Speicher 1212 gespeicherten Toninformationen in Form von Digitaldaten und führt die Frequenzmodulation durch. Das von der FM-Tonquelle gesendete elektrische Signal wird von einem Lautsprecher 1205 in einen hörbaren Ton umgewandelt. Eine Druckereinheit 1206 als Ausgabeterminal für den Textautomaten, den Personalcomputer, das Faxgerät und den Kopierer verkörpert das Aufzeichnungsgerät gemäß der vorliegenden Erfindung.
Das bereits erwähnte und im Originaltransportweg angeordnete Bildlesegerät 1207 zum fotoelektrischen Lesen der Originaldaten liest die Originale für die Faxübertragung, für das Kopieren und für andere Zwecke. Eine Faxübertragungs-/-empfangseinheit 1208 zur Durchführung der Faxübertragung der vom Bildlesegerät 1207 gelesenen Originaldaten und Empfangen und Entschlüsseln der empfangenen Faxsignale dient als Schnittstelle zu einer externen Leitung. Ein Telefon 1209 hat neben der gewöhnlichen Telefonfunktion auch die Funktion der Nachrichtenübertragung. Eine Speichereinheit 1210 ist mit einem ROM zum Speichern eines Systemprogramms, eines Verwaltungsprogramms und andere Anwendungsprogramme, einer Schriftart und eines Wörterbuchs, einem RAM zum Speichern der von einem externen Speicher 1212 heruntergeladenen Anwendungsprogramme und von Schriftinformationen und mit einem Video-RAM ausgestattet.
Eine Tastatur 1211 dient zum Eingeben von Dokumentinformationen und verschiedenen Kommandos. Die bereits erwähnte externe Speichereinheit 1212 dient als Speicher für die von einem Speichermedium in Form einer Floppy-Diskette oder einer Festplatte heruntergeladenen Schriftinformationen, Musik- oder Toninformationen, Nutzeranwendungsprogramme usw.
Fig. 36 zeigt die Außenansicht des in Fig. 35 in Form eines Blockschaltbildes dargestellten Informationsverarbeitungsgerätes. Ein flaches Anzeigepaneel 1301 wird zum Anzeigen verschiedener Menus, Musterinformationen und Dokumentinformationen verwendet. Dieses Paneel 1301 ist mit einem Berührungspaneel ausgerüstet, über welches durch Fingerdruck Koordinaten oder verschiedene Symbole eingegeben werden. Der mit dem Bezugszeichen 1302 gekennzeichnete Hörer wird benutzt, wenn das Gerät als Telefon dient.
Eine mit verschiedenen Funktionstasten versehene Tastatur 1303 ist über ein Steckerkabel mit dem Gerätehauptkörper verbunden und dient zur Eingabe verschiedener Schriftinformationen und Daten. Das Gerät ist mit einem Schlitz 1305 für eine Floppy-Diskette versehen.
Eine Blattstapelvorrichtung 1307 dient dazu, die vom Bildlesegerät 1207 zu lesenden Originale zu stapeln, welche nach erfolgtem Lesen an der Geräterückseite ausgeworfen werden.
Es ist auch ein Tintenstrahldrucker 1306 vorhanden, welcher zum Beispiel bei Faxempfang Bilder aufzeichnet.
Das genannte Display 1301 kann eine Elektronenstrahlröhre sein, obwohl ein Flachbildschirm wie zum Beispiel eine Flüssigkristallanzeige mit einem ferroelektrischen Flüssigkristall bevorzugt wird, weil ein solcher Flachbildschirm durch die geringere Dicke kompakt und leichter ausgeführt werden kann. Bei Verwendung des beschriebenen Informationsverarbeitungsgerätes als Personalcomputer oder Textautomat werden die über die Tastatur 1211 (Fig. 35) eingegebenen Informationen entsprechend einem vorgegebenen Programm in der Steuereinheit 1201 verarbeitet und das Ergebnis der Verarbeitung ist das von der Druckereinheit 1206 erzeugte Bild. Bei Verwendung als Faxempfangseinheit werden die über einen Kommunikationskanal an die Faxübertragungs-/-empfangseinheit 1208 gesendeten Informationen ebenfalls entsprechend einem vorgegeben Programm in der Steuereinheit 1201 verarbeitet und das Ergebnis ist wiederum das von der Druckereinheit 1206 erzeugte Bild.
Bei Verwendung des Gerätes als Kopierer wird das Original vom Bildlesegerät 1207 gelesen und die gelesenen Originaldaten werden ebenfalls wieder von der Steuereinheit 1201 verarbeitet und an die Druckereinheit 1206 gesendet, welche eine Kopie des Originals herstellt. Bei Verwendung als Faxübertragungsgerät werden die vom Bildlesegerät 1207 gelesenen Originaldaten entsprechend einem vorgegebenen Programm in der Steuereinheit 1201 einem Übertragungsprozeß unterzogen und anschließend durch das Faxübertragungs-/-empfangsgerät 1208 zum Kommunikationskanal übertragen. Das beschriebene Informationsverarbeitungsgerät kann auch als Einheit mit integriertem Tintenstrahldrucker ausgeführt werden, wie Fig. 37 zeigt, um diese besser transportieren zu können.
Gleiche Komponenten sind in den beiden Fig. 36 und 37 mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
Die Verwendung des Aufzeichnungsgerätes gemäß der vorliegenden Erfindung bei dem oben beschriebenen Multifunktionsinformationsverarbeitungsgerät ermöglicht das Aufzeichnen von Bildern in einer besseren Qualität, wodurch die Einzelfunktionen dieses Informationsverarbeitungsgerätes weiter verbessert werden können.
Wie bereits detailliert beschrieben, wird beim Aufzeichnen auf einem Aufzeichnungsmedium durch Ausstoßen von Tinte aus den Ausstoßöffnungen eines Aufzeichnungskopfes bei Verwendung von Tinte unterschiedlicher Dichte, aber gleicher Farbe im Falle instabilen Ausstoßens bei mindestens einer der verwendeten zahlreichen Tinten auf eine Verteilungstafel umgeschaltet, um das Aufzeichnen mit dem Rest der anderen Tinte weiter durchzuführen und dabei trotzdem ein geeignetes Bild zu erhalten.
Wie bereits beschrieben, kann das Aufzeichnungsgerät so aufgebaut sein, daß die Temperatur eines Aufzeichnungskopfes erfaßt wird, die Bilddaten in mehrere Datensätze entsprechend den zahlreichen Tinten und den erfaßten Temperaturdaten unterteilt werden und auf der Grundlage der so unterteilten Daten mit dem genannten Aufzeichnungskopf ein Bild auf dem Aufzeichnungsmedium erzeugt wird. Demzufolge besteht die Möglichkeit, auch im Falle einer Temperaturänderung des Aufzeichnungskopfes ein Bild mit der gewünschten Bilddichte zu erzeugen und dadurch die gesamte Reproduzierbarkeit wesentlich zu verbessern.

Claims

1. Aufzeichnungsgerät zum Aufzeichnen eines Bildes auf einem Aufzeichnungsmedium durch Verwendung einer Aufzeichnungsvorrichtung (10) zum Ausstoßen mehrerer Tinten unterschiedlicher Dichte auf das Aufzeichnungsmedium, welches folgende Vorrichtungen aufweist:

- eine Verteilungsvorrichtung (200) zum Verteilen der aufzuzeichnenden Bilddaten auf mehrere Tinten unterschiedlicher Dichte durch Verwendung einer die relativen Anteile der zu verwendenden Tinten unterschiedlicher Dichte definierenden Verteilungstafel,

- eine Erfassungsvorrichtung (4; 43, 44; 605) zum Erfassen eines die Fähigkeit der Ausstoßvorrichtung zum Ausstoßen von Tinte beeinflussenden Zustandes, wobei die Verteilungsvorrichtung dazu dient, in Übereinstimmung mit der durch die Bilddaten angezeigten Bilddichte und einem solchen von der Erfassungsvorrichtung erfaßten Zustand aus der Vielzahl der die unterschiedlichen relativen Anteile der Tinten unterschiedlicher Dichte definierenden Verteilungstafeln diejenige auszuwählen, welche das Aufzeichnen mit einer ähnlichen Gradation wie im Falle des Nichterfassens eines solchen Zustandes möglich macht, dadurch gekennzeichnet, daß bei Nichtdurchführbarkeit des Aufzeichnens mit einer Tinte relativ hoher Dichte die Verteilungsvorrichtung eine Verteilungstafel auswählt, welche in dem Fall, daß die durch die Bilddaten angezeigte Bilddichte eine vorbestimmte Dichte unterschreitet, die Durchführung des Aufzeichnens mit einer Tinte relativ geringer Dichte ermöglicht, und in dem Fall, daß die durch die Bilddaten angezeigte Bilddichte mit der vorbestimmten Dichte übereinstimmt oder diese überschreitet, das Aufzeichnen mit der Tinte relativ geringer Dichte in mehreren Aufzeichnungsschritten möglich macht, wobei im letztgenannten Fall die in den einzelnen Aufzeichnungsschritten aufgezeichneten Bilder zum Gesamtbild überlagert werden.

2. Aufzeichnungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Verteilungsvorrichtung dazu dient, für die Durchführung des Aufzeichnens mit einer Tinte relativ geringer Dichte im Falle der Nichtdurchführbarkeit des Aufzeichnens mit einer Tinte relativ hoher Dichte als Verteilungstafel eine solche auszuwählen, welche in dem Fall, daß die durch die Bilddaten angezeigte Bilddichte eine vorbestimmte Dichte unterschreitet, das Aufzeichnen der Bilddaten in einem einzigen Schritt, und in dem Fall, daß die durch die Bilddaten angezeigte Bilddichte die vorbestimmte Dichte überschreitet, das Aufzeichnen der Bilddaten in mehreren Aufzeichnungsschritten und das Überlagern der in den einzelnen Aufzeichnungsschritten aufgezeichneten Bilder ermöglicht.

3. Aufzeichnungsgerät gemäß Anspruch 1 und 2, wobei die Erfassungsvorrichtung (4; 43,99) dazu dient, durch Erfassen der Tintenrestmenge für den genannten Aufzeichnungskopf die Fähigkeit der Ausstoßvorrichtung zum Ausstoßen von Tinte zu erfassen.

4. Aufzeichnungsgerät gemäß Anspruch 3, wobei die Restmengenerfassungsvorrichtung (4) dazu dient, durch Erfassen des Widerstandes zwischen Elektroden (4), welche an einem Tintenbehälter zum Speichern von Tinte angeordnet sind, die Tintenrestmenge zu erfassen.

5. Aufzeichnungsgerät gemäß Anspruch 3, wobei die Restmengenerfassungsvorrichtung (43, 44) dazu dient, die in einem Tintenbehälter zum Speichern von Tinte vorhandene Tintenrestmenge optisch zu erfassen.

6. Aufzeichnungsgerät gemäß Anspruch 3, wobei die Restmengenerfassungsvorrichtung dazu dient, einen in einem Tintenbehälter zum Speichern von Tinte herrschenden Unterdruck zu erfassen.

7. Aufzeichnungsgerät gemäß Anspruch 1, wobei die Erfassungsvorrichtung dazu dient, eine Verstopfung einer Tintenausstoßdüse der Aufzeichnungsvorrichtung zu erfassen.

8. Aufzeichnungsgerät gemäß Anspruch 1, wobei die Erfassungsvorrichtung (605) dazu dient, durch Erfassen der Temperatur der Aufzeichnungsvorrichtung einen die Fähigkeit der Aufzeichnungsvorrichtung zum Ausstoßen von Tinte beeinflussenden Zustand zu erfassen.

9. Gerät gemäß Anspruch 8, wobei die Verteilungsvorrichtung (200) dazu dient, aus der Vielzahl der vorbereiteten Verteilungstafeln eine erste Tafel für die Durchführung des Aufzeichnens bei relativ hoher Bilddichte und einer zweiten Tafel für die Durchführung des Aufzeichnens bei relativ geringer Bilddichte auszuwählen.

10. Aufzeichnungsgerät gemäß Anspruch 9, wobei die Verteilungsvorrichtung (200) dazu dient, entsprechend der Ausgabe der Erfassungsvorrichtung im Falle einer niedrigen Temperatur des Aufzeichnungskopfes die erste Tafel und im Falle einer hohen Temperatur des Aufzeichnungskopfes die zweite Tafel auszuwählen.

11. Aufzeichnungsgerät gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die zahlreichen Tinten unterschiedlicher Dichte in eine erste Tinte hoher Dichte und eine zweite Tinte geringer Dichte unterteilt werden.

12. Aufzeichnungsgerät gemäß Anspruch 11, wobei die Verteilungsvorrichtung (200) dazu dient, zwischen einer ersten Tafel für die Durchführung des Aufzeichnens mit einer ersten Tinte hoher Dichte und einer zweiten Tinte geringer Dichte, einer zweiten Tafel für die Durchführung des Aufzeichnens nur mit der ersten Tinte und einer dritten Tafel für das Aufzeichnen nur mit der zweiten Tinte auszuwählen.

13. Aufzeichnungsgerät gemäß Anspruch 11, wobei die erste Tafel so gestaltet ist, daß das Aufzeichnen mit der zweiten Tinte durchgeführt wird, bis die durch die Bilddaten angezeigte Bilddichte einen vorbestimmten Dichtewert erreicht, und mit der ersten und der zweiten Tinte durchgeführt wird, wenn die durch die Bilddaten angezeigte Bilddichte diesen vorbestimmten Dichtewert überschreitet.

14. Aufzeichnungsgerät gemäß Anspruch 12 oder 13, wobei die dritte Tafel so gestaltet ist, daß das Aufzeichnen mit der zweiten Tinte durchgeführt wird, bis die durch die Bilddaten angezeigte Bilddichte einen vorbestimmten Dichtewert erreicht, und das Aufzeichnen mit der zweiten Tinte mehrmals als Überlagerungsaufzeichnen durchgeführt wird, wenn die durch die Bilddaten angezeigte Bilddichte den vorbestimmten Dichtewert überschreitet.

15. Aufzeichnungsgerät gemäß einem der vorherigen Ansprüche, welches eine Aufzeichnungsvorrichtung (901) aufweist, die für jede der zu verwendenden Tinten mit einem separaten Aufzeichnungskopf ausgerüstet ist.

16. Aufzeichnungsgerät gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14, welches eine Aufzeichnungsvorrichtung aufweist, die für Tinte der gleichen Farbe, aber unterschiedlicher Dichte mit einem einstückig gefertigten Aufzeichnungskopf ausgerüstet ist.

17. Aufzeichnungsgerät gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14, welches eine Aufzeichnungsvorrichtung zum Aufzeichnen mit mehreren unterschiedlichen Farbtinten aufweist.

18. Aufzeichnungsgerät gemäß Anspruch 15, 16 oder 17, wobei die Aufzeichnungsvorrichtung eine Wärmeenergie erzeugende Vorrichtung zum Erzeugen der für das Ausstoßen von Tinte erforderlichen Wärmeenergie aufweist.

19. Aufzeichnungsgerät gemäß Anspruch 18, wobei die Wärmeenergie erzeugende Vorrichtung dazu dient, Wärmeenergie für eine zum Ausstoßen von Tinte erforderliche Zustandsänderung der Tinte zu erzeugen.

20. Aufzeichnungsgerät gemäß Anspruch 18 oder 19, welche eine Ansteuereinheit zum Ansteuern der Aufzeichnungsvorrichtung durch Senden eines ersten Impulses an diese, welcher zum Ausstoßen von Tinte nicht ausreicht, nach einem bestimmten Zeitintervall von einem zweiten Impuls gefolgt, welcher das Ausstoßen von Tinte bewirkt, aufweist.

21. Verfahren zum Aufzeichnen eines Bildes auf einem Aufzeichnungsmedium durch Verwendung der Aufzeichnungsvorrichtung zum Ausstoßen mehrerer Tinten unterschiedlicher Dichte auf das Aufzeichnungsmedium, welches folgende Schritte aufweist:

Verteilen der aufzuzeichnenden Bilddaten auf die zahlreichen Tinten unterschiedlicher Dichte durch Verwendung einer die relativen Anteile jeder dieser Tinten unterschiedlicher Dichte definierenden Verteilungstafel, Erfassen mit einer Erfassungsvorrichtung einen die Fähigkeit der Aufzeichnungsvorrichtung zum Ausstoßen von Tinte beeinflussenden Zustand und Auswählen einer Verteilungstafel aus den zahlreichen, die unterschiedlichen relativen Anteile der Tinten unterschiedlicher Dichte definierenden Verteilungstafeln in Übereinstimmung mit der durch die Bilddaten angezeigten Bilddichte und einem solchen erfaßten Zustand, um das Aufzeichnen mit einer Gradation, welche der bei Nichterfassung eines solchen Zustandes ähnlich ist, zu ermöglichen,

gekennzeichnet durch

Auswählen einer Verteilungstafel zur Durchführung des Aufzeichnens mit einer Tinte relativ geringer Dichte im Falle der Nichtdurchführbarkeit des Aufzeichnens mit einer Tinte relativ hoher Dichte, wenn die durch die Bilddaten angezeigte Bilddichte eine vorbestimmte Dichte unterschreitet, wobei die ausgewählte Tafel das Aufzeichnen in mehreren Aufzeichnungsschritten und Überlagern der in den einzelnen Schritten erzeugten Bilder ermöglichen soll, wenn die durch die Bilddaten angezeigte Bilddichte mit der vorbestimmten Dichte übereinstimmt oder diese überschreitet.

22. Verfahren gemäß Anspruch 21, welches das Auswählen der genannten Tafel zur Durchführung des Aufzeichnens mit einer Tinte relativ geringer Dichte im Falle der Nichtdurchführbarkeit des Aufzeichnens mit einer Tinte relativ hoher Dichte aufweist, wobei die ausgewählte Verteilungstafel das Aufzeichnen der Bilddaten in einem einzigen Aufzeichnungsschritt ermöglicht, wenn die durch die Bilddaten angezeigte Bilddichte die vorbestimmte Dichte unterschreitet, und das Aufzeichnen der Bilddaten in mehreren Aufzeichnungsschritten durch Überlagerung der in den einzelnen Aufzeichnungsschritten aufgezeichneten Bilder ermöglicht, wenn die durch die Bilddaten angezeigte Bilddichte größer ist als die vorbestimmte Dichte.

23. Verfahren gemäß Anspruch 22, welches das Erfassen der Fähigkeit der Aufzeichnungsvorrichtung zum Ausstoßen von Tinte durch Erfassen der Tintenrestmenge aufweist.

24. Verfahren gemäß Anspruch 22, welches das Erfassen der Tintenrestmenge durch Erfassen des Widerstandes zwischen Elektroden in einem Tintenbehälter aufweist.

25. Verfahren gemäß Anspruch 23, welches das Erfassen der Tintenrestmenge durch Erfassen der mindestens einen Abschnitt eines Tintenbehälters passierenden Lichtmenge aufweist.

26. Verfahren gemäß Anspruch 23, welches das Erfassen der Tintenrestmenge durch Erfassen eines in einem Tintenbehälter zum Speichern von Tinte herrschenden Unterdrucks aufweist.

27. Verfahren gemäß Anspruch 22, welches das Erfassen der Fähigkeit des Aufzeichnungsvorrichtung zum Ausstoßen von Tinte durch Erfassen einer Verstopfung einer Tintenausstoßdüse der Aufzeichnungsvorrichtung aufweist.

28. Aufzeichnungsverfahren gemäß Anspruch 22, welches das Erfassen der Fähigkeit der Aufzeichnungsvorrichtung zum Ausstoßen von Tinte durch Erfassen der Temperatur der Aufzeichnungsvorrichtung aufweist.

29. Verfahren gemäß Anspruch 28, welches das Auswählen einer entsprechend gestalteten ersten Tafel zur Durchführung des Aufzeichnens mit einer Tinte relativ hoher Dichte und einer entsprechend gestalteten zweiten Tafel zur Durchführung des Aufzeichnens mit einer Tinte relativ geringer Dichte aus den zahlreichen Verteilungstafeln aufweist.

30. Verfahren gemäß Anspruch 29, welches das Auswählen der ersten Tafel im Falle einer niedrigen Temperatur der Aufzeichnungsvorrichtung und der zweiten Tafel im Falle einer hohen Temperatur der Aufzeichnungsvorrichtung aufweist.

31. Verfahren gemäß Anspruch 21, welches folgende Schritte aufweist, das Erfassen der Fähigkeit der Aufzeichnungsvorrichtung zum Ausstoßen von Tinte durch Erfassen eines Zustandes, bei dem das Ausstoßen von Tinte bei mindestens einer der zahlreichen Tinten unterschiedlicher Dichte schwierig wird, und das Auswählen einer Verteilungstafel für eine Tinte, die dieser Tinte nicht entspricht.

32. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 21 bis 27, wobei zu den zahlreichen Tinten unterschiedlicher Dichte eine erste Tinte hoher Dichte und eine zweite Tinte geringer Dichte gehören.

33. Verfahren gemäß Anspruch 32, wobei zu den zahlreichen Verteilungstafeln eine erste Tafel zum Aufzeichnen mit der ersten und der zweiten Tinte, eine zweite Tafel zum Aufzeichnen nur mit der ersten Tinte und eine dritte Tafel zum Aufzeichnen nur mit der zweiten Tinte gehören.

34. Verfahren gemäß Anspruch 33, wobei die erste Tafel so gestaltet ist, daß das Aufzeichnen mit der zweiten Tinte erfolgt, bis die durch die Bilddaten angezeigte Bilddichte einen vorbestimmten Dichtewert erreicht, und mit der ersten und der zweiten Tinte erfolgt, wenn die durch die Bilddaten angezeigte Bilddichte den vorbestimmten Dichtewert überschreitet.

35. Verfahren gemäß Anspruch 33 oder 34, wobei die dritte Tafel so gestaltet ist, daß das Aufzeichnen mit der zweiten Tinte durchgeführt wird, bis die durch die Bilddaten angezeigte Bilddichte einen vorbestimmten Dichtewert erreicht, und das Aufzeichnen mit der zweiten Tinte als Überlagerungsaufzeichnen mehrfach durchgeführt wird, wenn die durch die Bilddaten angezeigte Bilddichte den vorbestimmten Dichtewert überschreitet.

36. Verfahren gemäß Anspruch 33, welches außerdem zwei weitere Schritte aufweist, das Auswählen der zweiten Tafel in dem Fall, daß die Restmenge der zweiten Tinte eine vorbestimmte Menge unterschreitet, und das Auswählen der dritten Tafel in dem Fall, daß die Restmenge der ersten Tinte eine vorbestimmte Menge unterschreitet.

37. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 21 bis 36, welches außerdem die Durchführung des Aufzeichnens mit zahlreichen Tinten unterschiedlicher Dichte bei jeder der verwendeten Farben aufweist.

38. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 21 bis 37, welches die Verwendung einer Aufzeichnungsvorrichtung aufweist, die mit einer Wärmeenergie erzeugenden Einheit zum Erzeugen von Wärmeenergie für das Erwärmen der Tinte ausgestattet ist.

39. Verfahren gemäß Anspruch 38, welches das Ausstoßen von Tinte durch Zustandsänderung derselben infolge des Aufbringens von Wärmeenergie auf die Tinte durch Verwendung des genannten Wärmeenergieumwandlungselements aufweist.

40. Prozessorrelevante Instruktionen tragendes Signal zum Steuern eines Prozessors für die Durchführung des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 21 bis 29 und 31 bis 39.

41. Speichermedium zum Speichern der prozessorrelevanten Instruktionen zum Steuern eines Prozessors für die Durchführung des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 21 bis 29 und 31 bis 39.

42. Speichermedium gemäß Anspruch 41, welches einen ROM (644) aufweist.