DE69620204T2

DE69620204T2 - Drucker und Druckverfahren

Info

Publication number: DE69620204T2
Application number: DE1996620204
Authority: DE
Inventors: Eric De Broeck; Guido Desie; Jacques Leonard; Raf Peymen
Original assignee: Agfa Gevaert NV
Current assignee: Agfa NV
Priority date: 1996-12-23
Filing date: 1996-12-23
Publication date: 2002-10-24
Anticipated expiration: 2016-12-24
Also published as: DE69620204D1; JPH10193665A; EP0851316A1; EP0851316B1

Description

TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Verwendung bei dem Verfahren des elektrostatischen Drucks und insbesondere dem Verfahren des elektrostatischen Direktdrucks (DEP = Direct Electrostatic Printing). Beim DEP erfolgt der elektrostatische Druck direkt von einem Tonerzuliefermittel auf einem Substrat eines bildaufnehmenden Elements mittels einer elektronisch adressierbaren Druckkopfkonstruktion.

ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK

Viele Drucker, wie Tintenstrahldrucker, Thermoübertragungsdrucker und gewisse Typen von elektrostatischen Druckern, wozu elektrostatische Direktdrucker zählen, nutzen einen Druckkopf, der eine Matrix von Druckelementen umfaßt. Der Druckkopf ist entlang der Breite eines bildaufnehmenden Substrats angeordnet, d. h. in der nachstehend als Querrichtung bezeichneten Richtung. Zum Drucken eines grafischen Bildes oder von Text werden diese Druckelemente jeweils so von einem durch ein Steuerelement zugelieferten Steuersignal gesteuert, daß mit jedem einzelnen Element eine bestimmte Farbe als Fleck oder Punkt einer vorgegebenen Dichte direkt auf dem bildaufnehmenden Substrat gedruckt wird und zwar entweder direkt oder indirekt über ein zwischengeschaltetes latentes Bild. Während des Druckvorgangs bewegt sich das Substrat in der Druckrichtung weiter. Normalerweise verläuft die Druckrichtung orthogonal zur Querrichtung.
Beim DEP (Direct Electrostatic Printing) wird der Toner bzw. das entwickelnde Material bildmäßig direkt auf das bildaufnehmende Substrat aufgetragen, wobei weder letzteres ein bildmäßiges latentes elektrostatisches Bild trägt noch ein zwischengeschaltetes, ein latentes Bild tragendes Substrat vorhanden ist. Bei dem aufnehmenden Substrat kann es sich bei DEP um ein zwischengeschaltetes biegsames Endlosband (z. B. Aluminium, Polyimid usw.) handeln. In diesem Falle muß der bildmäßig aufgetragene Toner auf ein anderes Endsubstrat übertragen werden. Der Toner wird vorzugsweise direkt auf das aufnehmende Endsubstrat aufgetragen, womit eine Möglichkeit geboten wird, das Bild auf dem aufnehmenden Endsubstrat, z. B. Normalpapier, Diapositiv, usw., direkt zu erzeugen. An diesen Auftragsschritt schließt ein letzter Fixierschritt an.
Das DEP-Verfahren unterscheidet sich in diesem Punkt von der herkömmlichen Elektrografie, bei der ein latentes elektrostatisches Bild auf einer eine Ladung haltenden Oberfläche durch ein geeignetes Material entwickelt wird, um das latente Bild sichtbar zu machen, und weiterhin das Pulverbild direkt auf der die Ladung haltenden Oberfläche fixiert wird, was dann zu einem elektrografischen Direktdruck führt, oder anschließend auf das endgültige Substrat übertragen und dann auf diesem Medium fixiert wird. Letzteres Verfahren führt zu einem elektrografischen Indirektdruck. Als endgültiges Substrat kommen ein transparentes Medium, eine undurchsichtige polymere Folie, Papier, usw. in Frage. DEP unterscheidet sich auch deutlich von der Elektrofotografie, bei der ein zusätzlicher Schritt und ein zusätzliches Element eingeführt werden, um das latente elektrostatische Bild zu erzeugen.
Insbesondere wird ein Fotoleiter verwendet, und ein Lade- Belichtungs-Takt ist erforderlich.
Eine DEP-Einrichtung ist zum Beispiel in US-A 3 689 935 offenbart. Aus diesem Dokument ist ein elektrostatischer Zeilendrucker mit einem mehrschichtigen Teilchenmodulator beziehungsweise einer mehrschichtigen Druckkopfkonstruktion bekannt, der bzw. die folgendes umfaßt:
- eine Schicht aus isolierendem Material, Isolationsschicht genannt,
- eine Schirmelektrode, die aus einer durchgehenden Schicht aus leitfähigem Material auf einer Seite der Isolationsschicht besteht,
- mehrere Steuerelektroden, die durch eine segmentierte Schicht aus leitfähigem Material auf der anderen Seite der Isolationsschicht gebildet werden, und
- mindestens eine Reihe von Öffnungen.
Jede Steuerelektrode ist um eine Öffnung herum gebildet und ist von jeder anderen Steuerelektrode isoliert.
Ausgewählte elektrische Potentiale werden an jede der Steuerelektroden angelegt, während ein festes Potential an die Schirmelektrode angelegt wird. Ein insgesamt angelegtes Antriebsfeld zwischen einem Tonerzuliefermittel und einer Unterlage für ein aufnehmendes Element schleudert geladene Tonerteilchen durch die Reihe von Öffnungen der Druckkopfkonstruktion. Die Intensität des Teilchenstroms wird entsprechend dem Muster der an die Steuerelektroden angelegten Potentiale moduliert. Der modulierte Strom aus geladenen Teilchen trifft auf ein Substrat eines aufnehmenden Elements auf, das in dem modulierten Teilchenstrom angeordnet ist. Das Substrat des aufnehmenden Elements wird in einer Richtung orthogonal zu der Druckkopfkonstruktion transportiert, uni einen zeilenweisen abtastenden Druck zu liefern. Die Schirmelektrode kann dem Tonerzuliefermittel zugewandt sein, und die Steuerelektrode kann dem Substrat des aufnehmenden Elements zugewandt sein. Zwischen der Druckkopfkonstruktion und einer einzelnen Gegenelektrode an der Unterlage des aufnehmenden Elements wird ein Gleichstromfeld angelegt. Dieses Antriebsfeld ist die Ursache dafür, daß der Toner zu dem Substrat des aufnehmenden Elements hingezogen wird, das zwischen der Druckkopfkonstruktion und der Gegenelektrode angeordnet ist.
Eine DEP-Vorrichtung eignet sich gut für den Druck von Rasterbildern ohne Rasterzellen. Die in einem Rasterbild vorliegenden Dichteänderungen können durch Zeit- oder Spannungsmodulation der an die einzelnen Steuerelektroden angelegten Spannung erhalten werden. In den meisten DEP-Systemen werden zum Erhalt eines Bildes mit hoher Dichteauflösung (d. h. zur Erzeugung eines Bildes mit einer hohen Anzahl von differenzierten Dichtewerten) breite Drucköffnungen benutzt. Durch Einsatz von Drucköffnungen mit breitem Öffnungsdurchmesser empfiehlt es sich, mehrere Reihen von Drucköffnungen anzuordnen, um eine homogene Graudichte für das Gesamtbild zu erhalten.
Für Textqualität allerdings ist eine hohe Raumauflösung erforderlich. Das bedeutet, daß durch das Kunststoffmaterial, die Steuerelektroden und die Schirmelektrode hindurch kleine Drucköffnungen hergestellt werden müssen. Benutzt man schmale Drucköffnungen in der Druckkopfkonstruktion zum Erhalt einer hohen Raumauflösung, so wird sich die Gesamtdruckdichte als ziemlich niedrig ergeben. Dies bedeutet, daß entweder auch die Druckgeschwindigkeit zu niedrig ist oder mehrere überlappende Reihen von adressierbaren Drucköffnungen implementiert werden müssen, wodurch eine umständliche Druckkopfkonstruktion und komplexe Druckeinrichtung erhalten werden.
Schwarze oder weiße Streifenbildung ist die Bildung von sich wiederholenden Druckartefakten, bei denen es sich um Streifen einer bestimmten Farbe handelt, wobei die Abwesenheit von Druck im normalerweise weißen Substrat als weiße Streifenbildung oder der sich wiederholende übermäßige Auftrag von Farbstoff, Toner oder Pigment als schwarze Streifenbildung bezeichnet wird. Druckkopfkonstruktionen mit verbesserter Dichte- und/oder Raumsteuerung sind in der Literatur beschrieben. In zum Beispiel US-A 4 860 036 ist eine Druckkopfkonstruktion beschrieben, die aus zumindest 3 (vorzugsweise 4 oder mehr) Reihen von Drucköffnungen aufgebaut ist, wodurch Bilder mit gleichmäßiger seitenbreiter Dichteskala ohne weiße Streifenbildung in der Druckrichtung gedruckt werden können.
Hauptnachteil dieser bekannten Druckkopfkonstruktion ist der Tonerteilchenauftragmodul, der in der Lage sein muß, geladene Tonerteilchen in einem nahezu gleichmäßigen Strom bis in der Nähe aller Drucköffnungen heranzuführen. In US-A 5 040 004 wird dieses Problem durch Einführung eines sich bewegenden Bandes, das über einen präzise positionierten, der Druckkopfkonstruktion nah angeordneten Schuh gleitet, angegangen. Es versteht sich allerdings von selbst, daß ein nach einem Reibungsverfahren arbeitender Tonerauftragmodul infolge des durch die Reibung des Bandes über den Schuh bewirkten Bandverschleißes keine stabilen Ergebnisse über längere Zeiträume ergeben kann.
In US 5 214 451 wird offenbart, daß das Problem des Zulieferns, in einem nahezu gleichmäßigen Strom, von geladenen Tonerteilchen in der Nähe von allen Drucköffnungen durch Anordnung verschiedener Sätze von Schirmelektroden auf der Druckkopfkonstruktion angegangen werden könnte, wobei jede Schirmelektrode einer unterschiedlichen Reihe von Drucköffnungen zugeordnet ist. Während des Drucks wird die an die verschiedenen, den unterschiedlichen Reihen von Drucköffnungen zugeordneten Schirmelektroden angelegte Spannung verändert, so daß die Drucköffnungen, die ferner vom Tonerauftragmodul entfernt sind, für ein größeres elektrostatisches Antriebsfeld vom Tonerauftragmodul zur Gegenelektrodenstruktur eingestellt sind, was zu verbesserten Dichteprofilen führt.
In US-A 5 404 155 wird eine direkte elektrostatische Druckeinrichtung beschrieben, bei der die Gesamthomogenität des Bildes verbessert wird, indem man die an angrenzende Drucköffnungen angelegten Potentiale berücksichtigt und zwar weil sich danach das Potential richtet, das an die eigentliche Drucköffnung angelegt werden muß, um eine konstante und reproduzierbare Bildelementdichte zu erhalten.
In US-A 5 193 011 wird ein Verfahren zum Betreiben einer DER- Einrichtung beschrieben, wobei die an die Drucköffnungen angelegten Spannungsimpulse zeitmoduliert werden, um die Menge des durch die Drucköffnungen geschleuderten Toners zu beeinflussen. Es besteht ein nicht-lineares Verhältnis zwischen dem Grauwert des auf dem aufnehmenden Substrat erstellten Punktes und der Länge des an eine einer Drucköffnung zugeordnete Steuerelektrode angelegten Impulses. Erstens schleudert die Drucköffnung nicht sofort Toner weg, es gibt eine Beginnverzögerung. Zweitens spricht das menschliche Auge nicht linear, sondern vielmehr logarithmisch auf Änderungen der Grauwerte an. Es besteht also kein lineares Verhältnis zwischen der Menge Toner, die zum Erhalt eines vorgegebenen Grauwertes benötigt wird, und dem Grauwert selbst. Die Länge eines Impulses, mit dem ein vorgegebener Grauwert hergestellt werden kann, muß experimentell ermittelt und in einer Art von Speicher eingespeichert werden, zum Beispiel in einer Nachschlagetabelle. Typische Steuerimpulse werden in Fig. 12 gezeigt.
Es besteht somit nach wie vor ein Bedarf an einer Verbesserung der Steuerung von mit einer Matrix von Druckelementen bestückten Druckköpfen, insbesondere solchen mit Pulswellenmodulation des Drucksignals.

AUFGABEN DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Größenordnung und Frequenz von Druckfehlern und Artefakten, die beim Drucken mit einem Druckkopf mit einer Matrix von Druckelementen eingeführt werden, zu verringern.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Verringerung des Spitzenenergieverbrauchs eines solches Druckkopfes.
Noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Verringerung der Bildung von weißen Streifen in der Druckrichtung für untere Dichtezonen des Bildes, die mit einer Druckkopfkonstruktion mit einer Matrix von Druckelementen gedruckt sind, insbesondere bei Verwendung einer DEP-Einrichtung, die Drucköffnungen mit hohem Aspektverhältnis, d. h. von mehr als 1, umfaßt.

KURZE DARSTELLUNG DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG

Gelöst werden die obigen Aufgaben durch eine Druckeinrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2.
Gelöst werden die obigen Aufgaben ebenfalls durch Druckverfahren nach Anspruch 15 oder 16.
Die Unteransprüche definieren weitere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
Die vorliegende Erfindung, ihre Ausführungsformen und Vorteile werden im nachfolgenden mit Verweis auf die Figuren beschrieben.

KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN

Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer möglichen Ausführungsform einer DEP-Einrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Fig. 2A bis 2I schematisch die verschiedenen Grauwerte, die mit einem Bildelement von 8 Teilzeilen erhalten werden.
Fig. 3 eine Wellenform für ein Drucksteuersignal gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Fig. 4 die Wellenform eines binären Drucksteuerimpulses gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Fig. 5 bis 7 typische Wellenformen für erfindungsgemäße Drucksteuersignale.
Fig. 8A bis 8F weitere Wellenformen von erfindungsgemäßen Drucksteuerimpulsen.
Fig. 9 ein Blockdiagramm eines erfindungsgemäßen Steuerkreises.
Fig. 10 eine erste Ansicht einer erfindungsgemäßen Druckkopfkonstruktion.
Fig. 11 eine weitere Ansicht der Druckkopfkonstruktion von Fig. 10. Fig. 12A bis 12F bekannte Wellenformen für Drucksteuersignale.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG

Definitionen

Zeilenzeit (LT): die Zeit zum Drucken eines Bildelementpunktes. Wenn eine Öffnung während der ganzen Zeilenzeit geöffnet gehalten wird, dann wird für diesen einen Bildelementpunkt die maximale Dichte erzielt.
Schreibzeit (WRT): ein Bruchteil von LT. Durch Ändern der WRT wird ein Grauskalendruck bewirkt. In einer Ausführungsform unserer Erfindung ist LT beispielsweise in 128 Teile aufgeteilt und variiert WRT zwischen 0/128 LT und 128/128 LT.
Wartezeit (WAT) : LT - WRT = WAT.

Beschreibung einer Druckeinrichtung und eines Verfahrens der vorliegenden Erfindung

Die vorliegende Erfindung wird zwar mit Verweis auf bestimmte spezifische Ausführungsformen und die Figuren beschrieben, doch ist nicht darauf beschränkt, sondern nur durch die Ansprüche. Die vorliegende Erfindung wird insbesondere im Hinblick auf eine DEP- Einrichtung und ein Verfahren zum Betreiben einer DEP-Einrichtung beschrieben, ist jedoch nicht darauf beschränkt und kann in Druckern und Druckverfahren im allgemeinen, die einen Druckkopf mit einer Matrix von Druckelementen nutzen, Anwendung finden.
Ein nicht-limitatives Beispiel für eine zur Implementierung eines DEP-Verfahrens geeignete Einrichtung (100), die zur Verwendung mit jeglicher der erfindungsgemäßen Ausführungsformen geeignete Tonerteilchen nutzt, wird schematisch in Fig. 1 aufgezeigt und umfaßt:
(i) ein Tonerzuliefermittel (101), das einen Behälter für Entwickler (102), ein Förderband für geladenen Toner (103) und eine Magnetbürste (104) enthält, wobei die Magnetbürste eine Schicht aus geladenen Tonerteilchen auf das Förderband für geladenen Toner (103) bildet,
(ii) eine Gegenelektrode (105), und
(iii) eine aus doppelseitig mit einer Metallfolie beschichteter isolierender Kunststoffolie angefertigte Druckkopfkonstruktion (106). Die Druckkopfkonstruktion (106) enthält eine durchgehende Elektrodenoberfläche, im folgenden als "Schirmelektrode" (106b) bezeichnet, die in der gezeigten Ausführungsform dem Tonerzuliefermittel (101) zugewandt ist, und eine komplexe adressierbare Elektrodenstruktur, im nachfolgenden als "Steuerelektrode" (106a) bezeichnet, die um Drucköffnungen (107) herum angeordnet ist und in der gezeigten Ausführungsform dem toneraufnehmenden Element (109) in der DEP-Einrichtung zugewandt ist. Die Drucköffnungen (107) sind in einer Matrixstruktur, deren Gesamtzahl von Reihen je nach Anwendung gewählt werden kann, angeordnet. Über die Breite der Druckkopfkonstruktion (106) und zumindest über die Breite des toneraufnehmenden Elements (109) ist eine hohe Anzahl AN von einzeln adressierbaren Drucköffnungen (107) angeordnet. In der Regel richtet sich die Anzahl der Drucköffnungen AN nach der erforderlichen Druckauflösung, z. B. für ein A4-Papier als toneraufnehmendes Element (109) und eine Druckauflösung von 282 Punkten pro Inch (DPI) kann AN 2.400 betragen. Die Stelle und/oder Form der Schirmelektrode (106b) und der Steuerelektrode (106a) kann (können) in anderen Ausführungsformen einer Einrichtung (100) oder eines DEP-Verfahrens, die bzw. das mit erfindungsgemäßen Tonerteilchen arbeitet, zu den in Fig. 1 gezeigten Stelle und Form unterschiedlich sein.
(iv) Fördermittel (108), die das toneraufnehmende Element (109) in Richtung von Pfeil A zwischen Druckkopfstruktur (106) und einer Gegenelektrode (105) vorbeifördern.
(v) Mittel (110), die den Toner auf dem bildaufnehmenden Element (109) fixieren.
(vi) Steuermittel (111) für das elektrische Feld, die das an die einzelnen Steuerelektroden (106a) angelegte elektrische Feld steuern.
Zwischen der Druckkopfkonstruktion (106) und dem Förderband für geladenen Toner (103) und zwischen der Steuerelektrode um die Drucköffnungen (107) herum und der Gegenelektrode (105) hinter dem toneraufnehmenden Element (109) und auf der Oberfläche der einzelnen Elektrode oder zwischen den Oberflächen der mehreren Elektroden der Druckkopfkonstruktion (106) werden verschiedene elektrische Felder angelegt. In der spezifischen Ausführungsform einer Einrichtung, die für ein DEP-Verfahren geeignet ist und in Fig. 1 gezeigt wird, wird an die Hülse des Förderbands für geladenen Toner (103) eine Spannung V1, an die Schirmelektrode (106b) eine Spannung V2 und an die Steuerelektrode (106a) eine Spannung V3 oder eine Spannung V30 bis V3n angelegt. Spannung V4 wird an die Gegenelektrode hinter dem toneraufnehmenden Element angelegt.
Zwar wird in Fig. 1 eine für ein DEP-Verfahren nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung geeignete Einrichtung mit zwei Elektroden (106a) und (106b) auf Druckkopf (106) gezeigt, jedoch ist es möglich, ein erfindungsgemäßes DEP-Verfahren unter Verwendung von Tonerteilchen und Einrichtungen mit unterschiedlichem Aufbau des Druckkopfes (106) zu realisieren. Es ist beispielsweise möglich, ein erfindungsgemäßes DEP-Verfahren mit einer Einrichtung zu realisieren, die einen Druckkopf (106) mit nur einer Elektrodenstruktur aufweist, jedoch ebenfalls mit einer Einrichtung, die einen Druckkopf (106) mit mehr als zwei Elektrodenstrukturen aufweist. Die Drucköffnungen (107) in diesen Druckkopfkonstruktionen können einen konstanten Durchmesser oder aber ebenfalls einen größeren Eintritts- oder Austrittsdurchmesser aufweisen. Die Schirmelektrode (106b) kann ebenfalls segmentiert sein und jedes Segment kann so einer einzelnen Drucköffnung (107) zugeordnet werden, daß Steuerelektrode (106a) und Schirmelektrode (106b) einzeln modulierbar sind.
Die Gegenelektrode (105) der DEP-Einrichtung (100) kann dazu veranlaßt werden, mit der Druckkopfkonstruktion (106) zusammenzuwirken, wobei die Gegenelektrode (105) aus verschiedenen Schreibnadeln bzw. Schreibdrähten aufgebaut ist, die elektrisch isoliert und an eine Spannungsquelle angeschlossen sind, wie z. B. aus den US-A 4 568 955 und US-A 4 733 256 bekannt ist.
Die mit der Druckkopfkonstruktion (106) zusammenwirkende Gegenelektrode (105) kann auch eine oder mehrere biegsame Leiterplatten umfassen. In der vorliegenden Erfindung können mehrere Spannungen V20 bis V2n an die Schirmelektrode (106b) und/oder Spannungen V40 bis V4n an die Gegenelektrode (105) angelegt werden. Spannung V5 wird an die Oberfläche der Hülse der Magnetbürste (104) angelegt.
Die DEP-Einrichtung (100) gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann für Graustufendruck geeignet sein. Für Graustufendruck kann das an die Steuerelektrode (106a) angelegte elektrische Feld in der vorliegenden Erfindung entweder durch Zeitmodulation oder eine Kombination von Zeitmodulation und Spannungsmodulation gesteuert werden.
Ist der Graustufendruck ein Druckvorgang mit nur Zeitmodulation, so wird das an die Steuerelektrode (106a) angelegte elektrische Feld in einer erfindungsgemäßen Einrichtung durch Steuermittel (111) in einer nachstehend beschriebenen Weise gesteuert.
Wird der Graustufendruck in einer erfindungsgemäßen DEP- Einrichtung nur mit Zeitmodulation durchgeführt, so wird die Zeilenzeit (LT) in mehrere kleinere Zeiteinheiten (als Teilzeilen (SL) bezeichnet) aufgeteilt. Der Graustufendruck erfolgt so, daß während einer vorgegebenen Anzahl von kleineren Zeiteinheiten (d. h. während der Schreibzeit (WRT)) an Steuerelektrode (106a) eine Spannung V30 (Spannung, die den Druck bei Höchstdichte ermöglicht) angelegt und während LT - WRT = WAT (Wartezeit) eine Spannung V3n (Sperrspannung, die Mindestdichte ergibt) eingestellt wird. Vorhergehendes impliziert, daß Höchstdichte bei WRT = LT und Mindestdichte bei WRT = 0 gedruckt wird. Der Druck zwischenliegender Dichten erfolgt bei WRT-Werten zwischen diesen beiden Grenzwerten. Die nach einem solchen Verfahren gedruckten Bildelemente (Pixel) werden schematisch in den Fig. 2A bis I gezeigt.
Deutlichkeitshalber ist als Anzahl der Teilzeilen (3) in Fig. 2 8 gewählt. Für Weißdruck, wie in Fig. 2A, findet keine Übertragung von Toner statt. Für Schwarzdruck, wie in Fig. 2I, wird Toner in allen 8 Teilzeilen (3) übertragen. Für Zwischenwerte, wie in den Fig. 2B bis 2H, werden mehr oder weniger der Teilzeilen (3) mit Toner eingefärbt. Zum Erhalten einer guten Grauwertauflösung müssen normalerweise viel mehr Teilzeilen (3) vorliegen. In der Regel handelt es sich um 64, 128 oder 256 Teilzeilen.
Wie schematisch in Fig. 12A und F gezeigt, weisen bekannte Wellenformen (19) eines Drucksteuersignals eine in Teilzeilen aufgeteilte Zeilenzeit LT auf. In Fig. 12 sind die Wellenformen nach Zufallsregeln in 32 Teilzeilen SL aufgeteilt, so daß die die Höchstdichte ergebende WRT (32/32)LT und die die Mindestdichte ergebende WRT (0/32)LT oder 0 ms beträgt. Die Fig. 12A bis F zeigen Wellenformen (19) für Drucksteuersignale zum Drucken der Druckwerte (4/32)LT, (5/32)LT, (16/32)LT, (17/32)LT, (30/32)LT und (31/32)LT. Mit dem Druck mittels der Wellenformen (19) der Fig. 1 können gewisse Nachteile verbunden sein. Erstens weisen die Spannungsimpulse für alle Drucköffnungen AN, mit denen in einem Druckzyklus ein bestimmter Grauwert für ein Bildelement gedruckt wird, gleichzeitige Vorderflanken (11) auf. Dies bedeutet, daß der Spitzenwert der elektrischen Energie, mit der die Druckkopfkonstruktion (106) beaufschlagt wird, zu Beginn jedes Druckzyklus für ein Bildelement ein Höchstwert ist. Zweitens ist die Raumverteilung von Toner auf dem bildaufnehmenden Element (109) für einen bestimmten Grauwert immer dieselbe für jedes Bildelement bei diesem Grauwert. Dies kann zu Streifenbildung führen, d. h. weiße oder schwarze Striche oder Bereiche, wobei es sich um Druckfehler handelt, die durch die Wiederholung von regelmäßigen geometrischen Strukturen von Tonerdichte entstehen. Dies ist insbesondere der Fall für Bildbereiche mit nahezu gleicher Bilddichte.
In einer DEP-Einrichtung (100) nach einer erfindungsgemäßen Ausführungsform können ebenfalls Steuerelemente (111) eingebaut werden, die durch eine Kombination von Zeit- und Spannungsmodulation die an die Steuerelektrode (106a) angelegten elektrischen Felder steuern. Das an die Steuerelektrode (106a) angelegte elektrische Feld wird in einer erfindungsgemäßen Einrichtung (100) bei Graustufendruck in der gerade hierunter beschriebenen Weise durch eine Kombination von Zeit- und Spannungsmodulation durch Steuerelement (111) gesteuert.
Wird nach einer erfindungsgemäßen Ausführungsform bei Graustufendruck in einer DEP-Einrichtung (100) eine Kombination von Zeit- und Spannungsmodulation angewandt, so wird die Schreibzeit (WRT) jedes Bildelements wie für Zeitmodulationssteuerung beschrieben gesteuert, die Menge der durch die Drucköffnung (107) hindurchtretenden Tonerteilchen jedoch wird zusätzlich durch Anlegen einer schwächeren oder stärkeren Sperrspannung (V3) gesteuert. Zum Beispiel in einer DEP-Einrichtung (100), die eine Gegenelektrode mit V4 = + 600 V enthält, kann der Druck mit negativ geladenen Tonerteilchen durch eine Drucköffnung (107) völlig gesperrt werden, wenn an die Steuerelektrode (106a) V3n = -300 V angelegt wird, und wird Höchstdichte erhalten, wenn an Steuerelektrode (106a) V30 = 0 V angelegt wird. Für Druckdichten zwischen Höchstdichte und Mindestdichte kann die Schreibzeit WRT zwischen 0 und der Zeilenzeit LT und kann weiterhin V3 zwischen V30 und V3n variiert werden. Durch Variieren der Spannung V3 wird ein weiterer variabler Parameter bei der Erzeugung und Wahl geeigneter Wellenformen (19) erhalten.
Die Wellenform 19 eines Steuerimpulses, mit dem Steuerelektrode (106a) durch Steuerelement (111) nach einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beaufschlagt wird, wird schematisch in Fig. 3 gezeigt. Eine nach Zufallsregeln gewählte Wellenform (19) für einen bestimmten Grauwert hat eine Vorderflankenzeit (15) zwischen dem Beginn jedes Druckzyklus für ein Bildelement und einer Vorderflanke (11), eine Rückflankenzeit (16) von der Rückflanke 17 bis zum Ende der Zeilenzeit LT und eine Zeitlänge (13). Die Vorderflankenzeit (15) und die Rückflankenzeit (16) können durch elektronische Steuerelemente (111) eingestellt werden, wie beschrieben in US-A 5 504 462. Die Werte "Vorderflankenzeit, "Rückflankenzeit" und "Impulslänge" können in einem Speicher gespeichert werden.
Die Wellenformen (19) nach der ersten Ausführungsform erlauben es, die Energiespitzenwerte an Steuerelektrode (106a) zu verringern, wenn eine Druckzeile ein Gemisch von Grauwerten enthält und die Vorderflankenzeiten (15) für benachbarte Grauwerte unterschiedlich eingestellt werden. Bei einem Gemisch von Grauwerten ist es weiterhin so, daß die unterschiedlichen Anlaufzeiten in der Zeile für die verschiedenen Grauwerte das Risiko von Streifenbildung verringern. Sind dagegen große Bereiche mit gleichem Grauwert zu drucken, so kann der Energiespitzenwert zu einem anderen Zeitpunkt im Druckzyklus verschoben werden, ohne aber notwendigerweise eine wesentliche Änderung der Größenordnung zu erfahren. Beim Drucken von großen Bereichen mit einem einzelnen Grauwert gibt es gleichfalls ein Risiko von Streifenbildung. Sind große schwarze oder dunkelgraue Bereiche zu drucken, so liegt die Impulslänge (13) der Zeilenzeit LT sehr nahe und gibt es daher wenig Spielraum zum Variieren der Vorderflankenzeit (15) und der Rückflankenzeit (16).
Nach einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Vorderflankenzeit (15) für einen bestimmten Grauwert, die für eine bestimmte Drucköffnung (107) benötigt wird, nicht fest und können mehrere Werte gegeben werden. Ist die Impulslänge (13) zum Beispiel 50% der LT, so kann die Vorderflankenzeit (15) zwischen C und 50% der LT variiert werden. Nach einer ersten Modifikation der zweiten Ausführungsform kann die Vorderflankenzeit (15) nach Zufallsregeln zwischen 0 und 50% der LT eingestellt werden. In einer zweiten Modifikation kann eine Serie von N möglichen Werten 151-N der Vorderflankenzeit (15) für einen bestimmten Grauwert in einem Speicher gespeichert werden. Ist nachher dieser bestimmte Grauwert zu drucken, so wird einer der N Werte der Vorderflankenzeit 151-N entweder nach Zufallsregeln oder als nächster Wert in einer definierten Folge gewählt. In einer dritten Modifikation kann die Vorderflankenzeit (15) bei jedem Druck des Grauwertes nach einem angemessenen Algorithmus, der akzeptable, doch variierende Werte für die Vorderflankenzeit (15) generiert, berechnet werden.
Die Wellenformen (19) nach der ersten und zweiten Ausführungsform haben eine einfache Struktur. Dies bedeutet, daß die Vorderflanken (11) für die Impulse, mit denen die verschiedenen Drucköffnungen (107) einer Druckzeile beaufschlagt werden, über die Zeit LT verteilt werden können. Dadurch verringert sich das Risiko von Streifenbildung, sogar wenn große Bereiche mit gleichem Grauwert zu drucken sind. Mehr als wahrscheinlich jedoch werden alle Drucköffnungen (107) zu einem bestimmten Zeitpunkt während des Druckzyklus gleichzeitig Energie erfordern und wird der Energiespitzenwert noch immer hoch sein. Nach einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können die Wellenformen (19) eine komplexe Form aufweisen. Wie Fig. 4 es schematisch zeigt, kann aus einer diskreten Anzahl einzelner Impulse (14) eine nach Zufallsregeln gewählte, zum Drucken eines nach Zufallsregeln gewählten Grauwertes geeignete Wellenform (19) gebildet werden. Die Zeilenzeit LT in Fig. 4 umfaßt 128 Zeitintervalle. Die Impulse (14) sind zwar vorzugsweise der gleichen Höhe, doch die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt. Die einzelnen Impulse (14) können über die Zeilenzeit LT verteilt sein. Die einzelnen Impulse (14) müssen nicht alle der gleichen Länge sein. Bei Impulsen der gleichen Höhe mit Zeitlängen, die ein Vielfaches einer bestimmten Mindestzeit sind, können die Wellenformen (19) durch binäre Zahlen dargestellt werden. Für jeden elementaren Zeitraum, in dem ein Impuls hoch ist, kann die Wellenform durch einen zweier binärer Werte dargestellt werden, z. B. "1" oder "0". Jeder elementare Zeitraum, in dem es kein Signal gibt, kann durch den anderen binären Wert dargestellt werden, z. B. "0" oder "1". Die Wellenformen (19) können also als eine Serie binärer Werte dargestellt werden, wobei ein erste binärer Wert angibt, daß ein Spannungsimpuls einer vorgegebenen Höhe über eine Zeiteinheit, d. h. während einer Teilzeilenzeit, durchgeführt wird und der zweite binäre Wert andeutet, daß während einer Teilzeilenzeit kein Spannungsimpuls durchgeführt wird. Als Beispiele für solche binären Wellenformen (19) werden in den Fig. 5, 6 und 7 für die Grauwerte 12%, 44% bzw. 50% acht geeignete erfindungsgemäße Wellenformen (19) als binäre Bit-Übereinstimmungstabellen gezeigt. Die letzte Bit- Übereinstimmungstabelle von Fig. 5 ist die binäre Darstellung der in Fig. 4 gezeigten Wellenform. Die Darstellung von Wellenformen (19) als binäre Zahlen macht sie besonders geeignet zum Speichern und Verarbeiten in einer elektronischen Digitaleinrichtung wie einem Personalrechner. Zu diesem Zweck ist es vorteilhaft, die Anzahl der Wellenformen als eine Potenz von 2 zu wählen (z. B. 2, 4, 8, 16, ...)
Wellenformen (19) der in den Fig. 5 bis 7 gezeigten Art können auf der Basis des Ergebnisses von Druckproben nach dem Annäherungsverfahren gewählt werden. Die Wellenformen (19), die gute Druckergebnisse ergeben, d. h. die Wellenformen, die eine gute gleichmäßige Grauwertverteilung ohne Streifenbildung ergeben, werden selektiert und können in binärer Form in einen Speicher eingespeist werden.
Nach einer Modifikation der dritten Ausführungsform und anstatt daß die Wellenformen 191-M nach einem Annäherungsverfahren generiert und selektiert werden, können die Länge und Verteilung einzelner Impulse (14) für eine bestimmte Wellenform (19) nach einem Algorithmus oder routinemäßig generiert werden. Ist zum Beispiel eine Impulslänge von X Teilzeilen für einen bestimmten Grauwert zu erzeugen, so könnte die dazu benötigte Wellenform (19) innerhalb der Zeilenzeit LT nach Zufallsregeln durch Selektieren X einzelner Impulse (14), die jeweils eine Impulslänge von 1 Teilzeile ergeben, erzeugt werden. Die einzelnen Impulse (14) können also in stochastischer Weise innerhalb der Zeilenzeit LT selektiert werden.
Nach einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird mehr als eine Wellenform (19) selektiert und im Hinblick auf ihre Angemessenheit für jeden Grauwert geprüft und können die genehmigten Wellenformen in einen Speicher eingespeist werden. Für jeden mittels der Druckeinrichtung zu druckenden Grauwert kann eine Serie von M geeigneten Wellenformen 191-M ermittelt und gespeichert werden. Bei jedem Druck eines bestimmten Grauwertes wird eine der M Wellenformen 191-M entweder als der nächste Wert in einer Sequenz (z. B. M1, M2, M3, usw.) oder nach einem vorgegebenen Algorithmus oder routinemäßig selektiert. Als Alternative kann eine der Wellenformen 191-M bei jedem Druck des dazugehörigen Grauwerts nach Zufallsregeln aus den potentiellen Wellenformen 191-M selektiert werden.
Nach einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Beginnstellung innerhalb der Zeilenzeit (d. h. die Verzögerung der Vorderflanke) nach Zufallsregeln gewählt, als der nächste Wert in einer Sequenz oder nach einem Algorithmus oder routinemäßig gewählt, anstatt daß eine vorgegebene, in einem Speicher gespeicherte Wellenform (19) selektiert wird, wie für Ausführungsform 4 beschrieben, wobei mit dem ersten Bit der Wellenform (19) zum Zeitpunkt Null der betreffenden Zeilenzeit angefangen wird.
Nach allen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können die Wellenformen (19) für unterschiedliche Grauwerte aus komplexen Wellenformen, die mehrere einzelne Impulse (14) umfassen, generiert werden. Durch geeignete Wahl der Länge und Stelle jedes einzelnen Impulses (14) der erforderlichen Wellenform (19) innerhalb der Zeilenzeit LT für jeden Grauwert und ebenfalls der Verhältnisse dieser Längen und Stellen zu den Längen und Stellen in den Wellenformen (19) für andere Grauwerte kann der Energieverbrauch der meisten Drucköffnungen (107) gleichmäßiger über die gesamte Zeilenzeit LT verteilt werden. In gleicher Weise kann der Spitzenenergieverbrauch während des Druckzyklus verringert werden. Fernerhin wird durch die Verteilung der Impulse (14) über die Zeilenzeit das Risiko von Streifenbildung weiter verringert.
Es wird besonders bevorzugt, daß die einzelnen Impulse (14), die die verschiedenen Versionen der Wellenform (19) eines bestimmten Grauwertes bilden, so gewählt werden, daß bei Vergleich zweier Wellenformen (19) eine beschränkte Korrelation zwischen beiden besteht. Dank der beschränkten Korrelation ist es ferner wenig wahrscheinlich, daß sich wiederholende Artefakt-Druckstrukturen wie Streifenbildung infolge ähnlicher Druckmuster in den Teilzeilen zweier unterschiedlicher zusammenfallender Grauwerte vorkommen. Bei beschränkter Korrelation zwischen Wellenformen (19) für unterschiedliche Grauwerte oder zwischen alternativen Wellenformen eines einzelnen Grauwertes ist es wenig wahrscheinlich, daß während des Drucks räumlich rhythmische Strukturen vorkommen, die Streifenbildung oder andere Druckartefakte verursachen könnten. Es ist deutlich, daß diese Artefakte insbesondere in Bereichen mit gleicher oder nahezu gleicher Bilddichte zu beobachten sind. Zum Vergleich der Korrelation zweier Wellenformen (19) in der vorliegenden Erfindung wird das folgende Kriterium angewandt. Die einzelnen Wellenformen (WF) werden durch ihre binäre Bitsequenz (Es, Bitfolge) dargestellt. Die Indizes g, a und k bedeuten die Grauwertnummer, die Anzahl einzelner Wellenformen für einen Grauwert und die Bitposition in einer Wellenform. G bedeutet die Gesamtanzahl der Grauwerte, A die Gesamtanzahl der Wellenformen in einem Grauwert und S die Anzahl der Teilzeilen.
Die Korrelation wird folgendermaßen ermittelt.
Der Operator XOR(BSgik,BSgjk) erhält die folgenden Ergebnisse.
1, wenn (BSgik) = 0 und (BSgjk) = 1,
1, wenn (BSgik) = 1 und (BSgjk) = 0,
0, wenn (BSgik) = 0 und (BSgjk) = 0, und
0, wenn (BSgik) = 1 und (BSgjk) = 1.
In der vorliegenden Erfindung wird diese Korrelation als die innere Exklusiv-ODER-Korrelation bezeichnet. Besonders bevorzugt ist die innere Exklusiv-ODER-Korrelation zwischen den genehmigten Wellenformen (19) für jeden Grauwert hoch.
Es wird erfindungsgemäß ebenfalls besonders bevorzugt, daß die Exklusiv-ODER-Korrelation zwischen Wellenformen benachbarter Grauwerte hoch ist. Die Exklusiv-ODER-Korrelation benachbarter Grauwerte wird als Vergleich zwischen zwei Wellenformen gegeben, d. h. eine für jeden Grauwert, wobei die Wellenformen durch die Indizes g und n dargestellt werden
CORN = XOR(BSgik, BSnik)/S·100%
Dieser Exklusiv-ODER-Wert wird in der vorliegenden Erfindung als die benachbarte Exklusiv-ODER-Korrelation bezeichnet.
Im nachfolgenden wird beschrieben, wie solche vorteilhaften Wellenformen oder die binären Bitsequenzen, die solche Wellenformen verkörpern, erhalten werden können. In einer Ausführungsform können diese Wellenformen oder Bitsequenzen manuell generiert werden. Für jeden möglichen Grauwert, z. B. für Grauwerte zwischen 0 bis 127 oder 128, generiert der Operator eine Sequenz von Nullen und Einsen, wie die in Fig. 7 gezeigten Sequenzen. Die Gesamtanzahl der Nullen und Einsen entspricht vorzugsweise der Anzahl der Teilzeilen in einer Zeile. Der Operator muß manuell angemessene Bitsequenzen eingeben, die zum Generieren der Wellenformen benutzt werden können. Die eingegebenen Bitsequenzen werden vorzugsweise in einer Speichereinrichtung gespeichert. Der Operator kann seine Eingriffe durch Berechnung der obenbeschriebenen Korrelationsparameter auswerten. Stellen die erhaltenen Parameter für bestimmte Grauwerte den Operator nicht zufrieden, so kann er eine andere Bitsequenz eingeben. In einer bevorzugten Ausführungsform kann das Generieren von Bitsequenzen weiter automatisiert werden. Ein Algorithmus kann zunächst eine Bitsequenz für Grauwert 0 generieren, die normalerweise einer Bitsequenz mit nur Nullen entspricht.
Danach generiert der Algorithmus eine zweite Bitsequenz für Grauwert 1. Normalerweise entspricht dies einem auf 1 eingestellten Bit in dem Sequenzsatz, während alle anderen Bits auf 0 eingestellt sind. Das auf 1 eingestellte Bit kann nach Zufallsregeln an irgendwelcher Stelle in der Bitsequenz positioniert werden. Die genaue Position dieses 1-Bits kann durch einen Zufallszahlengenerator, der Zahlen - vorzugsweise in gleichmäßiger Weise - von 1 bis zur Anzahl der Bits in der Bitsequenz generiert, bestimmt werden.
Danach generiert der Algorithmus eine dritte Bitsequenz für Grauwert 1. Normalerweise entspricht dies zwei auf 1 eingestellten Bits in dem Sequenzsatz, während alle anderen Bits auf 0 eingestellt sind. Die auf 1 eingestellten Bits können nach Zufallsregeln an irgendwelcher Stelle in der Bitsequenz positioniert werden. Die genaue Position dieser 1-Bits kann durch einen Zufallszahlengenerator, der Zahlen - vorzugsweise in gleichmäßiger Weise - von 1 bis zur Anzahl der Bits in der Bitsequenz generiert, bestimmt werden. Fällt eine nächste Zufallszahl mit einer schon auf 1 eingestellten Bitstelle zusammen, so wird die nächste Zufallszahl zum Positionieren des nächsten 1-Bits benutzt. Als Alternative kann der Zufallszahlengenerator nach jedem Bitsatz zwischen 1 und dem vorigen Höchstwert minus Eins erneut skaliert werden. Die generierte Zufallszahl ergibt dann durch Auslassen der 1-Bits das Indiz des nächsten auf 1 einzustellenden 0-Bits.
Dieser Vorgang kann so lange dauern, bis alle Grauwerte eine nach Zufallsregeln generierte Bitsequenz haben. Die Leistung des Algorithmus kann nachträglich gemäß den obigen Formeln durch Auswerten der Korrelationsparameter überprüft werden. Im Falle eines unbefriedigenden Korrelationsparameters für einen spezifischen Grauwert wird nach Zufallsregeln erneut eine neue Bitsequenz generiert.
In einer weiteren Ausführungsform wird für jeden Grauwert eine Vielzahl von Bitsequenzen generiert, z. B. 10 Bitsequenzen, und jedesmal erfolgt dies entsprechend dem obigen Zufallsverfahren, wonach die Korrelationsparameter für jede generierte Bitsequenz berechnet werden. In dieser Weise wird jeder Bitsequenz eine Leistungszahl zugeordnet. Dann kann die Bitsequenz mit der besten Leistungszahl ausgewählt werden. Im Falle von unbefriedigenden Leistungszahlen kann die Anzahl der nach Zufallsregeln generierten Bitsequenzen für jeden Grauwert gesteigert werden. Weisen zwei oder mehr unterschiedliche Bitsequenzen für denselben Grauwert ein gleiches Korrelationsergebnis auf, so kann ein anderes Ergebnis berechnet werden, d. h. der Autokorrelationsparameter der Bitsequenz. Dieser Parameter wird auf der Basis der bitweisen exklusiven Korrelation der Bitsequenz mit der um N Bits (N > 0) verschobenen Bitsequenz berechnet. Durch Verschieben der Bitsequenz werden die an einer Seite wegfallenden Bits in die Sequenz an den leeren Stellen an der anderen Seite der Bitsequenz verschoben. Dieser Vorgang wird ebenfalls als Bitsequenzrotation bezeichnet. Diese Autokorrelation kann für N = 1 bis N = Teilzeilen berechnet werden. Durch Addieren aller Autokorrelationsergebnisse kann ein globaler Autokorrelationsparameter für die spezifische Bitsequenz erhalten werden. Ein guter Autokorrelationsparameter bietet eine gute Möglichkeit zum Erhalt von guten Ergebnissen, wenn die Bitsequenzen an nach Zufallsregeln gewählten Startpunkten während des Druckvorgangs adressiert werden.
Das obenbeschriebene Verfahren kann zum Generieren einer Vielzahl von Bitsequenzen für jeden Grauwert benutzt werden, wobei die besten M Bitsequenzen als alternative Bitsequenzen für jeden Grauwert in einer Speichereinrichtung gespeichert werden.
Die Fig. 8A bis F zeigen geeignete Wellenformen (19) für erfindungsgemäß ausgewählte benachbarte Gradwerte. Die Auswahl der Wellenformen erfolgt so, daß ein gleichmäßiger Druck mit beschränktem Risiko von Streifenbildung erhalten wird: die Fig. 8A und B für mit 4 bzw. 5 Impulsen (14) erhaltene Grauwerte, die Fig. 8C und D für mit 16 bzw. 17 Impulsen (14) erhaltene Grauwerte und die Fig. 8E und F für mit 30 bzw. 31 Impulsen (14) erhaltene Grauwerte. Die Zeilenzeit für alle Wellenformen (19) beträgt 32 Einheiten. Diese Wellenformen (19) sollten mit den bekannten Wellenformen von Fig. 12 verglichen werden. Wie eingangs angegeben, äußerst sich Streifenbildung am sichtbarsten in Bereichen mit gleicher oder nahezu gleicher Bilddichte.
Ein Vergleich der inneren Exklusiv-ODER-Korrelation und der benachbarten Exklusiv-ODER-Korrelation findet sich in Tabelle 1 für die erfindungsgemäßen Wellenformen (19) in den Fig. 5 bis 8 im Vergleich zu den bekannten Wellenformen des in Fig. 12 gezeigten Typs, wie mehr im einzeln in US-A 5 193 Oll erläutert.
Aus Tabelle 1 ist ersichtlich, daß die innere Exklusiv-ODER- Korrelation von Wellenformen (19) für einen bestimmten Grauwert für eine wesentliche Anzahl von Grauwerten (Weiß und Schwarz ausgeschlossen) 10% oder mehr beträgt. Das Mittel der inneren Exklusiv-ODER-Korrelation für die Wellenformen (19) für alle Grauwerte beträgt erfindungsgemäß zumindest 10%, besonders bevorzugt zumindest 20% und ganz besonders bevorzugt zumindest 35%. Ihrerseits beträgt die Exklusiv-ODER-Korrelation zwischen Wellenformen (19) für benachbarte Grauwerte zumindest 8%. Das Mittel der benachbarten Exklusiv-ODER-Korrelation für die Wellenformen aller Grauwerte und deren benachbarter Grauwerte beträgt vorzugsweise zumindest 10%, besonders bevorzugt zumindest 20% und ganz besonders bevorzugt zumindest 40%, insbesondere für den hell- bis mittelgrauen Bereich. Tabelle 1
Ein Vergleich der Druckqualität zwischen einerseits den erfindungsgemäßen Wellenformen (19) der Fig. 5 bis 7 und andererseits den bekannten Wellenformen der Fig. 12 und den aus US-A 5 193 011 bekannten Wellenformen, die als vergleichende Beispiele aufgeführt werden, findet sich in Tabelle 2.
In Tabelle 2 finden sich Werte der mikrodensitometrischen Modulation, MOD, für die verschiedenen Wellenformbeispiele auf der Basis gemessener Werte von nach den zwei Verfahren erhaltenen Abzügen. Die MOD wird mit einem in der Druckrichtung abgetasteten, an einen Grauwertdensitometer angeschlossenen 4 um · 4 um- Registrierschlitz gemessen. MOD wird wie folgt definiert.
wobei DMAX und DMIN die im Scan gemessene Höchstdichte bzw. Mindestdichte darstellen. Tabelle 2
Aus Tabelle 2 ist ersichtlich, daß die erfindungsgemäßen MOD- Werte unter 0,5 und vorzugsweise unter 0,4 liegen, während die vergleichenden Werte alle mehr als 0,6 betragen. Noch eindeutiger ergibt sich der Vergleich zwischen den mittleren MOD-Werten aller geprüften Grauwerte. Das Mittel der erfindungsgemäßen MOD-Werte liegt unter 0,25 für den hell- bis mittelgrauen Bereich und beträgt weniger als ein Drittel der vergleichenden Muster.
Die Ergebnisse von Tabelle 2 stellen die eindeutige Korrelation zwischen den niedrigen inneren und benachbarten Exklusiv-ODER- Korrelationswerten der Wellenformen der erfindungsgemäßen Drucksteuersignale und einer guten Druckqualität im Vergleich zu bekannten Drucksteuersignalwellenformen unter Beweis.
Ein Blockdiagramm des erfindungsgemäßen Steuermittels (111) wird schematisch in Fig. 9 gezeigt. Der Modul kann eine große Anzahl von Steuerelektroden (106a), z. B. 1024, steuern und die Bilddaten für jede Steuerelektrode (106a) werden aus einem Personalrechner (10) oder ähnlichem als Grauwerte über eine serielle Leitung übertragen. Der PC (10) enthält eine digitale Darstellung eines zu erzeugenden Bildes in Form von jeweils ein Bildelement des Bildes verkörpernden Daten. Im besonderen der Grauwert jedes Bildelements im Bild wird in Form einer Bit-Übereinstimmungstabelle oder dergleichen in PC (10) gespeichert.
Die aus dem PC (10) zugeführte Information wird über einen Treiber (12) von einem Mikrosteuergerät (20) empfangen und nach einer eventuellen Verarbeitung in einer Speichereinrichtung (30) gespeichert. Dieser Speicher (30) kann als Dual-Port-Speicher ausgestaltet werden und die Grauwertinformation für alle Bildelemente in einer Zeile oder einem Abzug wird in Speicher (30) eingelesen und gespeichert. Speicher (30) kann aus zwei Teilen aufgebaut sein, von denen einer ausgelesen und der andere eingeschrieben wird. Schreiben und Lesen können folglich gleichzeitig vor sich gehen, insbesondere in/aus verschiedenen Teilen und für aufeinanderfolgende Zeilen.
Ein Positionszähler (40) ermittelt die Adresse für den zu lesenden Teil des Speichers (30). Die in dieser Adresse enthaltenen Daten bestimmen dann die Adresse für einen Wellenformspeicher (32). Speicher (32) enthält eine binäre Wellenform (19), WFGV, für jeden Grauwert GV. Speicher (32) enthält einen Zeilendekodierer (34) und einen Spaltendekodierer (36), die in Speicher (32) eingebaut sein können. Mit diesem Bauprinzip ist der Vorteil verbunden, daß die Wellenform (19) für jeden Grauwert unabhängig gewählt werden kann. Der Ausgang des Wellenformspeichers (32) ist über einen Demultiplexer (52) an den Eingang von in Reihe geschalteten Schieberegistern (60) angeschlossen. Jedes Schieberegister (60) steuert eine spezifische Anzahl von Drucköffnungen (107) und enthält ein Halteregister und einen Treiber für jede Phase. Ein Bitzähler (42) schaltet jedes Bit in der binären Wellenform am Ausgang der Schieberegister (60) ein und aus. Zu Beginn eines Druckzyklus sind der Bitzähler (42) und der Positionszähler (40) auf Null eingestellt. Der Positionszähler (40) gibt nun den Grauwert GV1 der ersten Drucköffnung (107), A1, im Grauwertspeicher (30) an. Dieser Grauwert GV1 wird als Adresse für eine entsprechende binäre Wellenform WFGV1 im Wellenformspeicher (32) benutzt. Der Eingang des Demultiplexers (52) empfängt das erste Bit der binären Wellenform WFGV1, das dem Grauwert GV1 der ersten Drucköffnung (107) entspricht. Ein von Taktgeber (50) gelieferter Impuls erhöht jeweils den Wert des Positionszählers (40) um 1.
Grauwert GV2 der nächsten Drucköffnung (107), A2, wird nun angegeben und der Eingang eines anderen Schieberegisters (60) empfängt das erste Bit der entsprechenden binären Wellenform WFGV2. Diese Schritte werden wiederholt, bis alle Schieberegister (60) Daten empfangen haben. Sind alle Schieberegister (60) in Reihe geschaltet, so wird der vorige Schritt nicht durchgeführt. Der letzte Impuls von Taktgeber (50) ist ein Taktimpuls, mit dem alle Schieberegister (60) über einen Verteiler (54) beaufschlagt werden. Sind einmal alle Grauwerte GV1 bis GVn aus dem Speicher (30) ausgelesen, so wird das erste Bit der binären Wellenform in jedem Schieberegister (60) den Steuerelektroden (106a) zugeführt.
Der Positionszähler (40) generiert ein Endzählsignal, so daß der Wert von Bitzähler (42) um 1 zunimmt. Dieses Endzählsignal ist also das Halteregisteraktivationssignal für die Schieberegister (60). Positionszähler (40) durchläuft erneut alle Grauwerte GV1 bis GVn in Speicher (30), wobei nun das zweite Bit aller binären Wellenformen WFGV1 bis WFGVn den Steuerelektroden (106a) zugeführt wird.
Ist der Wert von Bitzähler (42) der Menge der Bitpositionen in den binären Wellenformen WFGV1 bis WFGVn gleich, wie z. B. 64, so wird die nächste Zählung des Positionszählers (40) die Endzählung von Bitzähler (42) auszulösen. Zu diesem Zeitpunkt ist eine ganze Zeile gedruckt worden.
Nun muß die nächste Zeile gedruckt werden. Dazu müssen die Grauwerte einer anderen Seite des Grauwertspeichers (30) entnommen werden. Die Seitenlogik (56) steuert die korrekte Adressierung von Speicher (30) und übermittelt ein Signal zum Mikrosteuergerät (20), wobei das Signal angibt, welche Seite zu schreiben ist.
Die Wellenformen (19) gemäß der ersten bis fünften Ausführungsform und insbesondere gemäß der dritten bis fünften Ausführungsform ergeben DEP einer merklich verbesserten Druckqualität, insbesondere für die mittel- und hellgrauen Töne. Für Schwarz- oder Dunkelgrautöne dagegen gibt es wenig Möglichkeiten für Variationen in den Wellenformen (19) innerhalb der Zeilenzeit LT. Gemäß der sechsten erfindungsgemäßen Ausführungsform wird Spannungsmodulation benutzt, um weitere Wellenformen für alle Grauwerte und insbesondere die dunkleren Töne zu generieren. Nach der sechsten Ausführungsform wird Spannung V3 in der Regel auf einen Wert Vnorm zwischen V30 und V3n eingestellt, wird die Zeilenzeit in mehrere Teilzeilen aufgeteilt, z. B. 64, 128 oder 256, und wird die Zeitmodulation nach einer der ersten bis fünften Ausführungsform zur Erzeugung der Grauwerte benutzt. Daneben werden Wellenformen (19) ausgewählt, die Impulse mit einer Spannung zwischen Vnorm und V30 umfassen. Mit diesen Spannungen kann ein schwarzes Bildelement erzeugt werden, ohne den ganzen Zeitraum LT zu benutzen und zwar weil während der Impulse mit einer Spannung V3 gleich einer Spannung zwischen Vnorm und V30, wie Impulse mit einer Spannung Vnorm, mehr Toner abgelagert wird. Nach der sechsten Ausführungsform entspricht die Summe aller einzelnen Impulse (14) innerhalb einer Zeilenzeit also nicht notwendigerweise der Zeilenzeit, sogar nicht bei Schwarzdruck. Dadurch werden mehr Variationen in akzeptablen Wellenformen (19) möglich, insbesondere für die dunkleren Töne. Die Wellenformen (19) können durch ein erfindungsgemäßes modifiziertes Steuermittel (111) gesteuert werden. Speicher (30) kann zum Speichern der binären Wellenformen (19), die die Pulsbreitenmodulation des Drucksteuersignals bestimmen, benutzt werden. In einem zweiten Speicher kann Information als eine binäre Sequenz für die Steuerung der an die Steuerelektrode (106a) angelegten Spannung gespeichert werden. Mikroprozessor (20) wird dann so ausgestaltet, daß beide Speicher adressiert werden, wenn ein bestimmter Grauwert zu drucken ist.
Fig. 10 ist eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen bevorzugten Druckkopfes (106). Druckkopf (106) wird vorzugsweise aus einem Polyimidfilm mit einer Stärke von 50 um hergestellt, der doppelseitig mit einem 17 um dicken Kupferfilm beschichtet wird. Auf der dem bildaufnehmenden Element (109) zugewandten Seite des Druckkopfes (106) wird um jede rechteckige Drucköffnung (107) herum eine rechteckige Steuerelektrode (106a) angeordnet. Wie ersichtlich aus Fig. 2, wird die Breite der Bildelementform durch eine Abmessung der Drucköffnung (107) bestimmt, während die andere Abmessung durch die Anzahl und Breite der Teilzeilen bestimmt wird. Deshalb ist es vorteilhaft, eine rechteckige Drucköffnung (107) zu benutzen, deren Breite die Tiefe übersteigt, wodurch alle Bildelemente mit einer relativ symmetrischen rechteckigen oder quadratischen Form erhalten werden. Weiterhin beträgt die zum Schließen einer dünnen rechteckigen Drucköffnung (107) benötigte Spannung etwa ein Drittel der zum Ausschalten der Tonerzuführ benötigten Spannung für eine symmetrische Drucköffnung mit denselben Abmessungen.
Jede Steuerelektrode (106a) ist von einer Hochspannungs- Gleichstromquelle adressierbar. Der Druckkopf (106) hat vorzugsweise vier Reihen von Drucköffnungen (107). Die Drucköffnungen (107) weisen ein Breite-Tiefe-Verhältnis von zumindest 3 : 1 auf. Typische Werte für die Breite und Tiefe sind 400 und 100 um. Die Reihen von Drucköffnungen (107) sind versetzt angeordnet, um ein gesamtes Auflösungsvermögen von 75 dpi zu erhalten. Die Drucköffnungen (107) können nach den bekannten Techniken von Kupferätzung und Excimerlaserbrennen gefertigt werden. An der Schirmelektrodenseite des Druckkopfes (106) sind folgende Elemente angeordnet : die geerdete Schirmelektrode (106b) und eine Kupferzone (114) an der gleichen Stelle wie Steuermittel (111) an der andere Seite des Druckkopfes (106). Die Kupferzone und das Steuermittel (111) befinden sich außerhalb eines durch die Strichlinien (117) definierten Bereiches. Der zwischen den Strichlinien (117) liegende Bereich ist über einen Rahmen aus 4 Stangen gebogen, wie in der als Verweis in diese Schrift aufgenommenen EP-A 0 712 056 beschrieben. Dadurch wird zwischen den Strichlinien (117) eine Flachheit von mehr als 25 um erhalten. Es sind ebenfalls Datenleitungen (113) vorgesehen, die über einen steckkraftlosen Stecker (ZIF-Stecker) eine serielle Impulsreihe empfangen, die durch Steuermittel (111) in parallele Bildsignale umgewandelt wird.
Wie am besten in Fig. 11 gezeigt wird, sind an der anderen Seite des Druckkopfes (106) die leitenden Wege (118) zwischen dem Steuerelement (111) und den um die Drucköffnungen herum befindlichen Steuerelektroden (106a) angeordnet. An den Rändern des Druckkopfes (106) ist ein verstärkter Bereich (115) mit Durchkontaktierungen mit zusätzlichen Verstärkungen (116) vorgesehen, die die Druckkopfkonstruktion mittels in EP-A 0 712 556 beschriebener biegsamer Mittel über den Rahmen aus 4 Stangen spannen. Die Steuerelemente (111) sind nach den Fachleuten allgemein bekannten Techniken wie Festverdrahtung oder SMD-Verbindung an der Druckkopfkonstruktion befestigt und über Wege (112) an eine (nicht gezeigte) Hochspannungsquelle angeschlossen.
Eine DEP-Einrichtung (100) nach einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform kann in erfolgreicher Weise betrieben werden, wenn in Kontakt mit dem Förderband für geladenen Toner (103) eine einzelne Magnetbürste (104) benutzt wird, die eine Schicht aus geladenem Toner auf das Förderband für geladenen Toner (103) aufträgt.
In einer DEP-Einrichtung (100) nach einer erfindungsgemäßen Ausführungsform erzeugt das Tonerzuliefermittel (101) auf dem Förderband für geladenen Toner (103) eine Schicht aus Tonerteilchen, die durch zwei verschiedene Magnetbürsten (104) herangeführt werden, die beide mehrkomponentigen Entwickler enthalten (z. B. einen doppelkomponentigen Entwickler, der Trägerteilchen und Tonerteilchen enthält, wobei die Tonerteilchen durch den Kontakt mit den Trägerteilchen triboelektrisch geladen werden, oder einen Entwickler mit 1,5 Komponente, wobei die Tonerteilchen nicht nur durch den Kontakt mit Trägerteilchen, sondern ebenfalls durch Kontakt zwischen den Tonerteilchen selbst triboelektrisch geladen werden).
In einer DEP-Einrichtung (100) nach einer erfindungsgemäßen Ausführungsform kann an die Hülse einer einzelnen Magnetbürste (104) oder an eine beliebige Hülse einer Einrichtung mit mehreren Magnetbürsten (104) eine zusätzliche Wechselstromquelle angeschlossen werden.
In einer DEP-Einrichtung (100) nach einer anderen erfindungsgemäßen Ausführungsform werden die geladenen Tonerteilchen direkt von einer monokomponentigen oder mehrkomponentigen Entwickler tragenden Magnetbürste (104) extrahiert.
Die Magnetbürste (104) (oder mehrere Magnetbürsten), die vorzugsweise in einer DEP-Einrichtung (100) nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung benutzt werden, ist von der Art mit festem Kern und sich drehender Hülse.
In einer DEP-Einrichtung (100) nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der eine Magnetbürste von der Art mit festem Kern und sich drehender Hülse benutzt wird, kann jeder Typ von bekannten Trägerteilchen und Tonerteilchen in erfolgreicher Weise benutzt werden. Allerdings werden "sanfte" magnetische Trägerteilchen bevorzugt. Bei "sanften" magnetischen Trägerteilchen, die in einer DEP-Einrichtung (100) gemäß einer erfindungsgemäß bevorzugten Ausführungsform nutzbar sind, handelt es sich um sanfte Ferritträgerteilchen. Solche sanften Ferritteilchen weisen nur ein beschränktes Remanenzverhalten mit einer Koerzitivkraft zwischen etwa 50 und 250 Oe auf. Weitere sehr nutzbare sanfte magnetische Trägerteilchen zur Verwendung in einer DEP-Einrichtung (100) gemäß einer erfindungsgemäß bevorzugten Ausführungsform sind Kompositträgerteilchen, die ein Harzbindemittel und ein Gemisch aus zwei Magnetiten mit unterschiedlicher Teilchengröße enthalten, wie in EP-A 289 663 beschrieben.
Die Teilchengröße beider Magnetite variiert zwischen 0,05 und 3 um. Der volumendurchschnittliche Durchmesser (dv50) der Trägerteilchen liegt vorzugsweise zwischen 10 und 300 um, besonders bevorzugt zwischen 20 und 100 um. Genauere Angaben über die obenbeschriebenen Trägerteilchen lassen sich der EP-A 0 675 417 entnehmen.
Vorzugsweise verwendet man in einer DEP-Einrichtung (100) nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Tonerteilchen mit einer absoluten mittleren Ladung ( Q ), die die Gleichung 1 fC ≤ q ≤ 20 fC, vorzugsweise 1 fC ≤ q ≤ 10 fC befriedigt. Die Messung der absoluten mittleren Ladung der Tonerteilchen erfolgt mittels einer unter dem Namen "q-Messer" von Dr. R. Epping PES-Laboratorium, D- 8056 Neufahrn, Deutschland, vertriebenen Vorrichtung. Der q-Messer mißt die Verteilung der Tonerteilchenladung (q in fC) im Verhältnis zu einem gemessenen Tonerdurchmesser (d in 10 um). Aus der absoluten mittleren Ladung pro 10 um ( q /10 um) läßt sich die absolute mittlere Ladung q errechnen. Zudem wird es bevorzugt, daß die mit dem obenbeschriebenen Apparat gemessene Ladungsverteilung eng ist, d. h. die Ladungsverteilung hat einen Variationskoeffizienten (p), d. h. das Verhältnis der Standardabweichung zum mittleren Wert, kleiner oder gleich 0,33. Die in einer erfindungsgemäßen Einrichtung benutzten Tonerteilchen weisen vorzugsweise einen volumendurchschnittlichen Durchmesser (dv50) zwischen 1 und 20 um, besonders bevorzugt zwischen 3 und 15 um auf. Genauere Angaben über die obenbeschriebenen Tonerteilchen lassen sich der EP-A 0 675 417 entnehmen.
Durch die Kombination aus hoher Raumauflösung, hoher Druckqualität, insbesondere im Hinblick auf einen gleichmäßigen Grauton, und der Fähigkeit für die mehrfachen Graustufen, die für die erfindungsgemäße DEP-Einrichtung und das erfindungsgemäße DEP- Verfahren typisch sind, wird der Weg für mehrstufige Rasterungstechniken, wie zum Beispiel die in der EP-A 0 634 862 und der US-Entsprechung US-A 5 654 808 beschrieben, eröffnet. Auf diese Weise können die DEP-Einrichtung (100) und das DEP-Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung Bilder mit hoher Qualität wiedergeben.
Den Fachleuten wird es deutlich sein, daß dieselben Effekte wie die in der vorliegenden Erfindung detailliert beschriebenen ebenfalls durch Steuerung der anderen elektrischen Felder in einer DEP-Einrichtung erzielbar sind und die Steuerung von V3 eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, ohne sie aber darauf zu beschränken.

Claims

1. Eine für Graustufendruck ausgelegte Druckeinrichtung, enthaltend

- eine Druckkopfkonstruktion (106),

- eine Matrix von Druckelementen (107) in der Druckkopfkonstruktion (106),

- zumindest ein Steuerelement (111), das dem Druckkopf ein Steuersignal zuführt, wobei:

(i) das Steuerelement innerhalb einer Zeilenzeit ein zum Drucken eines Bildelements dienendes Drucksignal zu jedem Druckelement sendet, das in der Lage gestellt werden muß, auf einem bildaufnehmenden Element ein Bildelementpunkt mit einer bezweckten Dichte D als Teil einer zu druckenden Zeile zu drucken, wobei das Drucksignal zum Drucken einer Zwischendichte zumindest eine Ein- und eine Ausschaltzeit während der Zeilenzeit umfaßt und das Druckelement im Laufe des Druckvorgangs während der Einschaltzeit druckfähig ist und während de r Ausschaltzeit nicht drucken kann, und

(ii) die Ein- und Ausschaltzeiten der mehreren Drucksignale so gewählt werden, daß innerhalb eines sichtbaren Bereiches von mehreren Bildelementpunkten auf dem bildaufnehmenden Element sich wiederholende Artefaktdruckstrukturen mit einer Periode oder Perioden einer Druckzeile im wesentlichen vermieden werden.

2. Eine für Graustufendruck ausgelegte Druckeinrichtung, enthaltend

- eine Druckkopfkonstruktion (106),

- eine Matrix von Druckelementen (107) in der Druckkopfkonstruktion (106),

(i) das Steuerelement innerhalb einer Zeilenzeit ein zum Drucken eines Bildelements dienendes Drucksignal zu jedem Druckelement sendet, das in der Lage gestellt werden muß, auf einem bildaufnehmenden Element ein Bildelementpunkt mit einer bezweckten Dichte D als Teil einer zu druckenden Zeile zu drucken, wobei das Drucksignal zum Drucken einer Zwischendichte zumindest eine Ein- und eine Ausschaltzeit umfaßt und das Druckelement im Laufe des Druckvorgangs während der Einschaltzeit druckfähig ist und während der Ausschaltzeit nicht drucken kann, und

(ii) die Ein- und Ausschaltzeiten der mehreren Drucksignale so gewählt werden, daß der Energieverbrauch des Druckkopfes über die Zeilenzeit verteilt wird.

3. Eine Druckeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerelement einen Speicher umfaßt, das Drucksignal durch eine binäre Bitsequenz dargestellt wird und für jede Dichte D zumindest eine binäre Bitsequenz als Drucksignal für die Dichte im Speicher gespeichert wird.

4. Eine Druckeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckkopf zum Drucken einer Druckzeile in der Lage gestellt wird, innerhalb einer Zeilenzeit zu drucken, und für jedes Drucksignal die erste Einschaltzeit innerhalb der Zeilenzeit am Beginn der Zeilenzeit verzögert werden kann.

5. Eine Druckeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerung entweder nach Zufallsregeln oder gemäß einem Algorithmus oder als nächster Wert in einer zyklischen Sequenz bestimmt wird.

6. Eine Druckeinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerelement zumindest zwei verschiedene Drucksignale für eine erhebliche Anzahl von Dichten D liefern kann und für jedes Drucksignal für eine der Dichten D zumindest eine der zumindest zwei verschiedenen Drucksignale wählt.

7. Eine Druckeinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerelement zumindest zwei verschiedene Drucksignale für jede Dichte D liefern kann und für jedes Drucksignal für eine der Dichten D zumindest eine der zumindest zwei verschiedenen Drucksignale wählt.

8. Eine Druckeinrichtung nach Anspruch 7 als Unteranspruch der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiedenen Drucksignale im Speicher gespeichert werden.

9. Eine Druckeinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Drucksignal als eines der gespeicherten unterschiedlichen Drucksignale für eine Dichte D entweder nach Zufallsregeln oder gemäß einem Algorithmus oder als nächster Wert in einer zyklischen Sequenz gewählt wird.

10. Eine Druckeinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Drucksignal mehrere Ein- und Ausschaltzeiten umfaßt und die Einschaltzeiten über die Zeilenzeit verteilt sind.

11. Eine Druckeinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerung der ersten Ein- und/oder Ausschaltzeit ab dem Beginn der Zeilenzeit in einem Drucksignal entweder nach Zufallsregeln oder gemäß einem Algorithmus oder als nächster Wert in einer zyklischen Sequenz bestimmt wird.

12. Eine Druckeinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der benachbarte Exklusiv-ODER- Korrelationswert für die Ein- und Ausschaltzeiten für die mehreren Drucksignale für mehrere Dichten D zumindest 8%, vorzugsweise zumindest 10%, besonders bevorzugt zumindest 20% und ganz besonders bevorzugt zumindest 40% beträgt.

13. Eine Druckeinrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Exklusiv-ODER-Korrelationswert für die mehreren Drucksignale für jede Dichte D zumindest 8%, vorzugsweise zumindest 10%, besonders bevorzugt zumindest 20% und ganz besonders bevorzugt zumindest 40% beträgt.

14. Eine Druckeinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckeinrichtung eine DEP- Druckeinrichtung ist, die Druckelemente Drucköffnungen (107) in der Druckkopfkonstruktion (106) sind, durch die ein Teilchenstrom mittels einer Steuerelektrode (106a) elektrisch moduliert wird, und das zumindest eine Steuerelement (111) ein elektrisches Feld an die Steuerelektroden anlegt, wobei die Druckeinrichtung weiterhin ein Tonerzuliefermittel (101) enthält.

15. Ein Verfahren zur Steuerung einer für Graustufendruck ausgelegten Druckeinrichtung, die.

- eine Druckkopfkonstruktion (106), und

- eine Matrix von Druckelementen (107) in der Druckkopfkonstruktion (106) enthält,

wobei das Verfahren durch die nachstehenden Schritte gekennzeichnet ist.

- es wird ein Drucksignal zu jedem Druckelement gesandt, das in der Lage gestellt werden muß, auf einem bildaufnehmenden Element ein Bildelementpunkt mit einer bezweckten Dichte D als Teil einer zu druckenden Zeile zu drucken, wobei das Drucksignal zum Drucken von Mitteldichten zumindest eine Ein- und eine Ausschaltzeit umfaßt und das Druckelement im Laufe des Druckvorgangs während der Einschaltzeit druckfähig ist und während der Ausschaltzeit nicht drucken kann, und

- die Ein- und Ausschaltzeiten der mehreren Drucksignale werden so gewählt, daß innerhalb eines sichtbaren Bereiches von mehreren Bildelementpunkten auf dem bildaufnehmenden Element sich wiederholende Artefaktdruckstrukturen mit einer Periode oder Perioden einer Druckzeile im wesentlichen vermieden werden.

16. Ein Verfahren zur Steuerung einer für Graustufendruck ausgelegten Druckeinrichtung, die

- eine Druckkopfkonstruktion (106), und

wobei das Verfahren durch die nachstehenden Schritte

gekennzeichnet ist.

- es wird innerhalb einer Zeilenzeit ein zum Drucken eines Bildelements dienendes Drucksignal zu jedem Druckelement gesandt, das in der Lage gestellt werden muß, auf einem bildaufnehmenden Element ein Bildelementpunkt mit einer bezweckten Dichte D als Teil einer zu druckenden Zeile zu drucken, wobei das Drucksignal zum Drucken von Mitteldichten zumindest eine Ein- und eine Ausschaltzeit umfaßt und das Druckelement im Laufe des Druckvorgangs während der Einschaltzeit druckfähig ist und während der Ausschaltzeit nicht drucken kann, und

- die Ein- und Ausschaltzeiten der mehreren Drucksignale werden so gewählt, daß der Energieverbrauch des Druckkopfes über die Zeilenzeit verteilt wird.