Die Erfindung richtet sich auf ein Verfahren zum Betrieb eines Tintenstrahldruckers, so dass damit Bilddateien mit einer vorgegebenen Farbtiefe von b bpc (bits per color), b c N, ausgedruckt werden können, wobei ggf. die in einer Bilddatei angegebenen Farbtiefe-Signale von dem dort verwendeten System von Farben F₁, F₂, F₃, beispielsweie Rot, Grün, Blau, in Farbtiefe-Signale der zur Verfügung stehenden Druckfarben D₁, D₂, D₃, etc., bspw. Cyan, Magenta, Gelb, sowie ggf. Schwarz, derart umgerechnet werden, dass dabei die für die Farbtiefe verwendete Auflösung von b bpc in dem auf die Druckfarben D_µ bezogenen Farbtiefe-Signal erhalten bleibt, wobei für eine oder mehrere, insbesondere alle Druckfarben D_µ, jeweils wenigstens zwei Tinten T_h,µ, T_d,µ mit gleicher Farbe D_µ, aber unterschiedlicher Farbintensität verwendet werden, nämlich wenigstens eine hellere Tinte T_h,µ mit einer hellen Farbintensität J_h,µ > 0 oder gar eine farblose, aufhellende Tinte T_f,µ mit einer aufhellenden, virtuellen Farbintensität J_f,µ < 0 und wenigstens eine dunklere Tinte T_d,µ mit einer dunklen Farbintensiät J_d,µ, wobei im Fall einer hellen, aber nicht farblosen Tinte T_h,µ gilt: $${\mathrm{J}}_{\mathrm{d},\mathrm{\mu }}-\mathrm{n}*{\mathrm{J}}_{\mathrm{h},\mathrm{\mu }}=0$$ und im Fall einer farblosen Tinte T_f,µ: $${\mathrm{J}}_{\mathrm{d},\mathrm{\mu }}+\mathrm{n}*{\mathrm{J}}_{\mathrm{f},\mathrm{\mu }}=0$$ mit n N, n ≥ 2; und µ = 1, 2, 3 ...; wobei auf der einem Bildpunkt zugeordneten Fläche mehrere Tropfen der selben Tinte T_h,µ, T_d,µ übereinander gedruckt werden können, nämlich maximal (n - 1) Tintentropfen der helleren Tinte T_h,µ und maximal (m - 1) Tintentropfen der dunkleren Tinte T_d,µ, so dass mit der dunkleren Tinte T_d,µ m Helligkeitsstufen erzielt werden können, nämlich 0 ... (m * J_d,µ), und mit der helleren Tinte T_h,µ n Helligkeitsstufen, nämlich 0 ... (n * J_h,µ), woraus sich insgesamt (n * m) verschiedene Helligkeitsstufen ergeben, nämlich 0 ... [(m - 1) * J_d,µ + (n - 1) * J_h,µ)].

Ein hierfür geeigneter Drucker umfasst für eine oder mehrere, insbesondere alle Druckfarben, also bspw. Cyan, Magenta, Gelb, sowie ggf. Schwarz,

1. a) jeweils zwei Tintenvorratsbehälter für zwei Druckertinten mit gleicher Farbe, aber von unterschiedlicher Farbintensität, nämlich für wenigstens eine hellere Tinte T_h,µ mit einer hellen Farbintensität J_h,µ > 0 oder gar eine farblose, aufhellende Tinte T_f,µ mit einer aufhellenden, virtuellen Farbintensität J_f,µ < 0, und wenigstens eine dunklere Tinte T_d,µ mit einer dunklen Farbintensiät J_d,µ, wobei im Fall einer hellen Tinte T_h,µ gilt: $${\mathrm{J}}_{\mathrm{d},\mathrm{\mu }}-\mathrm{n}*{\mathrm{J}}_{\mathrm{h},\mathrm{\mu }}=0$$ und im Fall einer farblosen Tinte T_f,µ: $${\mathrm{J}}_{\mathrm{d},\mathrm{\mu }}+\mathrm{n}*{\mathrm{J}}_{\mathrm{f},\mathrm{\mu }}=0$$ mit n N, n ≥ 2; sowie
2. b) jeweils zwei Druckeinrichtungen, von denen eine aus dem Tintenvorratsbehälter für die hellere Tinte T_h,µ gespeist wird, die andere dagegen aus dem Tintenvorratsbehälter für die dunklere Tinte T_d,µ.

Thermosublimationsdrucker oder Fotodrucker haben beispielsweise eine Auflösung von 300 dpi und beispielsweise 255 verschiedene Farbintensitäten pro Pixel. Damit lassen sich sehr gute Bildqualitäten erstellen, wobei keinerlei Rasterung zu sehen ist. Dies resultiert daraus, dass beim Thermosublimationsdruck ein Farbstoff mit einer wachsartigen Beschaffenheit Verwendung findet. Durch hohe Temperaturen von etwa 300 °C oder darüber wird das Wachs in einen gasförmigen Zustand versetzt und kann aufgedampft werden. In der Praxis werden dazu einzelne Bereiche eines Druckkopfes erhitzt, um Farbstoffe stellenweise von einer Trägerfolie zu verdampfen, die sodann auf das Papier übertragen werden. Anhand der Temperatur lässt sich die Menge des zu übertragenden Farbstoffs vorgeben, und damit kann die Helligkeit oder Farbintensität des betreffenden Bildpunktes variiert werden. Da dies theoretisch stufenlos möglich ist, lässt sich eine große Farbtiefe und Farbsättigung erzeugen; in der Praxis werden zumeist diskrete Heizwerte vorgegeben, beispielsweise 255 verschiedene Heizwerte. Auch sind einzelne Bildpunkte nicht unterscheidbar. Dem stehen jedoch hohe Investitions- und/oder Betriebskosten gegenüber.

Demgegenüber sind gängige Tintendrucker oder Tintenstrahldrucker, beispielsweise mit Piezodruckköpfen, zwar preiswerter. Hier wird der Druck entweder durch individuelle elektrostatische Aufladung eines kontinuierlichen Tintenstrahls gesteuert, welcher sodann abhängig von seiner elektrischen Ladung in einem Feld abgelenkt werden kann (Continous Inkjet-Verfahren, CIJ), oder durch die Abgabe einzelner Tropfen bei Bedarf (Drop-on-Demand-Verfahren, DOD). Solche Drucker beherrschen jedoch pro Druckfarbe zumeist nur 2 oder 3 verschiedene Farbintensitäten. Während sich dies vor allem beim Ausdrucken von Texten oder von sonstigen Schwarz-Weiss-Dokumenten mit einem kräftigen Kontrast zwischen Hell und Dunkel kaum bemerkbar macht, sind Tintenstrahldrucker beim Ausdrucken von Farbfotos weniger geeignet. Um sie dennoch als Fotodrucker verwenden zu können, wurde bereits versucht, die eigentlich unzulängliche Farbwiedergabe von Tintenstrahldruckern dadurch zu verbessern, dass jeder einzelne Bildpunkt in ein kleineres Raster von beispielsweise 4 mal 4 kleinere Punkte zerlegt wird und sodann 0, 1, 2 ... 15, 16 von diesen kleineren Rasterpunkten bedruckt werden, so dass man - bei einer eher makroskopischen Betrachtung - dann bereits 16 verschiedene Farbintensitäten unterscheiden kann. Das Problem ist jedoch, dass diese kleineren Helligkeitsrasterpunkte eines Bildpunktes durchaus vom Auge noch als Punkte oder jedenfalls als optische Unruhe wahrgenommen werden. Schlimmer noch, bei Bildpunkten mit exakt gleicher Farbe würde eine dann eine immer wiederkehrende Rasterpunktanordnung zu einem sogenannten Moiree-Effekt führen, d.h., die mikroskopischen Strukturen wiederholen sich regelmäßig und erzeugen dadurch ein deutlich wahrnehmbares oder gar unübersehbares makroskopisches Muster.

Ein gattungsgemäßes Verfahren ist in EP 1 312 653 A1 oder beispielsweise in dem Dokument EP 0 899 937 A2 offenbart. Dort werden Tinten mit den Graustufen 0, 80, 130 und 255 verwendet, wobei in einem Farbintensitätsintervall zwischen 0 und 80 nur Tinten mit den Grauwerten 0 und 80 anteilig verwendet werden, in einem Farbintensitätsintervall zwischen 81 bis 130 werden die Tinten der Grauwerte 80 und 130 verwendet, usw. Es ist allerdings relativ kompliziert, hier aus einem Farbwert eines Bildes auf die Anteile zweier Tinten unterschiedlicher Helligkeitswerte bzw. Intensitäten zu gelangen; dies erfordert u.a. Matrizenberechnungen, insbesondere Berechnungen anhand einer sog. Dither-Matrix. Beispielsweise ist eine Tinte mit einer Farbintensität von 130 gegenüber einer Tinte mit einer Farbintensität von 80 um den Faktor 1,625 intensiver, so dass die Zuordnung geeigneter Tropfenmengen sich als komplex erweist.

Aus diesen Nachteilen des beschriebenen Standes der Technik resultiert das die Erfindung initiierende Problem, einen Tinten- oder Tintenstrahldrucker derart weiterzubilden oder ein für Tinten- oder Tintenstrahldrucker geeignetes Druckverfahren zu entwickeln, damit auch solche Drucker als Fotodrucker mit einer optimalen Farbtiefe verwendbar sind.

Die Lösung dieses Problems gelingt nach der Lehre der Erfindung durch folgende Maßnahmen:
Zum einen werden für jede Druckfarbe, also bspw. Cyan, Magenta, Gelb, jeweils wenigstens zwei Tinten mit gleicher Farbe, aber unterschiedlicher Farbintensität verwendet, nämlich eine Tinte mit einer helleren Farbintensität J_h,µ und wenigstens eine Tinte mit einer dunkleren Farbintensiät J_d,µ, wobei im Idealfall exakt oder mit möglichst guter Näherung gilt: $${\mathrm{J}}_{\mathrm{d},\mathrm{\mu }}-2^{\mathrm{x}}*{\mathrm{J}}_{\mathrm{h},\mathrm{\mu }}=0$$ dabei ist x eine natürliche Zahl, also eine positive, ganze Zahl wie 2, 3 oder 4; 2^x ist in diesen Fällen dann beispielsweise 2² = 4, oder 2³ = 8, oder 2⁴ = 16.

Ferner können auf einen Bildpunkt mehrere Tintentropfen gedruckt werden, beispielsweise 0 ... (2^x - 1) Tintentropfen. Dies bedeutet, mit der helleren Tinte können 2^x Helligkeitsstufen erzielt werden, und mit der dunkleren Tinte beispielsweise ebenfalls 2^x Helligkeitsstufen. Insgesamt ergeben sich daraus dann 2^x * 2^x = 2^2x verschiedene Helligkeitsstufen. Dies sind bei x = 2 beispielsweise 2⁴ = 16 verschiedene Farbintensitätsstufen, bei x = 3 sind es 2⁶ = 64 verschiedene Farbintensitätsstufen, und bei x = 4 erhält man 2⁸ = 256 verschiedene Farbintensitätsstufen.

Dies kann u.a. dadurch erreicht werden, dass bis zu 2^x Tintentropfen sehr schnell hintereinander abgegeben werden.

Durch die hohe Frequenz der Tintentropfen und durch die Tatsache, dass die einem Bildpunkt zugeordneten Tropfen der selben Tinte aus ein und der selben Düse stammen, reißen die einzelnen Tintentröpfchen nicht voneinander ab, sondern bleiben selbst während ihres Fluges durch die Luft miteinander durch einen dünnen Tintenstrang verbunden. Infolge der Oberflächenspannung oder inneren Spannung eines solchen Tintenstrangs sind die einzelnen Tropfen während ihres Fluges durch die Luft bestrebt, sich zusammenzuziehen und zu vereinigen. Sie treffen daher als ein einziger großer Tropfen auf dem Drucksubstrat auf.

Es bleiben also weder voneinander getrennte Tropfen mit einer Mikrostruktur sichtbar, noch eine daraus resultierende, moireeartige Makrostruktur. Vielmehr lässt sich mit dieser Methode eine hohe Farbauflösung realisieren, ohne dass dazu die Hardware substantiell geändert werden muss, und ohne dass dadurch ein unruhiges Druckbild resultiert.

Da im Übrigen nicht beispielsweise 16 kleine Punkte pro Bildpunkt gedruckt werden müssen, wofür mindestens 4 Druckdüsen erforderlich wären, sondern nur höchstens zwei, nämlich ein Tintentropfen mit der dunklen Farbintensität und ein Tintentropfen mit der hellen Farbintensität, werden nur 2 Druckdüsen pro Bildpunkt benötigt. Damit ist der Hardwareaufwand gegenüber der oben beschriebenen, herkömmlichen Methode reduziert.

Will man im Stand der Technik den Moiree-Effekt vermeiden, müssen benachbarte Bildpunkte mit gleicher Farbintensiät auf unterschiedliche Weise gedruckt werden, d.h., es werden zwar an diesen Bildpunkten jeweils die gleiche Anzahl n von kleinen Punkten gedruckt, mit 0 ≤ n ≤ 16, jedoch befinden diese sich stets an unterschiedlichen Positionen, damit keine makroskopisch als Moiree-Effekt wahrnehmbare Regelmäßigkeit auftritt.

Außerdem bringt die Verwendung von Tinten mit ungeradzahligem Vielfachen der Farbintensität ebenfalls einen größeren Rechenaufwand mit sich, oder verhindert gar eine exakte, photorealistische Bildauflösung.

All dies führt zu einer Vielzahl von Berechnungen, welche sich negativ auf die ereichbare Druckgeschwindigkeit und/oder auf die erreichbare Farbtiefe auswirken.

Durch das erfindungsgemäße Druckverfahren wird einerseits der Rechenaufwand deutlich reduziert und andererseits die Farbtiefe und Bildqualität erheblich gesteigert. Dabei kann u.a. die Steuerelektronik für einen erfindungsgemäßen Drucker weitaus einfacher und billiger realisiert werden als im Stand der Technik.

Es hat sich gezeigt, dass auch das Drucken einer farblosen Tinte, also nur des reinen Lösungsmittels, eine aufhellende Wirkung hat. Dies rührt daher, dass der Farbstoff "verwischt" wird und also an Kraft verliert. Man kann in diesem Fall annehmen, dass die eigentlich farblose Tinte aufgrund ihrer aufhellenden Wirktung eine negative Farbintensität J_f,µ < 0 hätte. Für diesen Falle kann man schreiben: $${\mathrm{J}}_{\mathrm{d},\mathrm{\mu }}+2^{\mathrm{x}}*{\mathrm{J}}_{\mathrm{f},\mathrm{\mu }}=0$$

Die negative Farbintensität J_f,µ < 0 lässt sich beispielsweise mit der Tropfengröße der Druckeinrichtung einstellen, nötigenfalls auch durch Beimischung einer aufhellenden, milchigen bis weißen Substanz bzw. eines weißen Farbstoffs.

Ein erfindungsgemäßer Tintenstrahldrucker zum Ausdrucken von Bilddateien mit einer vorgegebenen Farbtiefe von b bpc, b N, in Fotoqualität, umfasst für eine oder mehrere, insbesondere alle Druckfarben, also bspw. Cyan, Magenta, Gelb, sowie ggf. Schwarz, und/oder andere Farben, jeweils zwei Tintenvorratsbehälter vorgesehen sind für zwei Druckertinten mit gleicher Farbe, aber von unterschiedlicher Farbintensität, nämlich für eine hellere Tinte mit einer hellen Farbintensität J_h und für eine dunklere Tinte mit einer dunklen Farbintensiät J_d, wobei gilt: $${\mathrm{J}}_{\mathrm{d},\mathrm{\mu }}-\mathrm{n}*{\mathrm{J}}_{\mathrm{h},\mathrm{\mu }}=0$$ mit n N, n ≥ 2; sowie jeweils zwei Druckeinrichtungen vorgesehen sind, von denen eine aus dem Tintenvorratsbehälter für die hellere Tinte gespeist wird, die andere dagegen aus dem Tintenvorratsbehälter für die dunklere Tinte. Dabei ist ein erfindungsgemäßer Drucker derart ausgelegt dass n ∈ N, n = 2^x, so dass gilt: $${\mathrm{J}}_{\mathrm{d},\mathrm{\mu }}=2^{\mathrm{x}}*{\mathrm{J}}_{\mathrm{h},\mathrm{\mu }},$$ wobei x N, x ≥ 2 sein kann, beispielsweise 2, 3 oder 4; 2^x ist in diesen Fällen dann 2² = 4, oder 2³ = 8, oder 2⁴ = 16; und wobei die Ansteuersignale für eine Druckeinrichtung E_h,µ für die hellere Tinte T_h,µ aus den x niederwertigen Bits des auf die verwendeten Druckfarben D_µ bezogenen Farbtiefe-Signals gewonnen werden, derart, dass eine der Dualzahl in den x niederwertigen Bits entsprechende Anzahl von Tropfen der helleren Tinte T_h,µ in kurzen Abständen hintereinander geschossen werden, und wobei die Ansteuersignale für eine Druckeinrichtung E_d,µ für die dunklere Tinte T_d,µ aus höchstens (b - x) höherwertigen Bits des auf die auf die Druckfarben D_µ bezogenen Druckfarben bezogenen Farbtiefe-Signals gewonnen werden, während eine der Dualzahl in den höchstens (b - x) höherwertigen Bits entsprechende Anzahl von Tropfen die dunklere Tinte T_d,µ in kurzen Abständen hintereinander geschossen werden, jedoch um ein der physischen Entfernung +d, -d beider Druckeinrichtungen E_h,µ, E_d,µ in der Transportrichtung des Substrats entsprechendes Zeitintervall +τ, -τ zeitversetzt, und wobei zur Erzeugung eines der Bildinformation für einen Bildpunkt entsprechenden Tintenkleckses auf dem Substrat an jeder Druckeinrichtung nur jeweils eine einzige Düsenöffnung vorgesehen ist.

Im Fall einer aufhellenden, farblosen Tinte ist anstelle von J_h,µ der negative Wert J_f,µ anzusetzen: $${\mathrm{J}}_{\mathrm{d},\mathrm{\mu }}+2^{\mathrm{x}}*{\mathrm{J}}_{\mathrm{f},\mathrm{\mu }}=0$$

Indem solchenfalls auf den Druck verschiedener Tropfen auf unterschiedliche Bereiche eines Bildpunktes verzichtet wird, genügt pro Bildpunkt und Druckfarbe sowie Tintenhelligkeit jeweils eine einzige Düse, anstatt wie bisher beispielsweise 16.

Da es im Rahmen der Erfindung nicht auf die Art der Abgabe der einzelnen Tintentropfen ankommt, ist eine Unterscheidung zwischen CIJ-Druckern und DOD-Druckern nicht erforderlich. Beide Arten von Druckern können nach dem erfindungsgemäßen Prinzip betrieben werden.

Die Erfindung umfasst ferner einen Datensplitter, welcher die höherwertigen, maximal (b - x) Bits des Farbtiefesignals eines Bildpunktes der Druckeinrichtung für die dunklere Tinte zuleitet, die niederwertigen x Bits des Farbtiefesignals desselben Bildpunktes dagegen der Druckeinrichtung für die hellere Tinte. Aufgrund der erfindungsgemäßen Helligkeitseinstellung der verschiedenen Tinten kann dieser Datensplitter extrem einfach aufgebaut sein.

Beispielsweise kann dazu ein b = 8 Bit umfassendes Farbtiefesignal für eine Farbe im Falle von x = 4 in zwei jeweils 4 Bit umfassende Teile zerlegt werden.

Im Rahmen einer Datensplittung kann einfach das gesamte Datenwort oder - byte in ein Register übertragen und dann dort jeweils mit Nullen an den (b - x) höherwertigen Bits überschrieben werden, um die verbleibenden niederwertigen Bits der Druckeinrichtung für die hellere Tinte zur Verfügung zu stellen. Solchenfalls erhält man schließlich - rechtsbündig innerhalb des betreffenden Registers bzw. Datenwortes oder -bytes ausgerichtet - eine Dualzahl, welche unmittelbar als gewünschte Anzahl von abzugebenden Tropfen der betreffenden - helleren - Tinte interpretiert werden kann.

Andererseits kann - ggf. zu einem anderen Zeitpunkt, an welchem sich der betreffende Bildpunkt genau unterhalb der Druckeinrichtung für die zweite, bspw. dunklere Tinte befindet - das gesamte Datenwort oder -byte in ein Register übertragen und dann dort jeweils mit Nullen an den x niederwertigen Bits überschrieben werden, um die verbleibenden höherwertigen Bits der Druckeinrichtung für die dunklere Tinte zur Verfügung zu stellen.

Bevorzugt können daraufhin noch die höherwertigen Bits um x Stellen nach rechts geschoben werden, so dass man schließlich - rechtsbündig innerhalb des betreffenden Registers bzw. Datenwortes oder -bytes ausgerichtet - eine Dualzahl vorfindet, welche unmittelbar als gewünschte Anzahl von abzugebenden Tropfen der betreffenden - dunkleren - Tinte interpretiert werden kann.

Weitere Vorteile bietet ein Verzögerungsbaustein, welcher nur einem Ausgang des Splitters nachgeschaltet ist, dem anderen jedoch nicht. Dadurch kann erreicht werden, dass alle Drucksignale betreffend beide Tinten für eine Farbe und einen Bildpunkt zu einem einzigen Zeitpunkt berechnet werden, beispielsweise wenn die in Druckrichtung gesehen vordere Druckeinrichtung einen Bildpunkt bedrucken soll; die jeweils andere Druckeinrichtung für die gleichfarbige Tinte mit jedoch anderer Helligkeit erreicht diesen Bildpunkt jedoch erst zu einem späteren Zeitpunkt, so dass das jenem Bildpunkt und jener Tinte zugeordnete Drucksignal zwischengespeichert werden muss.

Weil dieses Verfahren einen nicht unerheblichen Speicherplatz benötigt, besteht alternativ dazu die Möglichkeit, die Berechnungen der Ansteuersignale der Druckeinrichtungen für Tinten mit gleicher Farbe, aber unterschiedlicher Intensität zeitlich aufzuteilen und für die niederwertigen x Bits zu einem anderen Zeitpunkt auszuführen als für die höherwertigen, maximal (b - x) Bits. Solchenfalls können- nahezu in Echtzeit - die einer Tinte mit gegebener Farbe und Helligkeit betreffenden Berechnungen unabhängig von den Berechnungen sämtlicher anderen Tinten vorgenommen werden.

Die Erfindung zeichnet sich weiterhin aus durch Farbtiefe-Register zum Einschreiben der einer Druckeinrichtung zugeordneten Bits des Farbtiefesignals eines Bildpunktes. Natürlich druckt üblicherweise eine Druckeinrichtung mehrere Bildpunkte gleichzeitig, welche dann insbesondere in einer Reihe angeordnet sind, die quer zu der Vorschubrichtung des Papiers oder Substrats oder des Druckkopfs verläuft. In einem solchen Fall erweitert sich natürlich das Farbtiefe-Register zu einer Art Register-Vektor mit einer entsprechenden Anzahl von Registern, so dass jeder Düse bzw. jedem Bildpunkt ein einzelnes Register zugeordnet ist.

Im Falle einer dunkleren und einer helleren Tinte mit jeweils positiver Farbintensität können die gesplitteten und in die Farbtiefe-Register eingechriebenen Teil-Werte des ursprünglichen Farbtiefesignals unmittelbar bzw. direkt verwendet werden, nämlich als Anzahl für die jeweils abzugebenden Tropfen der betreffenden Tinte.

Anders verhält es sich dabei mit einer aufhellenden, insbesondere farblosen Tinte: Hier nimmt die Gesamt-Farbintensität mit steigender Anzahl der abgegebenen Tropfen ab. Daher sollte hierbei ein leicht abgewandelter Algorithmus verwendet werden. Insbesondere sollte die Zahl D_f,µ in dem Farbtiefe-Teilregister mit den x niederwrtigen Bits umgerechnet werden in einen korrigierten Wert D_f,µ, beispielsweise nach folgender Formel: $${\underset{\_}{\mathrm{D}}}_{\mathrm{f},\mathrm{\mu }}:=2^{\mathrm{x}}-{\mathrm{D}}_{\mathrm{f},\mathrm{\mu }}.$$

Gleichzeitig sollte die Zahl D_d,µ in dem Farbtiefe-Teilregister mit (b - x) höherwertigen Bits umgerechnet werden in einen korrigierten Wert D_d,µ, beispielsweise nach folgender Formel: $${\underset{\_}{\mathrm{D}}}_{\mathrm{d},\mathrm{\mu }}:={\mathrm{D}}_{\mathrm{d},\mathrm{\mu }}+1.$$

Da gilt $$\begin{array}{c}{\mathrm{D}}_{\mathrm{\mu }}=2^{\mathrm{x}}*{\mathrm{D}}_{\mathrm{d},\mathrm{\mu }}+{\mathrm{D}}_{\mathrm{f},\mathrm{\mu }}=\\ =2^{\mathrm{x}}*\left({\underset{\_}{\mathrm{D}}}_{\mathrm{d},\mathrm{\mu }}-1\right)+2^{\mathrm{x}}-{\underset{\_}{\mathrm{D}}}_{\mathrm{f},\mathrm{\mu }}.=\\ =2^{\mathrm{x}}*{\underset{\_}{\mathrm{D}}}_{\mathrm{d},\mathrm{\mu }}-{\underset{\_}{\mathrm{D}}}_{\mathrm{f},\mathrm{\mu }};\end{array}$$

Infolge dieser Transformation gehen nun die korrigierten Teil-Farbintensitäten D_d,µ und D_f,µ mit entgegengesetzten Vorzeichen in die Gesamt-Farbintensiät ein, wie dies auch aufgrund der negativen oder virtuell negativen Farbintensität einer farblosen Tinte im Gegensatz zu einer dunklen, intensiv gefärbten Tinte der Fall ist, d.h., diese korrigierten Farbwerte können unmittelbar zur Abgabe einer entsprechenden Tropfenanzahl der betreffenden Tinte verwendet werden.

Pro Bildpunkt oder Düse gibt es darüber hinaus vorzugsweise je einen Baustein, welcher innerhalb eines vorgegebenen Zeitrasters jeweils einen Druckimpuls erzeugt, solange der Wert in dem einem Bildpunkt oder einer Düse zugeordneten Farbtiefe-Register größer als Null ist. Das Zeitraster hierzu kann beispielsweise von einer geräteintern erzeugten Impulsfolge abgeleitet werden.

Vorzugsweise existiert ferner ein weiterer Baustein, welcher den einem Farbtiefe-Register gespeicherten Wert jeweils um eins dekrementiert, nachdem ein Druckimpuls erzeugt wurde. War beispielsweise der zuvor in dem Register gespeicherte Wert eine 1, so wird dieser nun auf 0 reduziert und demzufolge wird an dem folgenden Impuls des vorgegebenen zeitrasters kein weiterer Druckimpuls mehr gegeben. War der in dem Farbtiefe-Register geseicherte Wert dagegen größer als 1, beispielsweise 7, so wird er nur auf den Wert 6 reduziert und in der Folge wird ein weiterer Druckimpuls erzeugt, usf., bis der Wert tatsächlich auf 0 dekrementiert wurde. Eine solche Anordnung führt dazu, dass jedes Mal genau so viele Druckimpulse in unmittelbarer Folge abgegeben werden, wie in der Dualzahl der in den x oder (b - x) Bits des Farbtiefe-Registers angegeben.

Das erfindungsgemäße Prinzip lässt sich erweitern auf drei, vier oder gar noch mehr Tinten pro Farbe, welche sich jeweils in ihrer Farbintensität bzw. Helligkeit voneinander unterscheiden, vorzugsweise um 2^x1, 2^x2, 2^x3, etc., mit x₁ N, x₂ N, x₃ N; x₁ ≥ 1, x₂ ≥ 1, x₃ ≥ 1. Dabei sollte die Gelichung: $${\mathrm{x}}_1+{\mathrm{x}}_2+{\mathrm{x}}_3+\dots =\mathrm{b}$$ erfüllt werden.

Ist beispielsweise b = 8, so ließe sich dies mit drei Tinten drucken, wobei x₁ = x₂ = 3, entsprechend einer hellen Tinte mit der Farbintensität J₁ = J₀, einer mittleren Tinte mit der Farbintensität J₂ = 8 * J₀ und einer dunklen Tinte mit der Farbintensität J₂ = 64 * J₀.

Bei vier Tinten könnte man beispielsweise x₁ = x₂ = x₃ = 2 wählen, entsprechend einer hellen Tinte mit der Farbintensität J₁ = J₀, einer mittleren hellen Tinte mit der Farbintensität J₂ = 4 * J₀, einer mittleren dunklen Tinte mit der Farbintensität J₃ = 16 * J₀ und einer dunklen Tinte mit der Farbintensität J₄ = 64 * J₀.

Die Erfindung erlaubt ferner eine Weiterbildung dahingehend, dass die einzelnen, übereinander zu druckenden Tintentropfen gleicher Farbe und gleicher Helligkeit in einer derart schnellen Folge abgegeben werden, dass sich ein vorheriger Tropfen noch nicht vollständig von der Druckeinrichtung abgelöst hat, wenn bereits der folgende Farbtropfen pro Bildpunkt abgegeben wird, so dass sich die Tintentropfen gar nicht voneinander lösen. Dadurch lässt sich die Tropfengröße beeinflussen, es werden sozusagen mehrfach kleinere Tropfen in einen größeren Tropfen "hineingepumpt", um diesen entsprechend zu vergrößern. Es hat sich gezeigt, dass davon die pro (kleinem) Tropfen abgegebene Tintenmenge nicht oder kaum variiert, so dass die Tropfengröße und damit die Farbstoffmenge mit guter Näherung proportional oder linear gesteuert werden kann.

Schließlich entspricht es der Lehre der Erfindung, dass eine Druckeinrichtung verwendet wird, die in der Lage ist, verschieden große Tintentropfen abzugeben, beispielsweise durch einen Dualwert kodiert. Dabei kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass der Druckeinrichtung ein Dualwert übergeben wird, welcher die Größe eines kleinen, einzelnen Tropfens bestimmt, beispielsweise nach folgendem Muster:

• 00 = 0 Tropfen
• 01 = 1 Tropfen, klein (= Größe 1-fach)
• 10 = 1 Tropfen, mittel (= Größe 2-fach)
• 11 = 1 Tropfen, groß (= Größe 3-fach)

Indem solchenfalls die Größe eines kleinen, einzelnen Tropfens variierbar ist, kann ein Teil der Information eines Teil-Farbwertes, beispielsweise dessen beide niederwertigsten Bits, unmittelbar an die Druckeinrichtung übertragen werden, um diese niederwertigsten Bits eines Teil-Farbintensitätswertes in die richtige Tropfengröße einfließen zu lassen. Die höherwertigen Bits eines Teil-Farbintensitätswertes können dann durch mehrmaliges, schnell aufeinanderfolgendes Abgeben von Tropfen berücksichtigt werden.

So könnte beispielsweise ein Farbintensitätswert von 1101 = 13 = 1 + 4 * 3 durch einen Tropfen 1-facher Größe und vier Tropfen mit 3-facher Größe umgesetzt werden; diese einzelnen Tropfen sollten dabei in so schneller Reihenfolge abgegeben werden, dass sie sich nicht voneinander lösen können, sondern zusammenhängen und als ein einziger Tropfen das Substrat erreichen. Wie man sieht, führt die Vorgabe von einzelnen Tropfengrößen zu einer nennenswerten Reduzierung der Gesamtanzahl abzugebender kleiner Einzeltropfen, beispielsweise bei einem Teil-Farbintensitätswert von 4 Bit von 15 auf etwa 6, also auf weniger als die Hälfte.

Weitere Merkmale,Eigenschaften, Vorteile und Wirkungen auf der Basis der erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sowie anhand der Zeichnung. Hierbei zeigt:

Fig. 1

eine schematische Darstellung der Druckeinrichtungen für eine einzige Druckfarbe; sowie

Fig. 2

einen Signalflussplan zur Darstellung des erfindungsgemäßen Druckverfahrens.

Die Darstellung nach Fig. 2 geht beispielhaft beispielhaft von dem sogenannten "True Color"-Format aus, wobei die im Rahmen eines einzigen Bildpunktes oder Pixels in einer Bilddatei gespeicherte Farbinformation eine Größe von 24 Bit umfasst, entsprechend 24 bpp (bits per pixel). Diese umfasst die Koeffizienten für die drei Farben Rot (R), Grün (G) und Blau (B), dem sog. RGB-Farbraum, wobei die jeweiligen Koeffizienten zwischen 0 = 2⁰ - 1 und 255 = 2⁸ - 1 liegen können. Daher entfallen auf jede der drei Farben jeweils 8 Bit, also jeweils 8 bpc (bits per color).

Diese bei Bilddateien häufig verwendeten RGB-Farbwerte sind nicht kompatibel mit den bei Druckern häufig verwendete Druckfarben Cyan (C), Magenta (M) und Gelb (Y) sowie ggf. Schwarz.

Daher werden die Bilddaten zunächst umgerechnet in ein für die verwendeten Druckfarben geeignetes Druckformat, beispielsweise in die CMYK-Koeffizienten, wobei K für Key steht und eine zusätzliche Rechengröße darstellt.

Für die Umrechnung gibt es verschiedene Möglichkeiten. Beispielsweise kann eine Multiplikation mit Umrechnungsfaktoren k₁ ... k₉ vorgenommen werden, sowie jeweils eine Summierung über drei Faktoren, also etwa wie folgt: $$\mathrm{C}={\mathrm{k}}_1*\mathrm{R}+{\mathrm{k}}_2*\mathrm{G}+{\mathrm{k}}_3*\mathrm{B};$$ $$\mathrm{M}={\mathrm{k}}_4*\mathrm{R}+{\mathrm{k}}_5*\mathrm{G}+{\mathrm{k}}_6*\mathrm{B};$$ $$\mathrm{Y}={\mathrm{k}}_7*\mathrm{R}+{\mathrm{k}}_8*\mathrm{G}+{\mathrm{k}}_9*\mathrm{B};$$

Einerseits sind Multiplikationen rechenaufwändig; andererseits muss noch einer Normierung erfolgen, was sich als Division bemerkbar macht oder - falls diese Normung bereits in den Umrechnungsfaktoren k₁ ... k₉ berücksichtigt ist, sich als eine Multiplikation mit einer Dezimalzahl mit Komma äußert. In jedem Fall ist schlussendlich noch jeweils eine Rundung erforderlich, so dass der Rechenaufwand immens ist.

Daher gibt es einfachere Umrechnungsmethoden, um aus einer Bilddatei mit 8 bpc-RGB-Farbwerten CMY-Daten mit einer Farbtiefe von 8 bpc zu erhalten, beispielsweise anhand des folgenden Algorithmus, wobei mit 0 indizierte Werte vorläufige Zwischenergebnisse darstellen, die anschließend wieder verworfen bzw. gelöscht oder überschrieben werden können: $${\mathrm{C}}_0:=255-\mathrm{R},$$ $${\mathrm{M}}_0:=255-\mathrm{G},$$ $${\mathrm{Y}}_0:=255-\mathrm{B};$$ $${\mathrm{K}}_0:=\min \left({\mathrm{C}}_0,{\mathrm{M}}_0,{\mathrm{Y}}_0\right);$$

Daraus lassen sich dann die C-, M- und Y-Werte wie folgt bestimmen: $$\mathrm{C}:={\mathrm{C}}_0-{\mathrm{K}}_0,$$ $$\mathrm{M}:={\mathrm{M}}_0-{\mathrm{K}}_0,$$ $$\mathrm{Y}:={\mathrm{Y}}_0-{\mathrm{K}}_0.$$

Wie man sieht, sind dazu weder Multiplikationen noch Divisionen notwendig, und daher verändert sich die Farbtiefe nicht. Die Ergebnisse für C, M und Y liegen jeweils wieder im Zahlenraum von 0 bis 255 und sind also jeweils mit 8 bpc darstellbar.

Dies wurde in der beigefügten Fig. 2 beispielhaft angedeutet, indem sowohl für die Farbwerte Rot, Grün und Blau sowie für die Farben Cyan, Magenta und Gelb jeweils Datenworte mit 8 Bit vorgesehen sind. Natürlich ist im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens die absolute Länge dieser Datenworte, also die Farbtiefe, beliebig. Das Verfahren funktioniert beispielsweise auch mit einer Farbtiefe von 16 bpc. Auch falls noch Koeffizienten für die Druckerfarbe Schwarz zu berechnen sind, so gibt es hierfür geeignete Algorithmen, auf die an dieser Stelle jedoch nicht eingegangen werden soll.

Die Besonderheit, wie anhand dieser für die verwendeten Druckfarben geeignet berechneten Koeffizienten nun der Druck erfolgt, soll zunächst anhand der Fig. 1 erfolgen. Dort ist die Druckeinrichtung 1 für eine einzige Druckfarbe D_µ (beispielsweise D₁ = Cyan, D₂ = Magenta, D₃ = Gelb, D₄ = Schwarz) zu sehen; eine solche Druckeinrichtung 1 ist also in der Praxis bei einem Mehrfarben-Druckverfahren mehrmals vorhanden, beispielsweise für einen Vierfarbendruck viermal.

Die Druckeinrichtung 1 besteht aus zwei Druckköpfen 2, 3, welche gleich aufgebaut sein können; natürlich können die beiden Druckköpfe 2, 3 auch miteinander zu einer Baueinheit kombiniert sein. Jedoch wird jeder Druckkopf 2, 3 mit einer anderen Tinte T_h,µ T_d,µ gespeist, welche in zwei Tintenvorratsbehältern 4, 5 zur Verfügung gestellt werden.

Die beiden Tinten T_h,µ T_d,µ enthalten jeweils exakt dieselbe Druckfarbe D_µ, jedoch in einer unterschiedlichen Farbintensität J_h,µ, J_d,µ; Die hellere Tinte T_h,µ verfügt über eine geringere Farbintensität J_h,µ, die dunklere Tinte T_d,µ über eine stärkere Farbintensität J_d,µ.

Wie man der Fig. 1 weiter entnehmen kann, bleiben die beiden Tinten T_h,µ, T_d,µ strikt voneinander getrennt; die hellere Tinte T_h,µ gelangt durch eine erste Tintenleitung 6 von dem ersten Tintenvorratsbehälter 4 zu dem ersten Druckkopf 2, während die dunklere Tinte T_d,µ durch eine zweite Tintenleitung 7 von dem zweiten Tintenvorratsbehälter 5 zu dem zweiten Druckkopf 3 strömt.

Die Darstellung der Druckköpfe 2, 3 soll als Unteransicht verstanden werden. Man erkennt dort jeweils zwei Reihen von einzelnen Düsen 8, 9, 10, 11, wobei die einzelnen Düsen 8, 9, 10, 11 der beiden Reihen eines Druckkopfs 2, 3 jeweils um etwa einen halben Düsenabstand gegeneinander versetzt sind, so dass die beispielsweise Düsen 9, 11 der zweiten (in Fig. 1 jeweils unteren) Reihe genau zwischen die Düsen 8, 10 der ersten (in Fig. 1 jeweils oberen) Reihe drucken.

Die Düsenreihen 8 bis 11 erstrecken sich quer zu der Vorschubrichtung 12 des Papiers oder zu der relativen Bewegungsrichtung der Druckeinrichtung 1 gegenüber dem zu bedruckenden Substrat.

Dabei sind die beiden Druckköpfe 2, 3 so ausgerichtet, dass in Vorschubrichtung 12 jede Düse 10, 11 des zweiten Druckkopfs 3 genau hinter einer Düse 8, 9 des ersten Druckkopfs 2 liegt. Mit anderen Worten, es gibt zu jeder Düse 8, 9 des ersten Druckkopfs genau eine zugeordnete Düse 10, 11 des zweiten Druckkopfs 3, und die Mittelpunkte jeweils zweier derart einander zugeordneter Düsenpaare 8, 10 bzw. 9, 11 werden durch jeweils eine Linie miteinander verbunden, die parallel zu der Vorschubrichtung 12 ist und für alle Düsenpaare 8, 10 bzw. 9, 11 gleich lang ist, entsprechend dem Versatz d zwischen den beiden Druckeinrichtungen 2, 3.

Wenn wie in Fig. 1 beide Druckeinrichtungen 2, 3 genau bündig nebeneieinander angeordnet sind, entspricht dieser Versatz d der Breite b eines Druckkopfs 2, 3: d = b. Allerdings werden die beiden Druckköpfe 2, 3 im Normalfall mit einem geringen Abstand montiert, um eine Justage zu ermöglichen, Dann gilt: d > b.

Wenn der Papiervorschub 12 mit einer Geschwindigkeit v erfolgt, so führt der Versatz d also dazu, dass ein und derselbe Bildpunkt auf dem Papier oder sonstigen Substrat den Druckkopf 3 nach dem Druckkopf 2 erreicht. In der Zwischenzeit ist ein Zeitintervall τ = d / v vergangen.

Damit bei einem gemeinsam getakteten Druckvorgang ein Bildpunkt der folgenden Druckeinrichtung 3 auch genau mit einem von der ersten Druckeinrichtung 2 gedruckten Bildpunkt fluchtet, sollte zudem noch der Versatz d zwischen beiden Druckeinrichtungen einem Vielfachen der Größe g bzw. Längserstreckung oder des Durchmessers eines Bildpunktes entsprechen: d / g = v, v N; anderenfalls müsste der Druckvorgang beider Druckeinrichtungen phasenverschoben erfolgen.

Auf jeden Fall ist erkennbar, dass die von der Druckvorrichtung 3 auf einen Bildpunkt gedruckte Tinte T_h,µ um ein Zeitintervall τ = d / v verzögert erfolgt, bezogen auf die von der Druckvorrichtung 2 auf den selben Bildpunkt gedruckte Tinte T_d,µ. Für das erfindungsgemäße Verfahren ist es dabei in erster Näherung unwichtig, ob zunächst die helle Tinte T_h,µ bedruckt wird und darauf dann die dunklere Tinte T_d,µ, oder umgekehrt.

Erfindungsgemäß gilt für die Farbintensitäten J_h,µ, J_d,µ der beiden Tinten T_h,µ, T_d,µ: $${\mathrm{J}}_{\mathrm{d},\mathrm{\mu }}=2^{\mathrm{x}}*{\mathrm{J}}_{\mathrm{h},\mathrm{\mu }},$$ was insbesondere dadurch erreicht werden kann, dass sich die Farbstoffkonzentrationen c_h,µ, c_d,µ in den beiden Tinten wie folgt unterscheiden: $${\mathrm{c}}_{\mathrm{d},\mathrm{\mu }}=2^{\mathrm{x}}*{\mathrm{c}}_{\mathrm{h},\mathrm{\mu }}.$$

Dabei ist x eine positive ganze Zahl, vorzugsweise ist x > 2. Also kann der Faktor 2^x je nach gewähltem x nur ganz bestimmte Werte annehmen, nämlich 4, 8, 16, 32, etc.

Bevorzugt wird nun x derart gewählt, dass gilt: x = b/2, wobei x keine Größenangabe enthält, während b in bpc gemessen wird. Diese Empfehlung gilt insbesondere, wenn es nur zwei verschiedene Tinten T pro Farbe D gibt. Bei mehr als zwei Tinten pro Druckfarbe sind zwei Faktoren x₁, x₂ zu bestimmen, woraus eine größere Gestaltungfreiheit folgt.

Bei der Darstellung gemäß Fig. 2 ist b = 8 bpc, also folgt daraus x = 4, mithin glt für die beiden Tinten T_h,µ, T_d,µ: $${\mathrm{J}}_{\mathrm{d},\mathrm{\mu }}=2^{\mathrm{x}}*{\mathrm{J}}_{\mathrm{h},\mathrm{\mu }}=2^4*{\mathrm{J}}_{\mathrm{h},\mathrm{\mu }}=16*{\mathrm{J}}_{\mathrm{h},\mathrm{\mu }}.$$

Mit anderen Worten, die Farbstoffkonzentrationen c_h,µ, c_d,µ in den beiden Tinten sollten sich wie folgt unterscheiden: $${\mathrm{c}}_{\mathrm{d},\mathrm{\mu }}=2^{\mathrm{x}}*{\mathrm{c}}_{\mathrm{h},\mathrm{\mu }}=2^4*{\mathrm{c}}_{\mathrm{h},\mathrm{\mu }}=16*{\mathrm{c}}_{\mathrm{h},\mathrm{\mu }}.$$

Nimmt man beispielsweise an, der Farbstoff in der Tinte T_h,µ läge in einer Konzentration c_h,µ von 0,5 Gew.-% vor, so sollte die Farbstoffkonzentration c_d,µ in der dunkleren Tinte T_d,µ bei 8 Gew.-% liegen, so dass gilt: c_d,µ / c_h,µ = 16.

Um dies sicherzustellen, empfiehlt die Erfindung, für die restlichen Komponenten der beiden Tinten T_h,µ, T_d,µ gleiche Zusammensetzungen zu verwenden. Ferner sollten die Tinten T_h,µ, T_d,µ auch möglichst in geschlossenen Behältern 4, 5 aufbewahrt werden, damit nicht etwa das Lösungsmittel verdunsten kann und dadurch die Konzentration des Farbstoffs sich unkontrolliert verändern kann. Natürlich kann eine Druckausgleichsöffnung in den Tintenvorratsbehältern 4, 5 dennoch vorhanden sein; diese sollte jedoch so klein als möglich sein, ggf. mit einem Durchmesser von 1 mm oder weniger, bspw. mit einem Durchmesser von 0,5 mm oder weniger, vorzugsweise mit einem Durchmesser von 0,2 mm oder weniger, insbesondere mit einem Durchmesser von 0,1 mm oder weniger. Ggf. könnte eine Druckausgleichsöffnung auch mit einem durch eine Feder vorgespannten Rückschlagventil verschlossen sein, welches nur bei einem inneren Unterdruck kurzzeitig öffnet, um Luft einzulassen, ansonsten jedoch den Behälter verschlossen hält, während zum Nachfüllen des Behälters ein Deckel geöffnet, beispielsweise abgeschraubt werden kann.

Damit ist gewährleistet, dass bei einem gleichen mitteren Tropfenvolumen, von beispielsweise jeweils 5 pl, stets in 2^x Tropfen der helleren Tinte T_h,µ, genau die gleiche Menge an Farbstoff enthalten ist wie in einem Tropfen der dunkleren Tinte T_d,µ.

In dem Fall gemäß Fig. 2 mit x = b/2 = 4 entspricht also der Farbstoff in 16 Tropfen der helleren Tinte T_h,µ, genau der Farbstoffmenge in einem Tropfen der dunkleren Tinte T_d,µ.

Gemäß Fig. 2 werden nun also die Farbwerte 13, 14, 15 für die Druckfarben D₁ = Cyan, D₂ = Magenta und D₃ = Gelb, welche durch eine Transformation 16 aus den Farbkoeffizienten 17, 18, 19 der Bilddatei für Rot, Grün und Blau gewonnen wurden, ohne dabei die Farbtiefe nennenswert zu beeinträchtigen, d.h., unter Beibehaltung der farbbezogenen Farbtiefe von b bpc, aufgeteilt, um jeweils die der betreffenden Druckfarbe D₁, D₂, D₃ zugeordneten Druckköpfe 2, 3 in geeigneter Weise ansteuern zu können.

Dabei werden aus einem Farbwert 13, 14, 15 die jeweils x niederwertigsten Bits extrahiert und dem Druckkopf 2, 3 für die jeweils hellere Tinte T_h,µ zugeordnet, sodan werden die jeweils höherwertigeren Bits extrahiert und dem Druckkopf 2, 3 für die jeweils dunklere Tinte T_h,µ zugeordnet.

Bei nur zwei Tinten sind dies insgesamt (b - x) Bits; bei drei Tinten mit einem Helligkeitsverhältnis von 2^x2 : 2^x1 : 1 würden der hellsten Tinte x₁ Bits zugeordnet, der mittelhellen Tinte x₂ Bits und der dunkelsten Tinte (b - x₁ - x₂) Bits.

Steht nun der Druck eines Bildpunktes an, so kann der einer Tinte zugeordnete Farbanteil 20, 21 - im vorliegenden Beispiel mit einer Länge von 4 Bit - abgefragt werden, ob dieser Wert 20, 21 größer ist als Null.

Ergibt diese Abfrage 22, 23, dass der jeweilige Farbanteil 20, 21 gleich 1 ist oder noch größer, so wird in einem folgenden Verfahrensschritt 24, 25zunächst die betreffende Druckeinrichtung 2, 3, also die der betreffenden Tinte T_h,µ, T_d,µ zugeordnete Druckeinrichtung 2, 3, veranlasst, einen Tropfen der betreffenden Tinte T_h,µ, T_d,µ abzugeben. Sodann wird der betreffende Farbanteil 20, 21 - also beispielsweise der Wert C_d für dunkles Cyan oder der Wert C_h für helles Cyan oder der Wert M_d für dunkles Magenta oder der Wert M_h für helles Magenta oder der Wert Y_d für dunkles Gelb oder der Wert Y_h für helles gelb - um den Wert 1 dekrementiert.

Sodann wird die Abfrage 22, 23 wiederholt, und nur dann, wenn der neue Farbwert 20, 21 noch immer gleich oder größer ist als 1, wird abermals ein Tropfen der betreffenden Tinte gedruckt. Dies führt dazu, dass insgesamt pro Bildpunkt nur so viele Tropfen einer Tinte gesetzt werden, wir der ursprünglich in dem zugeordneten Farbwert 20, 21 bzw. C_d, C_h, M_d, M_h, Y_d, Y_h gespeicherten Dualzahl entspricht.

Als Beispiel soll angenommen werden, dass für den allgemeinen Cyan-Farbwert 13 eines Bildpunktes anhand der RGB-Informationen 17, 18, 19 aus de Bilddatei ein 8-Bit-Wert von 74 berechnet worden sei, entsprechend der Dualzahl 01001011. Dieser Wert wird aufgeteilt in x = 4 niederwertige Bits 1011 für die hellere Tinte T_h,1, sowie in (b - x) = 4 höherwertige Bits 0100 für die dunklere Tinte T_d,1.

Die Dualzahl 1011 entspricht der Dezimalzahl 11, die Dualzahl 0100 entspricht der Dezimalzahl 4. Dementsprechend werden t_d = 4 Tropfen der dunklen Tinte T_d,1 abgegeben und t_h = 11 Tropfen der helleren Tinte T_h,1.

Es gilt für den Cyanwert 13, $$\mathrm{C}={\mathrm{C}}_{\mathrm{d}}*2^{\mathrm{x}}+{\mathrm{C}}_{\mathrm{h}},$$ und für den Magentawert 14: $$\mathrm{M}={\mathrm{M}}_{\mathrm{d}}*2^{\mathrm{x}}+{\mathrm{M}}_{\mathrm{h}},$$ und für den Gelbwert 15: $$\mathrm{Y}={\mathrm{Y}}_{\mathrm{d}}*2^{\mathrm{x}}+{\mathrm{Y}}_{\mathrm{h}},$$ allgemein für eine Druckfarbe D_µ: $${\mathrm{D}}_{\mathrm{\mu }}={\mathrm{D}}_{\mathrm{d},\mathrm{\mu }}*2^{\mathrm{x}}+{\mathrm{D}}_{\mathrm{h},\mathrm{\mu }},$$ wobei D_d,µ der Anzahl von Tropfen der betreffenden, dunkleren Tinte eintspricht und D_h,µ der Anzahl von Tropfen der betreffenden, helleren Tinte.

Die gesamte auf den betreffenden Bildpunkt gedruckte Farbstoffmenge ist dann bei einem mittleren Tropfenvolumen von V, beispielsweise V = 5 pl, und einer Dichte der Tinte ρ, beispielsweise ρ = 1 g/cm³: 11 * 0,5 Gew.-% * V * ρ + 4 * 8 Gew.-% V * ρ = (5,5 + 32) V * ρ = 37,5 * 5 pl * 1 g/cm³ = 187,5 * 10^-12 * I * 1 g /10^-3 I = 187,5 * 10^-9 g = 0,187 µg.

Dabei werden die Tropfen einer Tinte vorgegebener Farbe und Intensität aus ein und derselben Düse 8, 9, 10, 11 abgegeben, und zwar in einem schnellen Takt hintereinander. Vorzugsweise wird dieser Takt in der Druckeinrichtung selbst erzeugt und hängt ab von der Auflösung, dem Vorschub und der Anzahl von Tinten einer Farbe. In jedem Falle sollte dieser Takt so hoch sein, dass die von einer einzigen Düse abgegebenen Tropfen nicht voneinander abreißen, sondern während ihres Fluges zu dem zu bedruckenden Substrat verbunden bleiben oder sich gar noch stärker verbinden, so dass auf dem zu bedruckenden Substrat ein einziger "Supertropfen" ankommt und nur einen einzigen Tintenfleck erzeugt, ohne innere Strukturen, wodurch das Entstehen von makroskopisch erkennbaren (Moiree-) Mustern auch in Bereichen gleicher Farbe vermieden wird.

Die Wellenform der Tropfensteuerung sollte so beschaffen sein, dass sich im Idealfall 2^x - 1 verschieden große "Supertropfen" bilden lassen, ggf. unter Zuhilfenahme einer in der Druckeinrichtung selbst implementierten Tropfengrößen-Vorgabe, insbesondere durch Übergabe eines die Tropfen-Einzelgröße bestimmenden Dualwertes, beispielsweise bei einer 2-Bit-Tropfensteuerung (g = 2) ausgewählt aus den Dualwerten 00, 01, 10, 11.

In diesem Fall der Nutzung einer in der Druckeinrichtung selbst implementierten Tropfengrößen-Vorgabe ist die abzugebende Anzahl von Einzel-Tropfen für die Bildung eines Supertropfens kleiner als dem betreffenden Teil-Farbintensitätswert entspricht, und liegt etwa bei einem Wert von (2^x - 1)/(2^g - 1). Bei x = 4 und g = 2 folgt daraus ein Wert von 15/3 = 5.

1

Druckeinrichtung

2

Druckkopf

3

Druckkopf

4

Tintenvorratsbehälter

5

Tintenvorratsbehälter

6

Tintenleitung

7

Tintenleitung

8

Düse

9

Düse

10

Düse

11

Düse

12

Vorschubrichtung

13

Farbwert

14

Farbwert

15

Farbwert

16

Transformation

17

Farbkoeffizient

18

Farbkoeffizient

19

Farbkoeffizient

20

Farbanteil

21

Farbanteil

22

Abfrage

23

Abfrage

24

Verfahrensschritt

25

Verfahrensschritt