СПОСОБ ЗАПИСИ НА ПОВЕРХНОСТЬ МАСШТАБИРОВАННОЙ КОПИИ ИЗОБРАЖЕНИЯ-ОРИГИНАЛА Российский патент 1997 года по МПК G03F7/16 

Изобретение относится к техническим средствам записи изображений, преимущественно, большого формата (до десятков метров) на различные поверхности и может быть применено в рекламе и декоративно-оформительском деле.

Известны растровые способы бесконтактной струйной записи изображений на поверхность носителя путем дозирования расхода красочных составов в направленных в сторону поверхности струях этих составов (цветообразующих красочных компонент изображения). При этом информация о градационных и цветовых характеристиках наносимого на поверхность изображения используется для программного управления дозированием компонент.

Известен способ программного распределения активных продуктов на поверхности земли (патент США N 5.077.653, кл. 364/167.01, кл. G 06 F 15/62, 1992), который позволяет осуществлять струйную запись монохромных и цветных копий изображений с увеличением до десятков или сотен метров. Как и предлагаемый способ, он характеризуется использованием пульверизационного принципа нанесения красочных составов, растрированием изображения и программным управлением режимов распыления. Он основан на использовании большого количества распыляющих элементов и допускает оптическое считывание оригинального изображения. Однако данный способ рассчитан на нанесение изображений только на поверхность земли с применением прицепного средства тяги (например, трактора или автомобиля). Характерным для него является то, что растр изображения состоит из отдельных полос большой ширины, а каждая из полос включает множество строк, образуемых в результате действия форсунок, расположенных в ряд поперек строки. При этом изображение наносится на произвольно ориентированные участки земли. Проводка полос осуществляется в различных направлениях в зависимости от конфигурации участка и плана расположения полос на местности. В этом случае оригинальный оптический образ, используемый в качестве программы управления записью, делят на части, каждая из которых относится к управлению в пределах одной наносимой полосы, а запуск выполнения каждой части программы осуществляется оператором вручную по местным признакам начала полосы. Способ предусматривает привязку информации записи к местности, начиная от точки старта отдельно для каждой полосы, в то время как предлагаемый предусматривает закономерное построчное сканирование и пропорциональное согласование сканирующих перемещений считывания оригинала и нанесения компонент на поверхность по двум взаимно перпендикулярным направлениям по всей площади изображения и в одном автоматическом цикле.

Отличия заключаются также и в том, что описанный способ позволяет наносить изображения только на относительно плоские участки земной поверхности, в то время как предлагаемый предусматривает запись изображений и на криволинейные поверхности, например цилиндрические.

При совпадении ряда признаков описанный способ не дает возможности наносить изображения на различные и произвольным образом ориентированные поверхности, в том числе вертикальные, например стены зданий и помещений, рекламные щиты и т.д.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ изготовления копии изображения на плоской поверхности, патент Р. Ф. N 2004919, кл. G 03 F 7/23, 15.12.93.

Как и предлагаемый, этот способ предусматривает программное нанесение на поверхность монохромных и цветных изображений струями распыленных красочных составов и создание прямоугольной растровой картины изображения, состоящей из последовательности параллельных смежных строк равной длины. Программа управления записью здесь задана в форме оптического изображения, сфокусированного вблизи и параллельно плоской поверхности. Это изображение используется в качестве оригинала, подлежащего копированию. Процесс записи включает два совместно протекающих процесса: построчную развертку считывания оптического изображения в плоскости его фокусировки и синтез копии этого изображения на поверхности. Как и предлагаемый, данный способ записи предусматривает задание информации в форме оптического образа и использование режима построчного сканирования поверхности, что дает возможность наносить изображения на произвольно ориентированные поверхности с различными физико-механическими свойствами.

Недостатком описанного решения является его зависимость от внешнего освещения. Помехи в виде изменений внешнего освещения в пределах поля кадра изображения, а также по времени воспринимаются при считывании оптического оригинала и накладываются на воспроизводимую запись. Для устранения этого явления приходится вести процесс в темноте или условиях строго равномерного и неизменного по времени внешнего освещения. Кроме того, возможность масштабирования наносимого изображения основана на использовании оптической проекции, и реализация способа требует значительного объема пространства для установки проекционной аппаратуры и ее надлежащей ориентации, что ограничивает применимость способа и снижает его технологические возможности.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей процесса записи изображений с размерами до десятков метров на разнообразные поверхности.

Техническим результатом является повышение оперативности и удобства в работе за счет исключения проекционной аппаратуры и связанных с ней операций, а также устранение влияния внешней засветки, что устраняет зависимость от местных световых условий при работе. Это позволяет повысить оперативность работы и дает возможность удобно и быстро наносить изображения на самые разнообразные поверхности в информационных целях, для изготовления крупной рекламы, оформления зданий, нанесения рисунков на ткани и элементы одежды, изготовления панно, цветных витражей и т.д.

Предлагаемый способ, как и прототип, включает синтез построчного растра изображения на поверхности струями направленных перпендикулярно ей распыленных красочных компонент изображения и программное управление расходом компонент в процессе сканирования. Суть отличий сводится к разделению процессов разверток считывания оригинала и нанесения компонент на поверхность при сохранении их одновременности, а также к введению пропорционального сопряжения соответствующих сканирующих перемещений. Это позволяет изменять масштаб получаемого изображения по отношению к оригиналу при сохранении их подобия. Для этого, например, процесс считывания оригинала может вестись с использованием небольшого устройства оптического считывания, исключающего влияние внешнего освещения при условии согласования сканирующих перемещений разверток. При этом отношения величин этих перемещений определят масштабные коэффициенты копирования. Поскольку развертка осуществляется в двух взаимно перпендикулярных направлениях, для сохранения подобия изображений масштабные коэффициенты копирования по каждой из координат (по каждому из направлений сканирования) должны быть одинаковыми. Однако не исключена возможность задания различных значений этих коэффициентов по направлениям, что позволит добиваться специальных изобразительных эффектов, связанных с растяжением или сжатием полученной копии изображения по одному из направлений. Обеспечить пропорциональную связь сканирующих перемещений считывания оригинала и нанесения красочных компонент на поверхность можно разнообразными приемами, например, используя синхронизированные приводы по каждому из направлений или механические согласующие масштабные звенья.

Как и для прототипа, процесс копирования включает последовательно построчное считывание уровней оснащенности точек яркостной картины освещенного изображения-оригинала и одновременное управление расходом наносимых на поверхность красочных компонент в зависимости от результатов считывания.

Сохраняется принцип цветоделения и раздельного управления нанесением компонент. Аналогично прототипу при этом необходимо соблюдать условия правильного (т. е. пропорционального) воспроизведения оптических плотностей наносимого на поверхность изображения по всем спектрозональным составляющим комплексного цветного изображения-оригинала.

Поскольку синтез каждого из комплексных цветоделенных изображений осуществляется по одним правилам, рассмотрим эти условия для формирования одного из этих изображений.

Существует соотношение, известное под названием закона Бугера-Бэра, которое устанавливает пропорциональную связь оптической плотности прозрачного светопоглощающего слоя (в данном случае это слой наносимого на поверхность красочного состава) с его толщиной
D k•l, (1)
где D оптическая плотность;
l толщина слоя;
k коэффициент, зависящий от свойств слоя.

Очевидно, что для управления нанесением красочных составов на поверхность в каждой ее точке при копировании изображения необходимо выделять функцию оптической плотности соответствующей точки изображения-оригинала. Эту функцию можно получить в результате логарифмирования уровней освещенности точек яркостной картины оригинального изображения.

Действительно, по определению оптической плотности

где F_o световой поток до проникновения в слой;
Φ световой поток после выхода из слоя.

Поскольку
F = E•A (3)
где Е интенсивность света (освещенность);
А площадь участка поверхности, на который падает световой поток Φ,
то

где E₀ освещенность на поверхности оригинала до проникновения света в слой.

Поскольку при этом E₀ const, то эту величину можно учесть при выполнении функционального преобразования для всех точек оригинала.

Таким образом, для правильного воспроизведения оптических плотностей оригинала, т.е. для правильной передачи всей полутоновой картины оригинального изображения необходимо при изготовлении копии создавать на поверхности слои краски, толщины которых будут пропорциональны значениям оптических плотностей соответствующих участков оригинального изображения.

Поскольку экспозиции всех точек поверхности струями каждой красочной компоненты одинаковы, то для создания требуемых толщин слоя краски для каждой красочной компоненты необходимо задавать расход компоненты по закону линейной функции логарифма значений соответствующей цветоделенной составляющей освещенности оригинала.

Способ ориентирован на реализацию субстрактивного принципа формирования цветного изображения с использованием прозрачных красочных компонент трех дополнительных цветов голубого, желтого и пурпурного, а иногда еще черного цвета. При этом, как и в полиграфических процессах, все многообразие воспроизводимых цветов и цветовых переходов создается за счет смешения красочных компонент при их наложении.

Очевидно, что при записи цветного изображения все составляющие его монохромные компонентные изображения должны совпасть. Это условие будет выполнено, если вести процесс так, чтобы в моменты считывания цветоделенных параметров любой произвольной взятой точки оригинала нанесение всех соответствующих компонент осуществлялось в одну и ту же точку поверхности. В прототипе это условие соблюдено путем задания конструктивных параметров устройства для записи изображения. Оно состоит в том, что в произвольной плоскости, параллельной плоской поверхности, точки пересечения осей факелов всех форсунок с этой плоскостью должны быть расположены одинаковым образом по отношению к точкам пересечения этой плоскости с оптическими осями соответствующих фотоприемников. В данном случае аналогичное требование необходимо трансформировать с учетом масштабирования и раздельного считывания оригинала и нанесения компонент. Здесь отношения разностей одноименных координат точек пересечений осей любых двух факелов распыленных красочных струй с плоскостью развертки поверхности расположения изображения к разностям одноименных координат точек пересечений двух оптических осей считывания соответствующих цветоделенных изображений оригинала с плоскостью развертки поверхности оригинала должны быть одинаковыми и равными масштабным коэффициентам копирования по каждой координате. Это означает, что в любой момент считывания цветоделенных оптических параметров в любой произвольно взятой точке оригинала по любой из спектральных зон цветоделения соответствующая этой зоне красочная компонента будет распыляться над одной и той же точкой поверхности.

Но толщины наносимых на поверхность красочных пленок будут воспроизводить оптические плотности оригинала правильно лишь в том случае, когда краситель остается на поверхности, образуя стабильную ровную пленку. В действительности, в связи с тем что при распылении образуются капли различных размеров, оседающие на поверхность, не всегда создаются условия для стабильного пленкообразования. Чаще, особенно на участках с низкими оптическими плотностями, осевшие на поверхность капли образуют множество красочных точек различных размеров. Результирующая оптическая плотность таких участков будет отличаться от теоретической. Кроме того, различные поверхности могут впитывать часть осевшего жидкого красочного состава, уменьшая, как следствие, их оптические плотности. Определенно, имеется воздействие и других факторов, связанных как с режимом распыления, так и со свойствами поверхности. Все это приводит к искажениям тонопередачи. Поэтому для улучшения качества изображения требуется коррекция режима нанесения красочной компоненты для совокупной компенсации действия указанных причин.

Как известно из теории фотографии, изображение с правильной передачей полутонов может быть получено только на прямолинейном участке характеристической кривой фотоматериала. Схематически такая кривая приведена на фиг. 1. Эта кривая дает зависимость оптической плотности проявленных участков фотослоя от логарифма экспозиции. Для данного случая аналогичная кривая имеет вид, представленный на фиг. 2. Она устанавливает линейную зависимость оптической плотности от логарифма освещенности и имеет тот же самый смысл, отображая режим записи с постоянной скоростью развертки, поскольку при этом экспозиции всех точек изображения в смысле напыленных количеств краски пропорциональны логарифму освещенности. Для правильного тоновоспроизведения необходимо откорректировать параметры режима нанесения путем внесения нелинейности в характеристику расхода красочной компоненты от логарифма освещенности так, чтобы в результате получить линейную зависимость, представленную фиг. 2.

Что касается самого оригинального изображения, то оно может быть как негативным, так и позитивным. Изображение же на поверхности, как правило, должно быть позитивным. Поскольку негативное и позитивное изображения взаимно обратны в смысле количеств составляющих их веществ в одноименных участках, переход с негативного на позитивный оригинал можно осуществить, изменив на противоположную фазу управления расходованием цветообразующей компоненты, т. е. сделать так, чтобы при использовании негативного оригинала его наиболее светлым участкам соответствовало максимальное количество наносимой компоненты, а в самых темных участках расход прекращался, а для позитивного оригинала характер нанесения компоненты был бы противоположным. Это соответствует тому, что в процессе негатив-позитив характеристическая кривая способа, приведенная на фиг. 2, имеющая возрастающий характер, подобна характеристической кривой обычного фотоматериала (фиг. 1). В процессе же позитив-негатив характеристическая кривая способа будет иметь убывающий характер и выглядеть подобно характеристической кривой обращаемого фотоматериала, т.е. с ростом освещенности оптические плотности соответствующих участков изображения на поверхности будут уменьшаться. Принципиальным в способе при этом остается сохранение линейного характера зависимости оптической плотности от логарифма освещенности в обоих случаях.

Способ реализуется следующим образом.

В процессе записи копии изображения-оригинала организуется построчное сканирующее движение сформированных струй распыленных цветообразующих красочных компонент относительно поверхности расположения наносимого изображения. При этом струи в каждый момент времени направлены по нормали к поверхности, которая может иметь как плоскую, так и криволинейную, например, цилиндрическую форму.

Одновременно с нанесением компонент осуществляется построчное оптическое цветоделительное считывание оригинала. Это считывание также осуществляется в процессе построчных сканирующих движений относительно поверхности оригинала. При этом оси направлений цветоделительного считывания спектрозональных уровней яркости точек оригинала также перпендикулярны поверхности оригинала.

Выбранные цветоделенные электрические сигналы подвергаются логарифмическому преобразованию и используются для пропорционального управления расходом компонент соответствующих цветов в красочных струях. По окончании процесса записи на поверхности остается построчно растрированная масштабированная копия изображения-оригинала.

Во время записи поддерживается режим пропорционального согласования относительных сканирующих перемещений считывания оригинала и нанесения компонент на поверхность как в направлении строк растров разверток, так и в перпендикулярном направлении. В результате рабочие фазы процессов совпадают и, таким образом, обеспечивается взаимно однозначное соответствие считанной и записанной информации для всех точек изображений.

Нанесение компонент на поверхность может осуществляться как в результате перемещения струй компонент вдоль неподвижной поверхности, так и наоборот. Важно лишь наличие относительного движения. То же относится и к режиму считывания, которое может осуществляться в процессе перемещения оригинала относительно линий считывания или наоборот. Принципиально важным условием здесь является обеспечение пропорциональности относительных сканирующих перемещений считывания оригинала и нанесения компонент на поверхность. Отношения амплитуд указанных перемещений по направлениям каждой из взаимно перпендикулярных координат сканирования определят масштабные коэффициенты копирования. Эти коэффициенты, для сохранения подобия копии оригиналу, должны быть одинаковыми по обоим направлениям.

Для автоматического совмещения всех компонентных красочных изображений на поверхности при записи цветной копии расположение точек пересечения осей всех красочных струй с плоскостью развертки поверхности в координатах сканирования поверхности в процессе работы должно быть подобным расположению точек пересечения осей оптического считывания оригинала с плоскостью развертки поверхности оригинала в координатах сканирующих движений считывания оригинала. Это гарантирует поочередное попадание каждой красочной струи в одну и ту же точку поверхности при поочередном цветоделительном считывании одной и той же точки оригинала в различных спектрозональных участках для всех его точек, т.е. автоматическое совмещение всех компонентных изображений по всей площади копии.

Что касается самого оригинального изображения, то оно может быть как негативным, так и позитивным. Возможность записи позитивной копии на поверхности (а копия практически всегда должна быть позитивной для ее зрительного восприятия) при использовании как позитивного, так и негативного оригинала обеспечивается возможностью изменения на противоположную фазы управления расходом цветообразующих компонент. При записи с позитива наиболее плотным участкам оригинала будет соответствовать расход компоненты в наибольшей степени и наиболее плотные участки получаемого изображения. В этом режиме работы реализуется убывающий характер расходной характеристики компоненты от логарифма освещенности точек оригинала. Для негативного оригинала режим управления расходом компоненты изменяется на противоположный, а расходная характеристика будет возрастающей. Общим условием является соблюдение линейности расходной характеристики в обоих случаях.

Однако качество воспроизведения градационной картины записываемой копии главным образом определяется пропорциональностью передачи оптических плотностей оригинала (а не обязательно их совпадением, так как интервалы оптических плотностей копии и оригинала, иначе говоря, их контрастности, могут не совпадать). Принцип формирования управляющего воздействия в данном способе соответствует обычно применяемому принципу измерения оптической плотности поверхности методом логарифмирования уровней яркости интересующих участков. В случае обеспечения в способе линейной связи оптических плотностей полученной копии с величинами логарифма освещенности соответствующих участков оригинала можно установить технологические параметры процесса так, чтобы добиться точного соответствия или строгой пропорциональности передачи в копии оптических плотностей оригинала. Поэтому указанное условие использовано в качестве критерия точности воспроизведения оригинала и введено в п. 2 формулы изобретения. Кроме общего контроля результатов работы, применение критерия целесообразно еще и по причине наличия искажений тонопередачи, обусловленных распылением красочных компонент. Для компенсации этих искажений вводится нелинейность в расходные характеристики компонент с целью коррекции вносимых искажений с контролем в соответствии с данным критерием.

На фиг. 1 изображена типовая характеристическая кривая фотоматериала; на фиг. 2 характеристическая кривая предложенного способа; на фиг. 3 - структурная схема цветового канала устройства для записи изображения; на фиг. 4 кинематическая схема устройства для записи изображения; на фиг. 5 - конструкция электромеханического клапанного узла дозатора расхода цветообразующей компоненты; на фиг. 6 вариант конструкции клапанного узла дозатора расхода цветообразующей компоненты; на фиг. 7 принципиальная схема одного цветового канала устройства для записи изображения; на фиг. 8 схема управления сканирующими перемещениями; на фиг. 9 вариант кинематической схемы устройства для записи изображения на цилиндрическую поверхность.

На фиг. 1 представлена структурная схема цветового канала устройства для записи изображения с дозатором расхода цветообразующей красочной компоненты в пульверизационной струе.

Канал содержит светофильтр 1, фотоприемник 2, видеоусилитель 3, логарифмический преобразователь 4 и схему коррекции тоновоспроизведения 5. Выход схемы коррекции 5 соединен с входом дозатора 6.

Кинематическая схема устройства для записи изображения приведена на фиг. 4.

Устройство содержит стойки 7, по которым может перемещаться рама 8 с направляющими 9, подвешенная на двух тросах 10 и связанная с пассивным шаговым приводом, включающим вал 11 храпового колеса 12, на котором намотаны тросы 10, фиксатор 13 и электромагнит 14. Блок записи 15 закреплен на каретке 16, способной перемещаться на роликах по направляющим 9. Для перемещений каретки служит реверсивный привод с электродвигателем 17. Концевые выключатели служат для реверсирования каретки в крайних положениях, их обозначения 18 и 19. Размыкатель 20 используется в схеме шагового привода. С кареткой также связан блок фотосчитывания оригинала 21, включающий рамку 22, в которой расположен оригинал 23, осветитель 24, шток 25, толкатель 26 и блок фотоприемников 27 с фотодиодами 28-30 и светофильтрами 31-33 цветовых каналов устройства. Оптическая схема фотосчитывания представлена в сечении Б-Б. Здесь показан пример системы с проекцией точек оригинала с помощью объектива на блок фотоприемников. Схематически показан ход лучей. Шток 25 имеет на конце ролик 34, поджатый пружиной 35 к копировальной наклонной линейке 36. Шток связан с блоком 27 фотоприемников и светофильтров, который способен двигаться возвратно-поступательно в пределах высоты рамки 22. С рамкой связан толкатель 26, который в крайнем левом положении каретки 16 упирается во вторую копировальную линейку 37. На блоке записи 15 расположены форсунки и электромеханические клапанные узлы всех трех (или 4-х) дозаторов расхода цветообразующих компонент. Далее перечислены элементы одного цветового канала с соответствующим дозатором (фиг. 5).

Штифтовая форсунка 38 обращена соплом в сторону поверхности. Клапанный узел дозатора состоит из шторки 39, прикрепленной к толкателю 40 и перекрывающей проходное сечение масочного окна 41 в стенке контейнера красочной компоненты 42. Толкатель 40 с одной стороны жестко связан с катушкой 43 линейного двигателя электродинамического типа 44, а с другой с потенциометром 45, являющимся датчиком обратной связи сервопривода клапанного узла дозатора. Здесь же схематически изображен насос 46 подачи красочной компоненты из контейнера 42 к форсунке 38 и создания необходимого давления для ее работы. Принципиальная схема одного цветового канала устройства изображена на фиг. 7, а на фиг. 8 принципиальная схема узла, обеспечивающего все перемещения блока записи.

Канал (фиг. 7) содержит фотоприемник (фотодиод) 2, переключатель 47, видеоусилитель, выполненный на операционном усилителе 48 с потенциометром регулировки усиления 49, логарифмический преобразователь на операционном усилителе 50 с диодами 51 и 52 в цепи обратной связи и схему коррекции тоновоспроизведения, включающую резистивные элементы 53-57 и диоды 58-61, а также дозатор, содержащий предварительный усилитель на операционном усилителе 62 с резистивными элементами 63-65 и усилитель мощности сервопривода клапана, содержащий резисторы 66-68, потенциометр обратной связи 45, транзисторы 69-72 катушку линейного двигателя 43 и контактную группу 73 реле 74 (фиг. 8).

Схема приводов перемещения каретки с блоком записи по двум направлениям сканирования (фиг. 8) содержит концевые выключатели 18 и 19, размыкатель 20, электромагнит 14, тиристор 79, элекродвигатель 17, конденсатор 80, резистор 81, а также реле 74 с его контактными группами 75-78.

Устройство работает следующим образом.

В исходный момент реле 74 обесточено и двигатель привода каретки 17 перемещает каретку в одном направлении (например, вправо). В крайнем правом положении каретки срабатывает концевой выключатель 18, и через его замкнувшиеся контакты и обмотку реле протекает ток. Реле срабатывает, и его контактная группа 75 ставит его в режим самоблокировки, удерживая во включенном состоянии. Переключение контактных групп 77 и 78 приводит к изменению направления тока через электродвигатель 17, в результате каретка 16 меняет направление движения. По достижении левого упора срабатывает концевой выключатель 19, обесточивающий реле. Вновь происходит переключение контактных групп 77 и 78, реверс двигателя и изменение направления движения каретки. Качение ролика 34 блока фотосчитывания оригинала по копировальной линейке 36 (фиг. 4) при движении каретки приводит к согласованным с перемещениями каретки и пропорциональным возвратно-поступательным движениям штока 25 и блок фотоприемников 27 в перпендикулярном направлении. Контактная группа 76 шунтирует цепь включения тиристора 79. Это шунтирование снимается на короткий момент перехода подвижного контакта данной группы с одного неподвижного контакта на другой при переключениях реле. При этом если на конденсаторе 80 перед переключением реле был положительный потенциал (в зависимости от направления движения двигателя 17, по схеме в правом положении каретки), тогда тиристор включается по управляющей цепи через резистор 81, подавая ток в катушку электромагнита 14. Электромагнит притягивает фиксатор 13, освобождая храповое колесо 12. Далее фиксатор нажимает размыкатель 20, прекращая ток в цепи электромагнита, что приводит и к выключению тиристора 79, а фиксатор возвращается в исходное состояние, упираясь в следующий зуб храпового колеса 12 при его повороте на одну позицию. При этом блок записи 15 (фиг. 4) перемещается вниз на ширину одной строки. Таким образом, один раз за каждый цикл возвратно-поступательного движения каретки осуществляется шаговое перемещение (перевод) блока записи на следующую строку растра наносимого изображения. В начале каждого рабочего хода при реверсе каретки в крайнем левом положении толкатель 26 блока фотосчитывания оригинала упирается в наклонную копировальную линейку 37, при этом он сдвигает рамку 22 с оригиналом 23 вправо на расстояние, равное одному шагу строки считывания оригинала. Таким образом, в каждом рабочем цикле движений каретки происходит перемещение блока записи на одну строку растра наносимого изображения, согласованное с шаговым смещением оригинала. Указанным путем в процессе развертки обеспечивается пропорциональная связь перемещений построчного сканирования оригинала и поверхности по каждому из взаимно перпендикулярных направлений. Масштабные коэффициенты копирования по каждому из направлений устанавливаются соответствующим выбором углом наклона копировальных линеек 36 и 37. В процессе сканирования фотоприемник, состоящий из светофильтра и фотодиода, вырабатывает яркостный видеосигнал, пропорциональный значению освещенности для соответствующей цветоделенной составляющей оригинального изображения в каждой его точке. Этот сигнал подвергается обработке, а затем используется для управления клапаном расхода цветообразующей компоненты, наносимой на поверхность. С выхода фотодиода сигнал поступает на вход операционного усилителя 48 (фиг. 7). Переключатель 47 служит для установки режима работы с использованием негативного или позитивного оригинала. Он позволяет изменять полярность поступающего с фотодиода сигнала, т.е. фазу управления клапаном управления расходом компоненты для получения в любом случае позитивного изображения на поверхности. С выхода видеоусилителя 48 сигнал поступает на операционный усилитель 50 в режиме логарифмирования с диода 51 и 52 в цепи обратной связи. В зависимости от полярности сигналов, определяемой положением переключателя 47, в операции логарифмирования участвует один из диодов, а второй не оказывает влияния на работу схемы. С выхода логарифмического преобразователя сигнал поступает на схему коррекции тоновоспроизведения. Принцип коррекции заключается в использовании нелинейности характеристик диодов 58-61. Регулировкой потенциометров 53, 54 и 56 можно сформировать передаточную характеристику схемы от линейной до близкой к экспоненциальной или логарифмической. Характеристики диодов 58 и 60 используются при положительной полярности сигнала, а диодов 59 и 61 при отрицательной. Потенциометр 63 регулирует коэффициент усиления предварительного усилителя дозатора на операционном усилителе 62, изменяя диапазон входных напряжений усилителя мощности на транзисторах 69-72, т.е. диапазон перемещений клапанного элемента и, соответственно, диапазон оптических плотностей изображения на поверхности, следовательно, его контрастность. Потенциометр 65 служит для сдвига выходного напряжения операционного усилителя 62 с целью преобразования его униполярного входного сигнала в биполярный, согласованный с симметричной входной характеристикой усилителя мощности на транзисторах 69-72. Этот сигнал через резистор 66 поступает на базы транзисторов 70 и 72, запуская одно из плеч усилителя. В результате возникает ток в катушке 43 линейного двигателя 44 и система, состоящая из катушки 43 с толкателем 40, шторки 39 и движка потенциометра 45 обратной связи сервопривода приходит в движение (фиг. 5). Сигнал, снимаемый с движка потенциометра 45, компенсирует входной сигнал усилителя. Когда сигнал на базах становится нулевым, линейным двигатель останавливается. В зависимости от приложенного входного напряжения усилителя, шторка 39 перекрывает часть сечения окна 41, через которое проходит поток распыленной форсункой 38 цветообразующей компоненты, воспроизводя на поверхности заданную оптическую плотность. Избыток компоненты стекает в контейнер 42, откуда насосом 46 вновь подается к форсунке.

Описанное устройство использует режим односторонней развертки, т.е. нанесение компонент на поверхность осуществляется при движении блока записи в одну сторону (слева направо). При обратном ходе каретки нанесение компоненты блокируется. Эта блокировка осуществляется контактной группой 73 в состоянии включения реле 74. При этом на вход усилителя мощности дозатора подается с общей точки соединения резисторов 67 и 68 фиксированный сигнал, соответствующий закрытому состоянию шторки 39.

На фиг. 6 изображен другой вариант исполнения клапанного устройства дозатора с игольчатым клапаном управления расходом компоненты. Изменение расхода компоненты через газовую эжекторную форсунку 81 осуществляется за счет перемещения четырехгранной иглы 82 с косо срезанным концом. Площадь проходного сечения такого клапана изменяется линейно в зависимости от перемещения иглы 82, связанной с линейным двигателем 44 сервопривода, обеспечивая надлежащее управление расходом компоненты.

На фиг. 9 изображен еще один вариант кинематической схемы устройства. Здесь нанесение компонент осуществляется на цилиндрическую поверхность барабана 83, который вращается на валу 84 при помощи привода с электродвигателем 85. С помощью шестерен 86 и 87 вращение передается ходовому винту 88. Последний имеет резьбовое сопряжение с блоком записи 15, который при работе устройства перемещается по направляющей 89 параллельно образующей цилиндрического барабана 83. При этом осуществляется винтовая развертка поверхности с образованием строчного растра изображения в результате относительных движений блока записи и поверхности. Узел фотосчитывания оригинала имеет конструкцию, близкую к конструкции записывающей части устройства, включающую малый барабан 90, расположенный на общем с барабаном 83 валу 84, шестерни 91 и 92, блок считывания оригинала 21 со светофильтрами и фотоприемниками, направляющую 95 и осветитель 24. На поверхность барабана 90 накладывается подлежащий копированию оригинал. При работе устройства имеет место совместное вращение барабанов 83 и 90, согласованное с перемещениями блока записи 15 и блока считывания 21 параллельно образующим барабанов 83 и 90. Масштабы копирования по направлениям образующих барабанов и в окружном направлении зависят от передаточных соотношений пар с шестернями 86-87, 91-92, шагов резьб ходовых винтов 88 и 93, а также диаметров барабанов 83 и 90. Конструкция клапанных узлов дозаторов блока записи 15 может соответствовать, например, приведенной на фиг. 6. При этом сопла трех форсунок, показанных на изображении блока 15 на фиг. 9, расположены по вертикали одно под другим на равных расстояниях друг от друга. Характер расположения окон фотоприемников блока фотосчитывания оригинала 21 подобен характеру расположения сопел форсунок блока записи 15 с соответствующим масштабным изменением расстояний между окнами по вертикали.

Изобретение относится к способам нанесения изображений на поверхности, в частности с размерами изображений до десятков метров. Сущность изобретения: на поверхность изделия наносится изображение путем построчного сканирования поверхности струями направленных на нее распыленных красочных составов нескольких цветов. Одновременно может наносится несколько совпадающих компонентных монохромных цветоделенных красочных изображений, создающих на поверхности общее цветное изображение. Режим управления нанесения составов задается в результате считывания цветоделенных параметров изображения-оригинала. В течение записи поддерживается режим пропорционального согласования относительных сканирующих движений считывания оригинала и нанесения красочных составов в соответствии с заданным масштабным коэффициентом копирования. 1 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Способ записи на поверхность масштабированной копии изображения-оригинала, включающий построчное сканирование оригинала и поверхности, оптическое считывание оригинала и синтез растра копии изображения струями распыленных красочных компонент изображения, заключающийся в том, что при сканировании считывают оригинал, выполняют его цветоделение и наносят компоненты на поверхность, а при нанесении задают расход каждой компоненты по закону линейной функции логарифма значений соответствующей цветоделенной составляющей освещенности оригинала, причем при записи позитивной копии из негативного оригинала реализуют возрастающую, а из позитивного оригинала - убывающую функцию расхода компоненты, отличающийся тем, что обеспечивают относительные пропорциональные сканирующие перемещения считывания оригинала и нанесения компонент, а коэффициенты пропорциональности перемещений и отношения разностей одноименных координат точек пересечения любых двух осей струй компонент с поверхностью на плоскости развертки поверхности к разностям одноименных координат точек пересечения двух соответствующих оптических осей считывания оригинала с поверхностью оригинала на плоскости развертки поверхности оригинала устанавливают равными требуемому масштабному коэффициенту копирования. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в функциональную связь между расходом цветообразующей компоненты и логарифмом значения освещенности вводят нелинейность и корректируют расход компоненты по критерию достижения линейной функциональной связи между величинами оптической плотности в точках копии и логарифмом значений освещенности в точках оригинала.