DE3012906A1

DE3012906A1 - Aufzeichnungseinrichtung

Info

Publication number: DE3012906A1
Application number: DE19803012906
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Kyogoku; Shigeru Okamura; Shigemitsu Tazaki; Kanagawa Yokohama
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1979-04-02
Filing date: 1980-04-02
Publication date: 1980-10-09
Also published as: JPS55132291A; US4313684A; DE3012906C2

Description

Die Erfindung betrifft eine Aufzeichnungseinrichtung, und betrifft insbesondere eine Schreibeinrichtung, die in einer elektronischen Rechenmaschine, einer Registrierkasse, einem kleinen Büro-Faksimilegerät, einem kleinen Büro- oder Tischkopierer u-ä. verwendet werden kann.

Kleine bisher bekannte Aufzeichnungseinrichtungen arbeiten mit einer niedrigen Geschwindigkeit, und eine höhere Schreibgeschwindigkeit kann nur auf Kosten der Abmessungen erhalten werden.

Die Erfindung soll daher eine sehr kleine Aufzeichnungseinrichtung schaffen, welche mit einer hohen Geschwindigkeit betrieben werden kann und mit welcher ohne weiteres eine Aufzeichnung mit einem hohen Schwärzungsgrad erreicht werden 0 kann.

Gemäß der Erfindung weist eine Aufzeichnungseinrichtung einen Linearmotor, einen von dem Linearmotor angetriebenen

Deutsche Bank (München) KIo 51/61070

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Aufzeichnungs- oder Schreibkopf und einen Detektor zum Fühlen der Länge von mit dem Schreibkopf aufzuzeichnenden Daten auf, und die Bewegungsrichtung des Schreibkopfes wird entsprechend dem Ausgang des Detektors geändert.

Anhand der Zeichnungen werden nunmehr bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben. Es zeigen:

Fig.1 eine schematische, perspektivische Dar-

stellung der Aufzeichungseinrichtung ge

mäß der Erfindung;

Fig.2 eine Schnittansicht davon;

Fig.3 eine vergrößerte Ansicht·einer Platte mit

einer_/Stricheinteilung;

Fig.4A-1 bis 4A-4 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform einer Steuerschaltung; 20

Fig.4B ein Impulsdiagramm, das deren Funktions

weise zeigt;

Fig.5A und 5B ein Impulsdiagramm, das die Anfangsfunktion zeigt;

Fig.6A und 6B Impulsdiagramme, welche die Druckfunktion zeigen;

^ου Fig.7 eine Schaltung, in welcher Einzelheiten

eines Teils der in Fig.4A-1 bis 4A-4 dargestellten Steuerschaltung gezeigt sind;

Fig.8 ein Impulsdiagramm, das deren Funktions

weise zeigt;

Fig.9 ein Blockschaltbild einer Ausführungs-

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form für eine Geschwindigkeitssteuerung;

Fig.10 ein Impulsdiagramm das dessen Funktionsweise zeigt;
5

Fig.11, 1? und 13 schematische Ansichten, in welchen die

Arbeitsweise des Aufzeichnungs- oder Schreibkopfs dargestellt ist;

Fig.14 ein Impulsdiagramm, das die verschiede

nen Ansteuerwellenformen zeigt;

Fig.15A und 15B schematische Ansichten des Aufbaus des

Schreibkopfs;
15

Fig.16A und 16B eine perspektivische Ansicht und eine

Schnittansicht eines Teils des Schreibkopfes;

^ Fig.17 eine Schnittansicht durch eine weitere

Ausführumgsform des Schreibkopfes;

Fig.18 ein Schaltbild einer Ausführungsform

einer Ansteuerschaltung;
25

Fig.19 und 20 Impulsdiagramme der Ansteuersignale;

Fig.21 eine schematische, prinzipielle Darstel

lung einer Farbaufzeichnung;

Fig.22A bis 22C schematische Ansichten des Aufbaus eines

hierfür verwendbaren Aufzeichnungs- oder Schreibkopfes; und

Fig.23 eine schematische Darstellung einer Aus

führungsform einer hierfür verwendbaren Ansteuerschaltung.

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In Fig.l und 2 ist in einer perspektivischen bzw. einer Schnittdarstellung ein*³ Aufzeichnungseinrichtung gemäß der Erfindung dargestellt, in welcher ein Wagen CA mit beispielsweise sieben Farbstrahldüsen NP durch einen Linearmotor angetrieben wird. Der Linearmotor weist einen geschlossenen magnetischen Kreis aus einem Dauermagneten PM, einer magnetischen Platte Y1 und einem magnetischen Führungsteil Y2 auf; ein Treiberstrom wird in eine Spule C geschickt, die auf einen Spulenkörper CB gewickelt ist, der auf dem magnetischen Führungsteil Y2 verschiebbar gehaltert ist, ,um den fest mit dem Spulenkörper CB verbundenen Wagen CA entsprechend der Dreifingerregel der linken Hand anzutreiben. Die Hin- und Herbewegung des Wagens CA auf dem Führungsteil Y2 kann durch Ändern der Richtung des in die Spule C geschickten Stroms erreicht werden. Eine Platte mit einer ,,Stricheinteilung, beispielsweise eine nichtmagnetische (optische) Schlitzplatte OS, ist parallel zu dem Führungsteil Y2 angeordnet und in horizontaler Richtung an beiden Enden an umgebogenen Endteilen Y1T der magnetischen Platte Y1 befestigt, welche auch das Führungsteil Y2 trägt. Der Wagen CA ist mit dem Spulenkörper CB für die Spule C, mit sieben E'arbstrahldüsen NP, mit einer Schlitzfühleinrichtung, die beispielsweise aus einer lichtemittierenden Diode LD und einem Phototransistor PT besteht, die mittels Klebemittel EP1 und EP2 befestigt sind, und mit einer Platte mit gedruckter Schaltung bzw. einer Leiterplatte PC versehen . Die Leiterplatte PC ist elektrisch und mechanisch mit Anschlüssen C1 und C2 der Spule C, mit Anschlüssen PTZ1 bis PTZ7 der piezoelektrischen EIe-

mente zum Ansteuern der sieben Färbstrahldüsen NP, mit Anschlüssen LE1 und LE2 der lichtemittierenden Diode LE und mit Anschlüssen PT1 und PT2 des Phototransistors PT verbunden. Diese Signalleitungen sind an einem Ende PC1 der Leiterplatte PC mit einem Ende FLi einer biegsamen Zuleitung

FL verbunden, deren Anschlußteil mittels einer in Fig.2 dargestellten Befestigungsplatte P1 gesichert ist. Die biegsame Zuleitung FL ist, wie in Fig.1 dargestellt, U-

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förmig geführt und ist dann an einervorgegebenen Stelle mittels einer Befestigungsplatte P3 angebracht, welche mittels einer Schraube S zusammen mit einer Befestigungsplatte P2 befestigt ist, durch die eine Rohrleitung bzw. ein Schlauch ST für eine Farbzuführung von einem Farbbehälter TA aus festgelegt ist. Das andere Ende FL2 der biegsamen Zuleitung FL ist mit einem in Fig.2 dargestellten Stecker CN verbunden, um über die biegsame Zuleitung FL den Wagen CA anzutreiben und die piezoelektrischen Elemente PZ1 bis TO PZ7 der Farbstrahldüsen NP anzusteuern. Die Schlitzplatte OS ist zwischen der lichtemittierenden Diode LE und dem Phototransistor PT angeordnet.

Bei der Verschiebung des Wagens wird somit das von der lichtemittierenden Diode LE abgegebene infrarote Licht von dem Phototransistor PT über die Schlitze LS und einen an dem Phototransistor vorgesehenen, nicht dargestellten Schlitz derselben Abmessung aufgenommen, wobei durch das wiederholte Ein- und Ausschalten des Phototransistors PT Zeitsteuerimpulse TP erzeugt werden. Die Zeitsteuerimpulse TP werden zum Fühlen der Geschwindigkeit und der Stellung des Wagens CA in der Abtastrichtung und somit zum Steuern der Farbstrahldüsen und eines Papiervorschub-Schrittmotors MO verwendet. Die Zeichen einer Reihe werden aus Punktmatrizen zusammengesetzt. Die Abtastbewegung des Wagens wird durch ein Druckbefehlsignal eingeleitet, und in durch die Zeitsteuerimpulse TP festgelegten Stellungen werden Spannungen an die piezoelektrischen Elemente PZ1 bis PZ7 der sieben Farbstrahldüsen angelegt, wodurch Farbtröpfchen ab-

gegeben werden um eine Zeile auf ein nicht dargestelltes Aufzeichnungsblatt zu schreiben. Nachdem eine Zeile gedruckt bzw. geschrieben ist, wird der Blattvorschub-Schrittmotor MO entsprechend dem Abstand zwischen den Zeilen weitergedreht, und gleichzeitig kehrt der Wagen CA in

^OJ eine Ausgangsstellung HP oder HO zurück. Der Papiervorschub erfolgt über ein Untersetzungsgetriebe aus Zahnrädern G1 und G2, welche durch ein nicht dargestelltes, an

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der Motorwelle angebrachtes Zahnrad angetrieben werden. Das Zahnrad G2 ist an der Welle einer für den Zeilenvorschub vorgesehenen Walze PL angebracht. Nachdem der Druckvorgang beendet ist, werden die Farbstrahldüsen NP in d:.e Ausgangsstellung HO gegenüber einer Abdeckkappe KP zurückgebracht und in dieser Stellung angehalten, wodurch ein Verstopfen, Eintrocknen sowie eine Meniskusbildung an den Düsen verhindert ist.

wie vorstehend ausgeführt, kann die beschriebene Ausführungsform aufgrund der parallelen Anordnung der mit einem Dauermagneten versehenen, magnetischen Platte, des Wagenführungsteils und der nichtmagnetischen Schlitzplatte einen kleinen, niedrigen und einfachen Aufbau aufweisen, ohne das Magnetfeld zu stören. Auch kann eine äußerst ruhig arbeitende Aufzeichnungseinrichtung erhalten werden, da ein rotierender Motor und diesem zugeordnete Zahnräder, Verbindungsteile, Zahnstangen usw. an dem Wagenantrieb und auch ein Schalt- oder Sperrad, ein Plungerkolben usw. in

^^υ dem Papiervorschub fehlen. Ferner ist durch das Gleiten des Wagens auf der Schlitzplatte ausgeschlossen, daß sich auf dieser Farbe absetzt, so daß dadurch Fehlerder optischen Fühleinrichtung verhindert sind. Ferner wird durch die Verwendung einer" gedruckten Leiterplatte, die an dem

Wagen angebracht ist, und mit verschiedenen elektrischen Bauteilen verbunden ist, die Herstellung einfacher und preiswerter, und durch die Verwendung einer flexiblen Zuleitung ist eine freie Verschiebung des Wagens sichergestellt und eine einfache Befestigung der Zuleitung und

gleichzeitig der Färbzuführleitung sichergestellt. Bei dieser Ausführungsform ist die Schlitzplatte OS zur Steuerung der Geschwindigkeit und der Stellung des Wagens mit Schlitzen SL versehen, wie in Fig.3 dargestellt ist.

Die Wagengeschwindigkeit wird nach dem Start aus einer Ausgangsstellung HP oder HO eingestellt, bis acht Schlitze SL gezählt sind (wobei die Anzahl der Schlitze von der Wa-

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gengeschwindigkeit abhängt). Das Drucken eines Zeichens der ersten Spalte wird beim Zählen des achten Schlitzes eingeleitet und wird dann während fünf Schlitze 8 bis 12 durchgeführt, worauf dann zwei Schlitze 13 und 14 folgen, die zur Ausbildung eines Zwischenraums zwischen den Spalten benutzt werden; der Druckvorgang wird dann anschließend in ähnlicher Weise wiederholt. Mit AS, CS bzw. BS sind Annäherungsschlitze, Zeichenschlitze und Zwischenraumschlitze bezeichnet, welche dazu dienen, eine konstante Wagengeschwindigkeit zu erhalten.

Die wiedergegebene Ausführungsform weist sieben Farbstrahldüsen auf, welche für eine Aufzeichnung in einer Richtung oder in zwei Richtungen verwendet werden können; die folgende Beschreibung befaßt sich mit einer Aufzeichnung in einer Richtung. Die Länge der in einer Zeile enthaltenen Daten ist im allgemeinen veränderlich, und der Wagen wird bei der wiedergegebenen Ausführungsform entsprechend der Datenlänge hin- und herbewegt, um die für eine Aufzeich-

nung erforderliche Zeit zu verkürzen. Wenn eine Positionsbestimmung und eine Geschwindigkeitssteuerung mittels einer Schlitzplatte OS durchgeführt wird, die mit einer Photodetektorschaltung zusammenarbeitet, welche an dem Wagen CA angebracht ist, der mittels eines bei der Erfindung

^ZJ verwendeten Linearmotors hin- und herbewegt wird, beginnt, wenn ein Strom in umgekehrter Richtung in die Spule C geschickt wird, um den Wagen CA in seine Ausgangsstellung zurückzubringen, nachdem eine vorbestimmte Anzahl Zeichen gedruckt ist, der Wagen CA nicht sofort mit dem Rücklauf,

sondern bewegt sich aufgrund seiner Trägheit eine Zeitlang in Vorwärtsrichtung weiter, bleibt dann eine Zeitlang stehen und beginnt erst dann mit dem Rücklauf; hierbei ist die trägheitsbedingt zurückgelegte Strecke in Vorwärtsrichtung nicht bekannt, da eine weitere Fühleinrichtung

fehlt.

Nachstehend wird anhand der Fig.4A-1 bis 4A-4 eine Ausfüh-

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rungsform des Steuersystems beschrieben, das eine derartige Richtungsänderung einschließt. Wenn der Wagen CA mit einer konstanten Geschwindigkeit entlang der Schlitzplatte OS verschoben wird, schaffen die Photodetektorelemente LE und PT Zeitsteuerimpulse TP, wie in Fig.4B(A) dargestellt ist, über einen Verstärker AMP auf einer Signalleitung IT wie in Fig.4A-4 dargestellt ist; die Zeitsteuerimpulse werden zum Feststellen der Lage des Wagens CA benutzt. Wenn jedoch die Wagengeschwindigkeit nicht konstant ist oder insbesondere wenn die Bewegungsrichtung des Wagens geändert wird, verändert sich die Breite und der Abstand der Impulse, wie in Fig.4B(B) dargestellt ist.

Die Geschwindigkeit υ des Wagens CA mit einer Masse m läßt sich bei Einwirken einer Kraft F darstellen durch:

m.dv/dt = F - η ν

wobei η der Reibungskoeffizient ist. Mit m/v = V wird für eine Anfangsgeschwindigkeit ν erhalten:

ν exp(-t/ Γ ) +F/n(1-exp(-t/F ) )

Bei einer vollständigen Hin- und Herbewegung des Wagens

wird bei einer Richtungsänderung der Impulsabstand in einem lichtundurchlässigen, opaken Teil der Schlitzplatte OS meist vergrößert, wie in Fig.4B(C) dargestellt ist. Die für diese Hin- und Herbewegung erforderliche Zeit (t.. in Fig.4B(B)) läßt sich durch die folgende Gleichung wiedergeben:

wobei 1 .die Länge des lichtundurchlässigen, opaken Teils

ist und die Reibung vernachlässigt wird, wenn die Geschwin-35

digkeit bei der Richtungsänderung klein ist. Beim Eintreffen in der Ausgangsstellung kann der Wagen entsprechend der vorstehend wiedergegebenen Gleichung eine maxiamle Ge-

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schwindigkeit F/n_ (die sogenannte Endgeschwindigkeit) erreichen.

Folglich kann die Ausgangsstellung durch einen Vergleich mit dem Zeitintervall t. festgestellt werden, wenn die Schlitzplatte mit einem opaken Teil versehen wird, dessen Länge mindestens gleich F/η χ t. oder 2 \/2mFl/n ist. Somit ist das Steuersystem auch durch die Ausbildung der Schlitzplatte gekennzeichnet, die einen lichtundurchlässigen, opaken Teil aufweist, dessen Länge in dem Ausgangsstellungsbereich nicht kleiner als 2 /2mFl/n ist.

Wenn die Bewegungsrichtung des Wagens CA umgekehrt wird, indem ein Strom in umgekehrter Richtung durch die Spule C geschickt wird, nachdem eine beliebige Spalte gedruckt ist, lassen sich bei Vernachlässigung der Reibung die Strecke, die zumAnhalten bei einem Antrieb in der umgekehrten Richtung erforderlich ist, und die Strecke _s die erforderlich ist, um aus dieser Stillstandsstellung eine konstante Geschwindigkeit in der umgekehrten Richtung zu erreichen,

1 2
darstellen durch S = ^mv /F, wobei S die Strecke, m die Masse, F die Antriebskraft und ν die Geschwindigkeit ist. In der Praxis wird jedoch durch das Vorhandensein von Reibung die zum Anhalten benötigte Wegstrecke kürzer und die zur Beschleunigung erforderliche Wegstrecke länger.

Folglich kann die Anzahl Schlitze, die vom Beginn einer Rückwärtsbewegung an bis zum Erreichen der konstanten Geschwindigkeit gezählt werden,durch die vorerwähnten Weg-

strecken, geteilt durch den Schlitzabstand plus einem entsprechenden Rand, erhalten werden. Folglich kann die Ermittlung der Ausgangsstellung dadurch erreicht werden, daß nach dem Zählen der vorerwähnten Schlitzanzahl die Zeit, die zum Durchlaufen eines lichtundurchlässigen Teils während einer Bewegung des Wagens CA mit konstanter Geschwindigkeit erforderlich ist, und die Zeit miteinander verglichen werden, die zum Durchlaufen des lichtundurch-

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' lässigen Teils in dem Ausgangsstellungsbereich erforderlich ist.

Während der Verschiebung des Wagens CA mit konstanter Geschwindigkeit ist die Zeit, die zum Durchlaufen eines lichtundurchlässigen Teils einer Länge 1 der Schlitzplatte OS erforderlich ist, durch l/v gegeben. Die Zeit für einen Vergleich in dem Ausgangsstellungsbereich kann eine Länge haben, die größer als der vorstehend angeführte Wert ist, im allgemeinen aber im Bereich des fünffachen Werts von l/v gewählt ist. Das Antriebssystem hat den Vorteil, daß der Antrieb nicht unterbrochen wird, selbst wenn die Wagengeschwindigkeit beispielsweise durch eine Reibungsänderung abnimmt, da die Anzahl Schlitze in der Änderungs-

'5 richtung gezählt wird, und daß die Zeit, die zum Ermitteln der Ausgangsstellung erforderlich ist, kürzer wird, da der Zeitvergleich mit der Zeit vorgenommen wird, die zum Durchlaufen einer Wegstrecke 1 bei der Verschiebung mit konstanter Geschwindigkeit erforderlich ist, so daß somit die

Druck- bzw. Schreibgeschwindigkeit verbessert ist. Um die vorstehend angeführte Steuerung zu erreichen, weist die in Fig.4A-1 bis 4A-4 dargestellte Steuerschaltung einen Rückwärtszähler BC1, ein Flip-Flop F2, einen Rückwärtszähler

BC2, Verknüpfungsglieder BG, BFA und einen Inverter iR auf. 25

Nunmehr wird unter Bezugnahme auf Fig.4A-1 bis 4A-4 die umfassende Steuerung der erfindungsgemäßen Ausführungsform beschrieben. Anschlußleitungen oder -drähte FF, FB,

FV, FT, FP1 bis FP? und FE sind als Leitungen oder Drähte 30

FLl in der in Fig.1 dargestellten, biegsamen Zuleitung FL ausgebildet, um die Verschiebung des Wagens CA zu erleichtern. Bei Anschalten der Stromversorgung hält eine Steuereinheit CC eine Signalleitung 12 für eine vorbestimmte Dauer auf einem 0-Pegel, um das Flip-Flop F1 rückzusetzen, eine Zeitsteuerimpuls-Treiberschaltung TB, einen Druckspaltenzähler PC und einen Rückwärtszähler BC1 zu löschen, ein Flip-Flop F2 über einen Inverter iB rückzu-

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setzen, einen Zähler 5C über ein Verknüpfungsglied A5C voreinzustellen, einen monostabilen Multivibrator OS in Betrieb zu setzen und ein Signal mit dem Pegel 1 über eine Signalleitung IR einem Verknüpfungsglied ST zuzuführen.

Auch werden Signalleitungen IF-und IB zum Ansteuern der Spule C auf einem 0- bzw. 1-Pegel gehalten, um den Wagen CA in der Rückwärtsrichtung zu der in Fig.5 dargestellten Ausgangsstellung hin zu verschieben. Die Funktionszeit des monostabilen Multivibrators ist so gewählt, daß der Wagen CA, wenn er in der linken Stellung in Fig.5A angeordnet ist, beispielsweise in eine Stellung HM verschoben werden kann. Anders ausgedrückt, die Funktionszeit ist so gewählt, daß der Wagen während dieser Zeit eine bestimmte Geschwindigkeit erreicht, um eine falsche Feststellung der Ausgangsstellung während der anfänglichen niedrigen Geschwindigkeit zu verhindern.

Entsprechend dem vorerwähnten Spulenantrieb, beispielsweise aus einer Wagenstellung HE in Fig.5A werden mit d<=m von den Schlitzen L durchgelassen Licht Zeitsteuerimpulse TP über einen Verstärker AP auf der Signalleitung IT erzeugt, wie in Fig.4A-4 dargestellt ist, wodurch ein über einen Inverter iT erhaltenes, invertiertes Signal TP ■" einem Löscheingang eines Zählers SSC zugeführt wird. Jedoch wird der Ausgang eines Taktimpulsgenerators CPG während der Funktionszeit des monostabilen Multivibrators OS dem Zähler SSC nicht zugeführt, da das Verknüpfungsglied

ST während der Funktionszeit geschlossen ist. 30

Während der Funktionszeit wird der Wagen aus der Stellung HE in die Stellung HM verschoben und erreicht eine vorbestimmte. Geschwindigkeit, und am Ende der Funktionszeit des monostabilen Multivibrators OS wird der Zähler SSC ge-

löscht, wenn das Signal TP "0" ist oder die Ausgangssignale von dem Taktimpulsgenerator CPG erhält, wenn das Signal TP "1" ist, d.h. wenn der Wagen sich in einer Stellung

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befindet, die einem lichtundurchlässigen Teil der Schlitzplatte entspricht.

Auf diese Weise schafft der Zähler SSC kein Ausgangssignal, da er mit der Rückflanke des Signals TP jedesmal gelöscht wird, wenn der Wagen CA einenSchlitz SL passiert. Die Kapazität des Zählers SSC ist ausreichend größer gewählt als die Anzahl Impulse, die von dem Taktimpulsgenerator CPG während des Durchlaufens eines lichtundurchlässigen Teils erhalten wird, oder ist sogar größer gewählt als die Anzahl Impulse, die während der Verschiebung des Wagens in die Stellung HO erhalten werden kann. Folglich gibt nach der Verschiebung des Wagens über die Schlitze in die Stellung HO der Zähler ein Ausgangssignal an eine Signalleitung IS ab. Entsprechend dem Signal stellt die Steuereinheit CC fest, daß der Wagen CA sich in die Ausgangsstellung bewegt hat, und bringt die Signalleitungen IB und IR auf einen O-Pegel, wodurch der Wagen angehalten und das Verknüpfungsglied ST geschlossen wird. Der Eingang an dem Verknüpfungsglied BG wird über einen Inverter IR auf den 1-Pegel verschoben. In Fig.5A und 5B sind Dämpfungsteile beispielsweise aus Schaummaterial dargestellt, um den Aufprallstoß des Wagens und das damit verbenden Geräusch aufzunehmen.'

Im folgenden wird ein normaler Druckvorgang beschrieben. Die zu druckende Information wird von einem Tastenfeld KB aus über einen Rechenlogik ALT in einen Zeichenspeicher CM

und ein Druckspaltenregister PR gespeichert. Entsprechend on

einem in Fig.6A dargestellten Druckbefehl PO wird das Flip-Flop F1 gesetzt, um dadurch die Steuereinheit CC über die gesetzte Ausgangssignalleitung 1 auf Druckbetrieb zu bringen, wodurch die Signalleitung 12 für eine vorbestimmte Dauer auf einem O-Pegel gehalten wird, um das Flip-

Flop F1 rückzusetzen, den Druckspaltenzähler PC, den Rückwärtszähler BC1 und eine Zeitsteuerimpuls-Teilerschaltung TB zu löschen, das Flip-Flop F2 über den Inverter iB rück-

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zusetzen und den Zähler 5C über das Verknüpfungsglied A5C voreinzustellen.

Gleichzeitig wird der monostabile Multivibrator OS angeschaltet, aber der Zähler SSC wird nicht beeinflußt, da das Verknüpfungsglied ST durch den O-Pegel auf der Signalleitung IR geschlossen ist. Das Verknüpfungsglied BG wird über den Inverter iR geöffnet, aber der Rückwärtszähler BC1 wird nicht ausgelöst, da die Signalleitungen IB und IT (TP) beide auf dem 0-Pegel sind. Die Steuereinheit CC schiebt nach einer Durchführung der vorerwähnten Lösch- und Rücksetzoperationen eine Signalleitung 14 auf "1", um ein Verknüpfungsglied AC zu öffnen, und erhält über eine Signalleitung 15 den Ausgang einer Koinzidenzschaltung CO, damit sie den Inhalt des Druckspaltenzählers PC mit dem des Druckspaltenregisters PR vergleicht. Bei Fehlen einer Koinzidenz werden die Signalleitungen IF und IB auf "1" bzw. "0" verschoben, wodurch die Spule C durch eine Treiberschaltung MD angesteuert wird, um den Wagen CA in der Vorwärtsrichtung zu verschieben.

Wenn der Druckspaltenzähler PC eine Zahl "0" speichert, während das Druckspaltenregister PR beispielsweise eine Zahl "n" speichert, gibt die Koinzidenzschaltung CO ein Signal frei, das die fehlende Koinzidenz anzeigt, worauf dann die Steuerschaltung die Steuerfunktion in der vorbeschriebenen Weise durchführt.

Bei der Verschiebung desWagens CA in Vorwärtsrichtung bewegen sich die Photodetektorelemente LE und PT bezüglich der Schlitzplatte OS, und die gefühlten Signale werden als Zeitsteuerimpulse TP über den Verstärker AP zugeführt. Die Zeitsteuerimpulse TP werden über ein durch eine Signalleitung IF geöffnetes Verknüpfungsglied AT zugeführt

und durch eine Zeitsteuerimpuls-Teilerschaltung TB in Gruppen von 5 Impulsen TD1 bis TDn zum Spaltendrucken getrennt und aufgeteilt, wie in Fig.6B dargestellt ist, wo-

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bei die in Gruppen aufgeteilten Impulse über eine Signalleitung 16 dem Zähler 5C und dann einem Zeichengenerator CG zugeführt werden. Die Anzahl der in einer Zeile zu druckenden Zeichen ist vorher in dem Druckspaltenregister PR gespeichert, während die Anzahl der gedruckten Zeichen durch den Druckspaltenzähler PC gezählt wird, dessen Ausgangssignal von einem Dekodierer DC erhalten wird, um die in dem Druckzeichenspeicher SM gespeicherte Information aus zuwählen.

Entsprechend der ausgewählten Information und zusammen mit der Ausgangssteuerung durch den Zähler 5C gibt der Zeichengenerator CG die Drucksignale frei, welche die vertikalen sieben Punkte einer 5 χ 7-Punktmatrix darstellen. Wenn der erste Impuls der aus 5 Impulsen bestehenden Gruppe auf der Signalleitung 16 von der Teilerschaltung TB entsprechend einem Zeitsteuerimpuls TP während der Verschiebung des Wagens in Vorwärtsrichtung abgegeben wird, wird der Zähler 5C schrittweise auf 0 weitergeschaltet, wodurch die Drucksignale für sieben Punkte der ersten Druckspalte von dem Zeichengenerator CG über Signalleitungen 191 bis 197 UND-Gliedern SD1 bis SD7 zugeführt werden. Die UND-Glieder SD1 bis SD7 werden durch ein von einem Abtastsignalgenerator SCR zugeführtes Abtastsignal entsprechend dem hohen Pegel der Gruppe von fünf ZeitSteuerimpulsen geöffnet, wodurch ein Ausgangssignal Impulsbreiten-Einstellschaltungen DS1 bis DS7 zugeführt wird. Auf diese Weise werden Impulse mit einer vorbestimmten Breite über Ausgangsleitungen 1101 bis 1107 den piezoelektrischen Elementen PD1 bis PD7 zugeführt,

^ou um dadurch wahlweise die Elemente anzusteuern und eine selektive Abgabe von Farbtröpfchen zum Drucken zu bewirken. Die in Fig»4A-4 dargestellte Zeitsteuerimpuls-Teilerschaltung TB besteht, wie inFig.7 dargestellt ist, aus Zählern K1, K2 und JK, Flip-Flops JF1 und JF2, UND-Gliedern G1 bis G7, NAND-Gliedern NT und N2 und Invertern 11 und 12 und erzeugt Signale TD1 bis TDn auf der Signalleitung 16 entsprechend dem in Fig.8 dargestellten Impulsdiagramm.

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ι Vorstehend ist das Drucken von sieben Punkten beschrieben, welche die erste Punktspalte in den fünf Punktspalten der 5 χ 7-Punktmartix des ersten Zeichens in einer Zeile darstellen. Bei Beendigung des Druckvorgangs wird der zweite Impuls in der aus fünf Impulsen bestehenden Gruppe über die Signalleitung 16 zugeführt, um den Zähler 5C schrittweise weiterzuschalten, worauf der Zeichengenerator CG für sieben Punkte der zweiten Punktspalte der 5 χ 7-Punktmatrix Signale abgibt, um das Punktdrucken auf dieselbe Weise durchzuführen. Der Zähler 5C wird in ähnlicher Weise entsprechend den folgenden dritten bis fünften Impulsen schrittweise weitergeschaltet, um die dritten bis fünften Punktspalten der 5 χ 7-Punktmatrix zu drucken, wodurch das Drucken eines Zeichens in der ersten Spalte beendet ist.Die Steuereinheit CC stellt die Durchführung des Druckvorgangs über eine Signalleitung 111 fest und setzt einSignal auf einer Signalleitung 17 frei, um den Druckspaltenzähler PC schrittweise weiterzuschalten und um den Zähler 5C über den Inverter i5C auf den Anfangswert voreinzustellen. Danach

^zu vergleicht die Koinzidenzschaltung den Inhalt des Druckspaltenregisters PR mit dem des Druckspaltenzählers PC und gibt das Ergebnis des Vergleichs über das durch die Signalleitung 14 geöffnete UND-Glied AC an die Signalleitung 15 ab, und bei einer fehlenden Koinzidenz gibt der Druckzeichen-

speicher SM ein Ausgangssignal ab, das dem schrittweise weitergeschalteten Inhalt des Zählers PC entspricht, um dadurch das Drucken mittels des aus fünf Impulsen bestehenden Signals TD2 durchzuführen, das von der Teilerschaltung TB

an die Signalleitung 16 abgegeben ist. 30

Die vorerwähnten Operationen von dem schrittweise Weiterschalten des Druckspaltenzählers bis zu dem Speicherlesen und der Signaleingabe in den Zeichengenerator werden ausreichend schneller durchgeführt als der Abstand der Zeit-

Steuerimpulse und können daher vor der Eingabe der folgenden aus 5 Impulsen bestehenden Gruppe an den Zähler 5C ausgeführt werden. Auf diese Weise wird das Drucken von 5x7-

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Punktmatrizen entsprechend den Signalen TD3, TD4, ....TDn durchgeführt. Wenn die Koinzidenzschaltung CO folglich feststellt, daß der Inhalt des Druckspaltenzählers PC gleich dem des Druckspaltenregister PR ist, stellt die Steuereinheit CC, die den Ausgang der Koinzidenzschaltung CO über die Signalleitung 15 und das durch die Signalleitung 14 geöffnete UND-Glied AC erhält, fest, daß eine Zeile fertig gedruckt ist.

zu diesem Zeitpunkt prüft dann die Steuereinheit CC den Zustand der Ausgangsleitung 11 des Flip-Flops F1, wodurch das Vorhandensein oder Fehlen des folgenden Druckbefehls durch den hohen oder niedrigen Pegel angezeigt wird. Wenn die Signalleitung auf dem hohen Pegel ist, wodurch das Vorhandensein des folgenden Druckbefehls angezeigt wird, schiebt die Steuerschaltung CC die Signalleitungen IF und IB auf den 0- bzw. 1-Pegel, um die Rückwärtsverschiebung des Wagens einzuleiten. In diesem Zustand erhält der Rückwärtszähler BC1 die Zeitsteuerimpulse TP, wenn das UND-Glied BG

^ durch das invertierte Signal auf der Leitung IR über den Inverter iR und auch durch das über die Signalleitung IB zugeführte Signal mit hohem Pegel geöffnet ist. Der Zähler zählt während der Rückwärtsbewegung des Wagens die Anzahl der Zeitsteuerimpulse. Gleichzeitig hält die Steuereinheit

^iU CC eine Signalleitung 18 während einer vorbestimmten Dauer auf dem 1-Pegel, um dadurch eine Treiberschaltung PFD anzuregen, um einen Papiervorschub von mehreren Punktzeilen zu bewirken, um einen Zwischenraum zwischen Zeilen zu schaffen. Nach einer Beendigung der Zeitsteuerimpulse TP durch

den Rückwärtszähler BC1 wird das Flip-Flop F2 über die Signalleitung IB gesetzt, um ein UND-Glied BFA zu öffnen, wodurch die Ausgangssignale von dem Taktimpulsgenerator CPG über die.Signalleitung ICP und das UND-Glied BFA dem Rückwärtszähler BC2 zugeführt werden. Der Rückwärtszähler BC2

arbeitet nur, während sich der Zeitsteuerimpuls TP auf dem 1-Pegel befindet, da dessen invertiertes Signal über einen Inverter IT dem Löschanschluß zugeführt wird, was dem

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' lichtundurchlässigen Teil der Schlitzplatte OS entspricht; der Zähler kann somit die Durchlaufzeit des lichtundurchlässigen Teils in dem Ausgangsstellungsbereich von der Durchlaufzeit des lichtundurchlässigen Teils zwischen den

Schlitzen SL unterscheiden. Wenn, wie vorstehend ausgeführt, die zuerst erwähnte Durchlaufzeit etwa gleich dem Fünffachen der an zweiter Stelle erwähnten Durchlaufzeit gewählt ist, wird der Zähler BC2 bei jedem Schlitz SL in den lichtundurchlässigen Bereichen zwischen den Schlitzen gelöscht,

'^ so daß kein Ausgangssignal abgegeben wird, und nur ein Ausgangssignal an die Signalleitung IBC in dem Ausgangsstellungsbereich erzeugt wird. Beim Eintreffen des Ausgangssignals stellt die Steuereinheit CC fest, daß sich der Wagen außerhalb des Schlitzbereichs in die Ausgangsstellung bewegt hat, und bringt die Signalleitung IB auf den O-Pegel, wodurch die Rückwärtsverschiebung des Wagens beendet ist. Der Wagen CA wird dann selbst nach der Beendigung des Motorantriebs aufgrund seiner Trägheit noch weiter nach rückwärts verschoben, wird aber infolge des zum Drucken der

folgenden Zeile in Vorwärtsrichtung wirkenden Antriebs, wie nachstehend noch ausgeführt wird, in einer in Fig.5B wiedergegebenen Stellung HP vorübergehend zum Stillstand gebracht. Während der Rückwärtsverschiebung des Wagens wird das UND-Glied AT durch den 0-Pegel der Signalleitung IF geschlossen, so daß die Treiberschaltung TB keine Zeitsteuerimpulse TP erhält und folglich während der Rückwärtsverschiebung auch kein Druckvorgang durchgeführt wird.

Nach der Beeindigung der Rückwärtsbewegung des Wagens speichert die Steuereinheit CC die Information der folgenden Zeile in dem Zeichenspeicher CM und die Anzahl der zu druckenden Zeichen in dem Spaltenregister PR und nimmt den Druckbetrieb für die folgende Zeile auf, indem sie die „,. Signalleitung 12 in ähnlicherweise, wie vorstehend ausgeführt, für eine vorbestimmte Zeitdauer auf dem 0-Pegel hält, um das Flip-Flop F1 rückzusetzen, den Spaltenzähler PC, den Rückwärtszähler BC1 und die Teilerschaltung TB zu

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löschen, das Flip-Flop F2 rückzusetzen und den Zähler 5C auf den Ausgangswert voreinzustellen. Gleichzeitig wird auch der monostabile Multivibrator angeschaltet; jedoch wird der Zähler SSC nicht beeinflußt, da das UND-Glied ST durch den O-Pegel auf der Signalleitung IR geschlossen ist.

Ebenso wird in ähnlicher Weise ,wie vorstehend ausgeführt, das UND-Glied AC durch den 1-Pegel der Signalleitung 14 geöffnet, und die Koinzidenzschaltung CO vergleicht den Inhalt des Spaltenzählers PC und den des Spaltenregisters PR und gibt das Ergebnis desVergleichs über das UND-Glied AC an die Signalleitung 15 ab. Bei einer fehlenden Koinzidenz wird der Druckvorgang in der vorstehend beschriebenen Weise durchgeführt und bei einer Koinzidenz ist das Drucken der Zeile beendet, und der Wagen wird in der vorbeschriebenen Weise in seine Ausgangsstellung zurückgebracht. Bei Vorliegen des folgenden Druckbefehls wird der Wagen in die Stellung HP zurückgebracht, um in ähnlicher Weise den folgenden Druckvorgang weiterzuführen.

Wenn die Steuereinheit CC den 0-Pegel der Ausgangsleitung 1 des Flip-Flops F1 fühlt, wodurch das Fehlen des folgenden Druckbefehls angezeigt ist, wird der Wagen beim Anschalten der Energieversorgung durch einen ähnlichen Funktionsablauf in eine Stillstandssteliung HO außerhalb des Schlitzbereichs zurückgebracht.

Wenn das Drucken fortgesetzt wird, ist die vorerwähnte Ausgangsstellung so gewählt, daß sie sich von der Stillstands-

stellung HO unterscheidet, um die Zeit auf ein Minimum herabzusetzen, die für eine Wagenverschiebung erforderlich ist, wenn das Drucken fortgesetzt wird. Statt in die Stillstandsstellung HO kann der Viagen auch immer in die Ausgangsstellung HP zurückgebracht werden; es ist jedoch vor-

teilhaft, eine gesonderte Stillstandsstellung HO zu haben, um den Wagen in dieser Stellung festzulegen und den Wagen mit der Schutzeinrichtung KP zu versehen, um die Düsen ab-

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zudecken und sauber zu halten. Die Wagenrückführung in die Stillstandstellung HO wird in ähnlicher Weise wie beim Einschalten der Stromversorgung erreicht, indem die Signalleitung 12 für eine vorbestimmte Dauer auf dem O-Pegel gehalten wird, um dadurch das Flip-Flop F1 rückzusetzen, um den Spaltenzähler PC, die Teilerschaltung TB und den Rückwärtszähler BC zu löschen, um das Flip-Flop F2 rückzusetzen und um den Zähler über das UND-Glied A5C auf den Ausgangswert voreinzustellen. Auf diese Weise wird dann der monostabile Multivibrator OS angeschaltet, und das UND-Glied ST wird durch den 1-Pegel auf der Signalleitung IR geöffnet, worauf dann der Zähler SSC die Ausgangsimpulse von dem Taktimpulsegenerator CPG nur dann zählt, wenn sich das Signal TP auf dem 1-Pegel befindet. In diesem Zustand wird dann

■5 das Verknüpfungsglied BG durch den Inverter iR geschlossen, so daß der Rückwärtszähler BC1 unwirksam ist.

Die Steuereinheit CC bringt dann die Signalleitungen IF und IB auf den 0- bzw. 1-Pegel, um die Rückwärtsverschiebung

des Wagens durch die Spule C einzuleiten. Der Zähler SSC wiederholt das Zählen der Impulse von dem Taktimpulsgenerator CPG und das Rücksetzen entsprechend dem hohen und niedrigen Pegel des Zeitsteuerimpulses TP und gibt nach einer vorbestimmten Zeit, wenn der Wagen die in Fig.5B wie-

dergegebene Stellung HO erreicht, ein Ausgangssignal an die Ausgangsleitung IS ab. Entsprechend dem Ausgangssignal stellt dann die Steuereinheit CC fest, daß der Wagen sich in die Stillstandsstellung HO bewegt hat und bringt die Ausgangsleitung IB auf den 0-Pegel, wodurch der Wagen in

der Stillstandsstellung HO angehalten wird. Die Signalleitung IR wird dann auf den 0-Pegel gebracht, um das UND-Glied ST zu schließen, so daß das UND-Glied BG über den Inverter iR geöffnet wird. Gleichzeitig mit der vorbeschriebenen Rückwärtsbewegung hält die Steuereinheit die Signalleitung 18 für eine vorbestimmte Dauer auf dem 1-Pegel um die Treiberschaltung PFD anzusteuern, um dadurch den Papiervorschub durchzuführen und auf diese Weise den Druckvorgang

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' zu beenden.

In Fig.4A-2 ist eine Geschwindigkeitssteuerschaltung SC für den Wagen dargestellt, deren Aufbau und deren Impulsdiagramm in Fig.9 und 10 dargestellt sind. In diesen Figuren wird der Wagen CA durch den Antrieb mit derSpule C entlang der Schlitzplatte OS verschoben, und die mittels der lichtemittierenden Diodf= LE und dem Phototransistor PT optisch gefühlten Signale werden als Zeitsteuerimpulse TP über den '0 Verstärker AP an die Signalleitung IT abgegeben.

Entsprechend den Zeitsteuerimpulsen TP werden die Ausgänge QO, Q1, Q2 und Q3 eines 4-Bit-Schieberegisters SR nacheinander durch die Taktimpulse CP des Taktimpulsgenerators CPG

'5 gesetzt. Ein UND-Glied AO gibt das logische Produkt TP1 aus dem Signal QO und dem durch einen Inverter i0 invertierten Signal Q1 an eine Signalleitung 1T1 ab. In ähnlicher Weise gibt ein UND-Glied A1 das logische Produkt TP2 aus dem Signal Q1und dem durch einen Inverter i1 invertierten Signal

^zu Q2 an eine Signalleitung 1T2 ab, und ein UND-Glied A2 gibt das logische Produkt TP3 aus dem Signal Q2 und dem durch einen Inverter i2 invertierten Signal Q3 an eine Signalleitung 1T3 ab. Die Signale TP1 bis TP3 sind in Fig.10 dargestellt. Das über die Leitung 1T1 zugeführte Signal TP1

setzt über ein ODER-Glied RF ein Flip-Flop SRF und das über die Leitung 1T2 zugeführte Signal TP2 öffnet während der Dauer dieses Signals ein UND-Glied A4. Auch das über die Leitung 1T3 zugeführte Signal TP3 setzt ein Flip-Flop FCP

und wird über einen Inverter i4 auch an ein UND-Glied A3 30

angelegt, so daß ein Zähler CCH während des 1-Pegels des Signals TP3 rückgesetzt wird und die Taktimpulse CP über die Signalleitung ICP erhält, wenn das Signal TP3 den 0-Pegel annimmt.

Der Zähler CCH wird durch das UND-Glied A3 am Anfang eines Druckvorgangs durch den 0-Pegel der Signalleitung 12 rückgesetzt, und das Flip-Flop FCP wird über ein UND-Glied A5

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rückgesetzt und setzt den Zähler CCH während des O-Pegels der Ausgangssignalleitung InR zurück. Folglich beginnt der Zähler CCH mit demZählen, wenn das Signal TP3 den 1-Pegel einnimmt, um das Flip-Flop FCP zu setzen, um dadurch ein Ausgangssignal mit einem 1-Pegel auf der Leitung InR zu schaffen, nimmt danach den O-Pegel ein, um den Zähler CCH von dem Rücksetzen freizugeben und fährt mit dem Zählen fort, bis alle Ausgangsleitungen QO bis Qn den hohen Pegel annehmen. Bei Erreichen eines Zählerstandes η gibt das NAND-Glied ND ein O-Pegelsignal ab, um dadurch das Flip-Flop FCP rückzusetzen, wodurch auch der Zähler CCH rückgesetzt wird.

Wie bereits vorstehend ausgeführt, wird das Flip-Flop SRF durch die Signalleitung lT2,den Inverter i3 und das ODER-Glied RF rückgesetzt, um die UND-Glieder AF und AB zu öffnen. Entsprechend dem Impuls TP3 wird dann das Flip-Flop FCP gesetzt, und der Zähler CCH zählt die Taktimpulse bei den entsprechenden Ausgängen an QO bis Qn. Während des Zählens gibt das ODER-Glied ORO über eine Signalleitung CCO einen 1-Pegel an das UND-Glied A4 ab.

Die andere Eingangssignalleitung 1T2 des UND-Glieds A4 erhält das vorerwähnte Signal TP2, welches aus den Zeitsteu-■" erimpulsen erhalten wird und dessen Zeitsteuerung und Breite daher auf die Geschwindigkeit des Wagens bezogen sind. Entsprechend einem Zeitsteuerimpuls, der einer niedrigen Wagengeschwindigkeit entspricht, wie durch TP(1) in Fig.10 dargestellt ist, wird das Signal TP2 nicht freigegeben,

während der Zähler CCH zählt, wodurch dann das UND-Glied A4 geschlossen bleibt und das Flip-Flop SRF über das ODER-Glied RF durch das Signal TP1 rückgesetzt bleibt. In diesem Zustand wird der Antrieb des Wagens durch die Spule C fortgesetzt, da die UND-Glieder AF und AB nicht beeinflußt

werden.

In ähnlicher Weise zeigt bei den folgenden Impulsen TP(2)

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' bis TP(4) der Antrieb durch die Spule C keine Änderung, wenn das UND-Glied A4 noch, geschlossen bleibt; jedoch wird der Abstand zwischen den Zeitsteuerimpulsen in der allmählich zunehmenden Wagengeschwindigkeit kürzer. Bei dem Impuls TP (5) erhält das UND-Glied A4 das Ausgangssignal CCO(4) von dem Zähler CCH über das UND-Glied CCO und gleichzeitig den Zeitsteuerimpuls TP2(5), um dann ein Signal mit einem 1-Pegel an die Signallei^un^a A40 abzugeben, wodurch das

Flip-Flop SRF gesetzt wird.
10

Dementsprechend wird der Ausgang Q auf einen 0-Pegel gebracht, um die UND-Glieder AF und AB zu schließen, wodurch der Spulenantrieb über die Treiberstufe MD beendet ist. Der Wagen wird auch nach dem Aufhören des Spulenantriebs aufgrund seiner Trägheit noch weiter verschoben, wobei aufgrund derReibung die Geschwindigkeit jedoch schnell abnimmt. Bei dem folgenden Zeitsteuerimpuls TP1 (6) wird das Flip-Flop SRF über das UND-Glied RF rückgesetzt, wodurch der Ausgang Q wieder den 1-Pegel einnimmt, wodurch die UND-

Glieder AF und AB wieder geöffnet werden, so daß dann der Antrieb durch die Spule C wieder aufgenommen wird.

Während des Zeitabschnitts von dem Signal TP2(5) bis zu dem Signal TP1 (6) ".:ird die Wagengeschwindigkeit durch den abgestellten Spulenantrieb verlangsamt, allerdings bei dem Zeitsteuerimpuls TPC6J nicht wesentlich. Folglich erhält das UND-Glied A4 das Ausgangssignal CCO(5) von dem Zähler CCH und zum selben Zeitpunkt das Signal TP2(6), um das Flip-Flop SRF wieder zu setzen, wodurch die UND-Glieder AF und AB geschlossen werden und der Spulenantrieb unterbrochen wird, bis das folgende Signal SP1(71 dem Zeitsteuerimpuls TP(7) entspricht. Anschließend setzt in ähnlicher Weise das Signal TP1(7) das Flip-Flop SRF über das UND-Glied „,. RF, wodurch die UND-Glieder AF und AB wieder geöffnet werden, um den Spulenantrieb wieder aufzunehmen.

Danach wird der Spulenantrieb entsprechend dem logischen

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Produkt aus dem Impuls TP2 und dem Ausgang des Zählers CCH durchgeführt. Der Antrieb wird nicht bei den Impulsen TP(^ und TP(8),sondern bei dem Impuls TP(9) unterbrochen, und auf diese Weise wird die Wagengeschwindigkeit auf der Basis des Zählens von η Taktimpulsen durch den Zähler CCH gesteuert.

Zusätzlich zu dem vorstehend beschriebenen Farbstrahl-Schreibkopf ,der mittels eines piezoelektrischen Elements ^ angetrieben wird, wird nunmehr ein anderer Aufzeichnungsoder Schreibkopf beschrieben, der im Hinblick auf eine Farbtröpfchenabgabe anders und insgesamt vorteilhafter arbeitet. Bei einem solchen Schreibkopf ist es vorteilhaft, eine gleichbleibende Tröpfchengröße, ein unveränderliches Abgabeintervall und eine höhere Abgabefrequenz bei einem sehr einfachen Aufbau zu erhalten, welcher ein genaues mechanisches Arbeiten gestattet und damit im Vergleich zu dem vorerwähnten piezoelektrisch gesteuerten Schreibkopf eine Miniaturisierung des Aufzeichnungskopfes ermöglicht.

Eine Anordnung von mehreren Düsen, die für ein Schreiben mit hoher Geschwindigkeit unerläßlich ist, kann aufgrund des einfachen Aufbaus und der leichteren mechanischen Arbeitsweise viel leichter verwirklicht werden als bei dem piezoelektrisch gesteuerten Kopf. Außerdem kann die Öff-

nungsanordnung in einem Mehrdüsenkopf beliebig bemessen werden, und eine Massenfertigung der Schreibköpfe kann wesentlich leichter durchgeführt werden. Ferner kann in einfacher Weise eine Tonwiedergabe durch Ändern der Tröpfchengröße erhalten werden, ohne die Aufzeichnungsgeschwindigkeit nachteilig zu beeinflussen.

Ein derartiger Aufzeichnungs- oder Schreibkopf ist schematisch in Fig.11 dargestellt, in welcher eine Flüssigkeitskammer W, welche den Schreibkopf mit einer Abgabeöffnung an seinem vorderen Ende darstellt, mit einer Schreibflüssigkeit IK gefüllt ist. Entsprechend einem Steuersignal leitet ein Heizelement H1 mit einer Breite Δ 1, die einem

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Teil W1 der Fliissigkeitskammer W entspricht und in einem Abstand 1 von der öffnung OF angeordnet ist, einen Temperaturanstieg ein. Wenn das Heizelement H1 eine Temperatur erreicht, dieüber dem Verdampfungspunkt der Schreibflüssigkeit liegt, wird eine Blase B an dem Heizelement erzeugt. Bei einer weiteren Erwärmung durch das Heizelement H1 nimmt das Volumen der Blase B schnell zu. Folglich wird der Druck in dem Teil W1 der Flüssigkeitskammer schnell erhöht, wodurch die in dem Teil W1 vorhandene Flüssigkeit schnell zu der Öffnung OF und in der entgegengesetzten Richtung verschoben wird, wodurch dann ein Teil der Flüssigkeit, die in dem Teil der Flüssigkeitskammer mit der Länge 1 vorhanden ist, aus der Öffnung OF in Form einer Flüssigkeitssäule abgegeben wird. Die Flüssigkeitssäule beendet sehr schnell die (Druck-)Entwicklung, aber am vorderen Ende der Flüssigkeitssäule sammelt sich die zugeführte kinetische Energie. Wenn die Blase gegen die Decke des Teils W1 derFlüssigkeitskammer stößt, wird diese Kraft in axialer Richtung zu der Öffnung OF hin abgeleitet, wodurch die Flüssigkeitsabgabekraft noch verstärkt wird. Nach dem Ende des an dem Heizelement HA zugeführten Steuersignals beginnt dessen Temperatur abzunehmen, wodurch mit einer geringfügigen Verzögerung eine Volumenkontraktion der Blase B beginnt.' Zusammen mit der Volumenkontraktion wird die Flüssigkeit in dem Teil W1 der Flüssigkeitskammer von der Öffnung aus und auch von der entgegengesetzten Richtung aus wieder nachgefüllt. Auf diese Weise wird die nahe bei der Öffnung OF befindliche Flüssigkeitssäule in die Flüssigkeitskammer W zurückgebracht, wodurch das vordere Ende der Flüssigkeitssäule infolge der entgegengesetzt gerichteten kinetischen Energie von dem Rest der Flüssigkeitssäule getrennt wird, wodurch ein kleines Farbtröpfchen ID gebildet ist, das dann zu einem Aufzeichnungsteil PP fliegt und sich auf diesem absetzt. Durch Wärmeab-

leitung verschwindet allmählich die Blase B an dem Heizelement H1, und das allmähliche Verschwinden der Blase hat eine allmähliche Zurücknahme des Flüssigkeitsmeni_sk_us im

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zur Folge, wodurch ein stabiler Oberflächenzustand erhalten bleibt und folglich ein Ausfallen der folgenden Tröpfchenabgabe verhindert ist, was sich aus einer übermä ßigen Meniskuszurücknahme ergeben würde, was durch ein Eindringen von Luft durch eine zerstörte Meniskusoberfläche herbeigeführt sein würde. Die Lage einer Blasenerzeugung sollte entsprechend gewählt werden, da eine zu nahe bei der Öffnung OF erzeugte Blase zu einem Entweichen der Blase durch die Öffnung OF führen würde, was zur Zerstörung des Tröpfchens ID führen würde, während eine zu weit von der öffnung OF entfernte Blase keine Tröpfchenabgabe bewirken würde. Die allmähliche Kontraktion der Blase B wird durch die Wärmeableitung, eine Gaskondensation der Flüssigkeit und eine kapillare Flüssigkeitszuführung in die Flüssigkeitskammer, usw. bewirkt.

Die Abmessung des an der Öffnung OF abgegebenen Flüssigkeitströpfchens ID hängt von den Parametern der Einrichtung, wie beispielsweise der zugeführten Wärmeenergiemenge, der Breite Al/ über welche die Wärmeenergie angelegt wird,und dem Abstand 1 des Wärmeelements H1 von der Öffnung OF und von den physikalischen Eigenschaften der Flüssigkeit IK, wie beispielsweise der Oberflächenspannung, der spezifischen Wärme, der thermischen Leitfähigkeit, dem Wärmeaus-25

dehnungskoeffizienten und der Viskosität. Das vorerwähnte Heizelement kann durch eine kurzzeitige Bestrahlung mit einem Laserimpuls LZP ersetzt werden, wodurch auch die Erzeugung und die Auflösung einer Blase B bewirkt wird, die zu der Tröpfchenabgabe führt. In diesem Fall kann das EIement H1 mit der Länge £ 1 erforderlichenfalls als eine optothermische Umsetzplatte oder eine Wärmespeicherplatte verwendet werden, um den Wirkungsgrad der Wärmeerzeugung durch den Laserimpuls zu verbessern.

In Fig.12 ist schematisch der Vorgang der Abgabe der Schreibflüssigkeit (-farbe) in den Schritten TO bis T9 wiedergegeben, wobei eine öffnung OF, eine Farbkaituner W und

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■j ein Heizelement H1 dargestellt sind- Der Pfeil P gibt die Richtung der Farbzuführung an und mit IM ist die Grenzfläche oder Meniskus zwischen der Farbe und Luft bezeichnet. An dem Heizelement H1 wird eine Blase B erzeugt. In Fig.13

c A bis 13C ist ein Beispiel für einen Ansteuerimpuls E, für die Temperatur T an dem Heizelement H1 und für das Volumen der Blase B dargestellt, wobei die Zeitpunkte to bis t9 den Schritten tO bis t9 in Fig.12 entsprechen.

IQ Der Schritt tO zeigt einen Zustand vor der Farbabgabe, und der Ansteuerimpuls E wird zu einem Zeitpunkt tP zwischen den Zeitpunkten tO und ti begonnen. Gleichzeitig mit dem Beginn des Ansteuerimpulses beginnt an dem Heizelement H1 der Temerpaturanstieg. Bei dem Schritt ti überschreitet

]5 die Temperatur den Verdampfungspunkt der Farbe, wodurch kleine Blasen B gebildet werden, und der Meniskus IM entsprechend der durch die Blasen B verdrängten Flüssigkeitsmenge ausgeweitet wird. Bei dem Schritt t2 haben sich die Blasen weiterentwickelt, so daß der Meniskus weiter ausgeweitet wird. Bei dem Schritt t3 erreicht der Ansteuerimpuls seine Rückflanke, und das Heizelement H1 erreicht die Maximaltemperatur, wie in Fig.13A und 13B dargestellt ist, wodurch der Meniskus IM weiter ausgedehnt wird. Beim Schritt t4, bei welchem die Temperatur an dem Heizelement bereits abzunehmen beginnt, wie in Fig.T3B dargestellt ist, erreicht die Blase B, wie in Fig.13C dargestellt ist, das maximale Volumen bei einer entsprechenden maximalen Ausdehnung des Meniskus IM- Bei dem Schritt t5 beginnt sich die Blase B zusammenzuziehen, und die von der Öffnung OF vorstehende Farbe wird in die Farbkammer W zurückgezogen, was einer Volumenkontraktion entspricht, wodurch eine Einschnürung Q an dem Meniskus IM geschaffen wird. Bei dem Schritt t6 geht die Kontraktion der Blase B weiter, wodurch ein Farbtröpfchen ID von dem Flüssigkeitsmeniskus IM¹ getrennt wird. Beim Schritt t7 fliegt das Farbtröpfchen weiter weg, während sich der Meniskus IM^r aufgrund einer weiteren Kontraktion der Blase B der Öffnung OF nähert. Bei

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dem Schritt t8 ist die Blase B beinahe verschwunden, und der Meniskus IM¹ ist ins Innere der Öffnung OF zurückgezogen. Bei dem letzten Schritt t9 wird durch eine Farbzufuhr der Ausgangszustand beim Schritt to erhalten.

Aus der vorstehenden Beschreibung ist zu entnehmen, daß die Form des an das Heizelement Hi angelegten Ansteuerimpulses ein wichtiger Faktor ist, um eine stabile, gleichmäßige Abgabe der Schreibflüssigkeit IK zu erreichen. Auch die BIasenkontraktion ist ein wichtiger Faktor, durch den die Abtrennung des Tröpfchens gesteuert wird, was jedoch ohne weiteres durch die Form des Ansteuerimpulses steuerbar ist. In ähnlicher Weise sind die Abgabegeschwindigkeit des Tröpfchens und deren Abgabefrquenz durch die Form der An-Steuerimpulse steuerbar.

In Fig.14A bis 14C sind verschiedene Ansteuerimpulse und die entsprechende Temperaturänderung an dem Heizelement H1 und die Temperaturänderung der Blase B dargestellt. Einer dieser Ansteuerimpulse schafft eine ausreichende Tröpfchenemission. Die Impulsform (a) ist vorteilhaft, da sie keinen hohen Widerstand in der CR-Entladeschaltung erfordert, der bei dem piezoelektrischen Ansteuersystem erforderlich ist. Mit der Wellen- oder Impulsform (b) wird ein Vorerwärmen durchgeführt, um die Breite des Hauptimpulses zu verringern und sie ist vorteilhaft, um eine schnellere Blasenentwicklung, eine schnellere Abgabegeschwindigkeit und eine schnellere Ansprechfrequenz zu erhalten und um Störungen infolge einer übermäßigen Erhitzung der Schreib-

^v flüssigkeit zu verhindern, da sie nur bei der Aufzeichnung vorerwärmt ist.

Mit der Wellen- oder Impulsform (c) wird nach dem Anliegen des Hauptansteuerimpulses eine nachträgliche Erwärmung

durchgeführt, damit sich der Meniskus nocht weiter zusammenzieht, nachdem das Tröpfchen abgetrennt ist; auf diese Weise ist ein Eindringen von Luft in die Farbkammer nach

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Farbtröpfchenabgabe verhindert und die nächste Tröpfchenabgabe gewährleistet. Auch in diesem Fall verschwindet die Blase vollständig, um die nächste Tröpfchenabgabe sicherzustellen, da das nachträgliche Erwärmen nur bei dem Aufzeichnugnsvorgang durchgeführt wird. Mit der Wellen- oder Impulsform (d) ist eine allmähliche Wärmeableitung erreicht, um dadurch eine gleichmäßige Tröpfchenabtrennung zu erreichen und um ein übermäßiges Zurückziehen des Meniskus zu
verhindern, und sie ist ferner für eine allmähliche Zurück-'0 nähme des Meniskus vorteilhaft, ohne daß dadadurch die

Tröpfchenabgabegeschwindigkeit nachteilig beeinflußt wird. Die Wellen- oder Impulsform (e) stellt ebenfalls einen
wirksamen Ansteuerimpuls dar, der durch ein Zusammenfassen

der Wellenformen (b) und (d) erhalten ist.
15

Bei jeder der vorstehend beschriebenen Wellen- oder Impulsformen ist die allmähliche Wärmeableitung am Heizelement
und die stufenweise fortschreitende Blasenkontraktion in

einfacher Weise durch Steuerung des Ansteuerpulses erreicht,

ohne daß hohe Außenwiderstände usw. verwendet sind; hierdurch kann der Ausfall der nächsten Tröpfchenemission verhindert werden, die sich bei einem Eindringen von Luft
durch die Öffnung ergeben würde, wenn sich der Meniskus

übermäßig weit zurückziehen würde. Die bevorzugte Ausbil-

dung und Kontraktion der Blase sind durch die Breite S und die Amplitude L des Impulses festgelegt. Die Impulsform
(a) ist insbesondere im Hinblick auf die Funktion von LSI-Schaltungen vorteilhaft. Auch ein Laserimpuls hat eine der Impulsform (a) ähnliche Form. Auch kann die Stärke des
Laserlichts ziemlich leicht eingestellt werden, indem Laserimpulse mit den Impulsformen (b) bis (e) ähnlichen Formen erzeugt werden oder die Wärmemenge sowie das Blasenvolumen gesteuert werden. Folglich schließt der nachfolgend
verwendete Begriff "Heizelement" auch andere wärmeerzeugende Einrichtungen, wie beispielsweise Laserlicht, Infrarotlicht, usw. ein.

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In Fig.15A ist in einer in Einzelteile aufgelösten, perspektivischen Darstellung eine Ausführungsform des Kopfes dargestellt, bei welchem ein Träger SS1 auf seiner Oberfläche mit Heizelementen H1 bis H7, einer gemeinsamen Elektrode D1 und Auswählelektroden P1 bis P7 versehen ist. Die Heizelemente H1 bis H7 haben dieselbe Fläche und denselben Widerstand und sind jeweils in Flüssigkeitskammern angeordnet. Eine Platte GL1 ist für eine Farbzufuhr mit einem Einlaß IS und mit feinen Rillen N1 bis N7, welche die Flüssigkeitskammern bilden, und mit einer Vertiefung ND für eine gemeinsame Farbzufuhr versehen. An der Endfläche, an welcher die Farbe abgegeben wird, kann die Platte GL1 erforderlichenfalls mit einer nicht dargestellten Platte mit Öffnungen versehen sein. Die mit Rillen versehene Platte GL1 besteht aus einer Glasplatte, die einem Ätzverfahren unterzogen wird, um die Vertiefung ND für eine gemeinsame Farbzufuhr und die Rillen N1 bis N7 auszubilden, welche bei der Adhäsion zu dem Träger SS1 die Flüssigkeitskammern bilden und so den jeweiligen Heizelementen entsprechen.

Die Heizelemente H1 bis H7 erzeugen selektiv entsprechend den von außen angelegten Steuersignalen und entsprechend der Energiepegel, die dem jeweiligen Pegel der Ansteuersignale entsprechen, Wärme.

in Fig.16A und 1 SB sind Einzelheiten einer Ausführungsform des mit Heizelementen versehenen Trägers SS1 dargestellt. Beispielsweise wurde auf einem Aluminiumoxid-Substrat AM nacheinander eine wärmespeichernde SiO₂~Schicht SO (von einigen Mikron), eineZrB2-Heizwiderstandsschicht H (von

800 A ) und eine als Elektrode dienende Aluminiumschicht Al (von 5000 A) ausgebildet, und es wurde ein selektives Ätzen durchgeführt, um Heizelemente H1, H2, H3 usw. auszubilden, die jeweils 60μ breit und 75μ lang sind und um auch Auswählelektroden P1, P2, P3 usw. und die gemeinsame Elek-

^oa trode D1 auszubilden. Wie in Fig.T6B dargestellt, sind die Heizelemente und die Elektrodenschicht AL mit einer 1μ dicken SiO2-Schutzschicht K bedeckt. Der auf diese Weise

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geschaffene Schreibkopf wurde als ein vertikaler 1 χ 7-Kopf verwendet, wie in Fig.15A dargestellt ist, und wurde an dem in Fig.1 und 2 dargestellten Wagen CA angebracht. Mit diesem Kopf wurden bei einer Ansteuerung ähnlich wie bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform sehr zufriedenstellende Ergebnisse erhalten, ohne daß wie bei einer piezoelektrischen Entladung eine CR-Zeitkonstantenschaltung erforderlich ist.

In Fig.17 ist eine Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform dargestellt, welche der vorstehend beschriebenen Ausführungsform grundsätzlich ähnlich ist, aber zum Steuern der (Färb-)Tonwiedergabe mit meheren Heizelementen H1, H2 und H3 versehen ist. Wie in Fig.17 dargestellt,ist der Träger SS1 mit den Heizelementen HI bis Hill an einer Wärmesenke in Form eines Kühlkörpers HS angebracht und ist an seiner Oberfläche mit einer mit Rillen versehenen Platte GL1 abgedeckt, um an der Grenzfläche zwischen dem Träger und der Rillenplatte eine Flüssigkeitskammer W auszubilden. Die Rillenplatte GL1 weist ferner einen Farbzufuhreinlaß IS und einen Stöpsel FF mit einem O-Ring OR auf, um beim Einfüllen der Farbe entstandene Blasen zu beseitigen und damit die Düsen leichter gereinigt werden können. Der Einlaß IS weist 'ein Filter FL zum Entfernen von feinen Staubpartikeln, einen Filterhalteblock FH zum Aufnehmen des Filters, ein Halteteil PH aus Gummi zum Halten der Farbspeiseleitung und ein Halteteil RH aus Gummi auf, mittels welchem das andere Gummiteil PH gehalten ist. Am vorderen Ende der Kammer W ist eine mit Öffnungen versehene Platte

™ OP angebracht, welche vorgesehen ist, um Tröpfchen mit einer bestimmten ,geforderten Form zu erhalten und welche entbehrlich ist, wenn der vordere Endteil der Kammer W selbst in Form einer Öffnung ausgebildet ist, wie in Fig. 15 und 16 dargestellt ist.

In Längsrichtung der Kammer W sind, wie in der vergrößerten Darstellung gezeigt ist, mehrere Heizelemente HI bis Hill

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' angeordnet, welche durch eine Wärmeerzeugung durch eine selektive Signalzuführung eine Zustandsänderung in der angrenzenden Farbe bewirkt. Die Zustandsänderung schließt eine räumliche Ausdehnung der Flüssigkeit und eine Verdampfung ein, was insgesamt durch eine Blase B dargestellt ist. Die Blasenerzeugung hat eine Volumenänderung in der Kammer zur Folge, was zu einer Abgabe von Flüssigkeitströpfchen IDI bis IDIII von der Platte OP führt. Die Tröpfchen können eine unterschiedliche Größe haben, wodurch,

'0 wie nachstehend ausgeführt wird, die (Färb-)Tonwiedergabe gesteuert werden kann. Die Heizelemente HI bis Hill weisen unterschiedliche Heizflächen oder -volumen mit unterschiedlichen Widerständen auf, so daß die in der Flüssigkeit erzeugten Blasen entsprechend der angelegten Energie eine unterschiedliche Größe haben und folglich Tröpfchen unterschiedlicher Größe geschaffen werden. Eine ähnliche Wirkung kann auch erhalten werden, indem mehrere Heizelemente nacheinander oder gleichzeitig ausgewählt werden.

Nachstehend wird ein Beispiel einer Ansteuerung des Aufzeichnungs- oder Schreibkopfes gemäß der Erfindung beschrieben. In Fig.18 ist ein Blockschaltbild der Steuerschaltung dargestellt, um fünf Heizelemente selektiv anzusteuern, an welche ein von einem Eingangsanschluß 20 aus

angelegtes ,analoges Eingangssignal über Pufferschaltungen 21^ bis 21 an Vergleicher 22 bis 22₅ angelegt ist. Der Vergleicher 22. ist so ausgelegt, um ein Ausgangssignal entsprechend dem niedrigsten Eingangssignalpegel abzugeben, während die anderen Vergleicher 22₂ bis 22,. auf nacheinander höhere Eingangssignalpegel ansprechen.

Die Ausgangssignale von den Vergleichern werden an UND-Glieder 26.. bis 26. angelegt, wobei nur ein UND-Glied in der Verknüpfungsschaltung 26 geöffnet wird, das dem vorgesehenen Eingangssignalpegel entspricht. Ferner wird eine Ansteuerschaltung 27 durch das Ausgangssignal von dem Vergleicher 22.. angeregt und gibt einen Ausgangsimpuls mit

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Ί der geforderten Breite und Amplitude an UND-Glieder 28.. bis 28ς ab, von welchen nur eines durch das in der Verknüpfungsschaltung 26 ausgewählte Ausgangssignal offen ist, um das Ausgangssignal von der Ansteuerschaltung 27 zu einem der Ausgangsanschlüsse 29- bis 29,- zu übertragen. Wenn die Ausgangsanschlüsse jeweils mit Heizelementen mit jeweils niedrigeren Widerstandswerten verbunden sind, wird das Heizelement mit dem höchsten Widerstandswert oder mit dem niedrigsten Widerstandswert jeweils entsprechend dem nied-

^O rigsten oder höchsten Eingangssignalpegel angeschaltet. Auch wenn das Eingangssignal in Form von digitalen Signalen vorliegt, welche die Pegel anzeigen, kann die Verknüpfungsschaltung entsprechend der digitalen Eingangssignale ohne die vorerwähnten Vergleicher auswählen und damit die entsprechenden Heizelemente selektiv ansteuern. Heizelemente mit unterschiedlichen Widerstandswerten können auch dadurch erhalten werden, daß anstelle von unterschiedlichen Abmessungen verschiedenen Materialien verwendet werden.

Im Unterschied zu der vorstehend beschriebenen Steuerung der Größe der Farbtröpfchen durch Auswahl von Heizelementen mit unterschiedlichen Widerstandswerten wird nunmehr ein anderes Verfahren zur Steuerung der (Färb-)Tonwiedergabe beschrieben, wobei das Heizelement mit einem konstan-

ten Widerstandswert mit verschiedenen Ansteuerimpulsen angesteuert wird. Es hat sich nämlich herausgestellt, daß das abgegebene Tröpfchen größer wird, wenn an ein Heizelement ein Impuls konstanter Breite, aber mit einer steigenden Amplitude angelegt wird. Das Tröpfchen wird auch größer ,wenn die Impulsbreite größer ist, während gleichzeitig die maximale Temperatur des Heizelements konstant gehalten wird.

In Fig.19 und 20 sind diese Steuerverfahren dargestellt. In Fig.19 ist ein Fall dargestellt, bei welchem die Impulsamplitude geändert wird, wobei eine an das Heizelement angelegte Impulsform (a) dessen Oberflächentemperatür (b),

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' das in der Flüssigkeit erzeugte Blasenvolumen (c) und die jeweiligen aufgezeichneten Punkte (d) dargestellt, die entsprechend dem abgegebenen Tröpfchen erhalten werden. Folglich steigt mit der größer werdenden Impulsamplitude L die Oberflächentemperatur und damit die Heizenergie, wodurch eine größere Blase erzeugt und damit ein größeres Tröpfchen abgegeben wird. In Fig.20 ist ein Fall dargestellt, bei welchem die Impulsbreite S geändert wird, wobei die angelegten Impulsformen (e), die Oberflächentempe-'" ratur (f) des Heizelements, das Volumen der erzeugten Blase (g) und die Abmessung des abgegebenen Tröpfchens (h) dargestellt sind. Wenn die Impulsbreite größer wird während gleichzeitig die maximale Oberflächentemperatur konstant gehalten wird, nimmt das Volumen der erzeugten Blase entsprechend zu, so daß sich ein größeres Tröpfchen ergibt. Natürlich kann durch eine entsprechende Einstellung der Impulsbreite S und der Amplitude L eine schnelle Abgabe von gleichmäßig großen Tröpfchen erreicht werden. Auch kann die Wiedergabesteuerung automatisch entsprechend dem

Schwärzungsgrad der aufzuzeichnenden oder zu kopierenden Vorlage durchgeführt werden, indem beispielsweise Signale die zu einem eine Vorlage lesenden Fühler in Beziehung gesetzt sind, an den in Fig.18 dargestellten Eingangsanschluß 2 0 angelegt werden oder in dem an den Eingangsan-

~

Schluß 20 ein Signal über einen veränderlichen Widerstand angelegt wird, der mit einer von Hand einstellbaren Schwärzungsgrad-Steuerscheibe verbunden ist. Auch ist eine derartige (Färb-)Tonwiedergabesteuerung in ähnlicher Weise mittels Laserimpulsen durchführbar.

Ferner kann entsprechend einer zeitabhängigen Änderung der Aufzeichnungsflüssigkeit oder durch mögliche Änderungen in der Umgebung der Einrichtung, wie beispielsweise durch ,. eine Temperatur- oder Feuchtigkeitsänderung konstant ein optimales Bild erhalten werden, indem die Blasenerzeugung durch verschiedene wärmeerzeugende oder -steuernde Einrichtungen gesteuert wird. Wenn die bevorzugte Ausführungsform

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bei einer Mehrfarben-Farbstrahlaufzeichnung angewendet wird, ist eine entsprechende Blasensteuerung für jede Farbe erforderlich, und es können durch die vorerwähnte thermische Impulssteuerung gleichmäßige Tröpfchen verschiedener Farbe erhalten werden. Ferner kann durch eine derartige Blasensteuerung ein absichtlich abgewandeltes Farbgleichgewicht beispielsweise ein rötlicher oder bläulicher Farbton oder eine absichtlich vorgenommene Schwärzungsgradbeeinflussung erhalten werden.
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In Fig.21 ist eine schematische Darstellung einer Mehrfarben-Farbstrahl-Aufzeichnungseinrichtung gemäß der Erfindung dargestellt. Nachstehend werden beispielsweise drei verschiedenfarbige Flüssigkeiten C, M und Y verwendet; je-

'5 doch ist die Erfindung nicht auf diesen Fall beschränkt, sonderen sie schließt jede Kombination von zwei oder mehr Farben ein. Bei der in Fig.21 dargestellten Einrichtung sind dementsprechend Flüssigkeiten C, M und Y mit verschiedenen Farben, Farbvorratsbehältern ITC, ITM und ITY, wär-

^ meabgebende Bereiche Al, Heizenergie erzeugende Einrichtungen HC, HM und HY sowie Öffnungen OFC, OFM und OFY vorgesehen. Ferner können zusätzliche wärmeabgebende Teile, Heizelemente und öffnungen vorgesehen sein, oder jede Öffnung kann mit einer Anzahl Heizelemente versehen sein, wie

vorstehend ausgeführt ist. Jede Flüssigkeitsbahn von dem Vorratsbehälter zu der Öffnung enthält nur eine Flüssigkeit; die Anordnung ist jedoch so ausgelegt, daß erforderlichenfalls ein Gemisch aus mehr als zwei Flüssigkeiten eingestellt werden kann. Der wärmeabgebende Teil DL ist

vorgesehen, um eine Zustandsänderung in der flüssigen Farbe mittels der Wärmeenergie zu bewirken, wie vorstehend ausgeführt ist. Die Wärmeenergie abgebenden Einrichtungen HC und HM und HY können ein elektrothermischer Wandler, wie beispielsweise ein Thermoelement, wie es in einem entsprechenden Aufzeichnungskopf verwendet wird, ein Peltierelement oder eine Kombination daraus sein, oder es kann eine energiereiche Strahlung ,wie beispielsweise ein Laser-

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strahl verwendet werden, wie vorstehend ausgeführt ist. Die Einrichtung kann an der Innen- oder Außenwandung des wärmeabgebenden Teils angeordnet sein oder im Fall einer Bestrahlung mit dem Laserstrahl ist eine entsprechende Stelle vorgesehen, über welche die Wärmeenergie der Flüssigkeit in dem Wärmeenergie abgebenden Teil zugeführt werden kann.

Die wärmeerzeugenden Einrichtungen werden entsprechend den Mehrfarben-Eingangssignalen mittels einer Steuerschaltung CC angesteuert. Wenn die erfindungsgemäße Einrichtung als Aufzeichnungseinheit in einem Kopier- oder einem Faksimilegerät verwendet wird, kann eine Fühleinrichtung CF vorgesehen sein, welche Linsen, Filter, Photosensorelemente usw.

aufweist, um eine Mehrfarbeninformation von einer Vorlage GK aufzunehmen. Wenn die Einrichtung als Ausgabeeinheit eines Rechners verwendet wird, ist die Fühleinrichtung entbehrlich, da die Mehrfarbeninformation von dem Rechner erhalten wird. Die Steuereinheit CC enthält eine Einrichtung um selektiv die wärmeerzeugenden Einrichtungen entsprechend der Mehrfarbeninformation anzusteuern, indem beispielsweise elektrothermische Wandler mit Impulsen, Taktgeneratoren, Schieberegister, Speicher, Treiberschaltungen, Synchronisiereinrichtungen angesteuert werden, um die jeweilige Ver-Schiebungsgeschwindigkeit zwischen dem Aufzeichnungsteil und dem Aufzeichnungskopf, usw. festzulegen. Die Wärmemenge, die von den wärmeerzeugenden Einrichtungen abgegeben wird, kann, wie vorstehend ausgeführt, ohen weiteres durch Einstellen der Breite und der Amplitude der Ansteuerimpulse gesteuert werden. Die Schreibflüssigkeiten können entsprechend der Art der gewünschten Aufzeichnung, beispielsweise entsprechend einer graphischen Falschfarbenaufzeichnung, einer farbrichtigen Aufzeichnung oder einer Schwarz-Rot-, d.h. Zweifarbenaufzeichnung für eine Vorla-

gen- oder Kopieaufbereitung geeignet sein. Beispielsweise wird eine graphische Aufzeichnung verwendet, um eine von einem Rechner erhaltene Mehrfarbeninformation mit beliebi-

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gen Farben aufzuzeichnen. Bei einer farbrichtigen Aufzeichnung wird die von der Vorlage abgenommene Information in Farbtrennsignale umgesetzt, die durch drei Photosensoren über Rot-Grün- und Blaufilter erhalten worden sind, wobei die Signale zum Ansteuern von elektrothermischen Wandlern an den wärmeabgebenden Teilen der Aufzeichnungsdüsen verwendet werden.

Ein bevorzugtes Ergebnis wird erhalten, wenn die erfin-]0 dungsgemäße Einrichtung in einer Ausführung verwirklicht wird, die einen Träger mit Heizelementen, eine Rillenplatte, einen Flüssigkeitszuführblock usw. aufweist, wie nachstehend beschrieben wird.

In Fig.22A ist in einer perspektivischen Darstellung eine Ausführungsform eines Mehrfarben-Schreibkopfes dargestellt, der einen Träger SS1 mit Heizelementen, eine Rillenplatte GL1 mit Flüssigkeitszuführrillen, Färbspeicherbehälter ITC, ITM, ITY und Zuführleitungen IPC, IPM, IPY zum Zuführen von mehrfarbigen Aufzeichnungsflüssigkeiten C, M und Y und eine gedruckte Schaltungsplatte PC zum Anlegen von Bildsignalen usw. aufweist. Ferner kann zusätzlich eine wärmeableitende Platte HS und eine Platte OH zur Ausbildung der geforderten Öffnungen OF vorgesehen sein.

In Fig.22B ist die Beziehung zwischen der Rillenplatte und den in Fig.21 dargestellten Farbbehältern gezeigt, während Fig.22C eine Schnittansicht entlang der Linie X-Y in Fig. 22B ist. Wie in Fig.22C dargestellt ,besteht der Träger SS1 aus einem Substrat AM, beispielsweise aus Aluminiumoxid und einer wärmespeichernden Schicht SO, auf welcher als elektrothermische Wandler Heizelemente H1 aus ZrB- oder HfB-, sowie Auswählelektroden P1 und eine gemeinsame Elektrode D1 aus Aluminium ausgebildet sind. Ferner ist

^ auf den Elektroden und an einer Seitenfläche der Öffnungen eine SiO2-Sch.utzsch.icht K vorgesehen. Wie in Fig.22B dargestellt ,besteht die Rillenplatte GL1 aus einer Glas-

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1 oder einer Kunstharzplatte, auf welcher Rillen MC, MM und MY zum Zuführen von Mehrfarbenflüssigkeiten durch eine Diamant-Mikroschneideinrichtung und Flüssigkeitseinlässe ISC, ISM und ISY beispielsweise mittels eines Elektronenstrahl-Verfahrens ausgebildet, welche den Rillen derselben Farbe entsprechen. Auch die Farbbehälter ITC, ITM und ITY sind an den Stellen, die den Einlassen ISC, ISM und ISY entsprechen, mit öffnungen versehen. Obwohl in Fig.22B nur ein Behälter ITY dargestellt ist, sind auch die anderen Behälter ITC und ITM für die Flüssigkeiten oder die anderen Farben C und M in ähnlicher Weise an der Rillenplatte GL1 angebracht. Der Träger, die Rillenplatte und die Farbbehälter sind so zusammegesetzt und miteinander verbunden, daß die Heizelemente jeweils den Rillen entsprechen. Ferner ist ein Rohr IPY¹ vorgesehen, um beim Füllen der Flüssigkeit eventuelle Blasen zu entfernen.

In Fig.22C ist eine Elektrode Pl an der gedruckten Schaltungsplatte PC zum Ansteuern der Heizelemente vorgesehen. Die gemeinsame Elektrode D1 verläuft, wie dargestellt, an den Seiten- und unteren Flächen des Trägers SS1, wodurch der Anschluß an die Elektrode erleichtert ist. Mit einem derartigen Aufbau kann leicht eine Anordnung mit Mehrfachdüsen für mit einer hohen Dichte vorliegende Farben erhalte

ten werden. In einem aus einer Vielzahl Punkten zusammengesetzten Mehrfarbenbild wird eine Verschlechterung der Farbtonwiedergabe oder eine Farbabweichung augenscheinlich, wenn die Lageabweichung der Punkte 150 bis 170μ überschreitet; bei der erfindungsgemäßen Einrichtung ist es sehr

vorteilhaft, daß ein ausreichendes Auflösungsvermögen und eine Farbtonwiedergabe erreicht wird, da die öffnungen in einer Dichte von 10 Zeilen/mm oder sogar noch höher angeordnet werden können und damit innerhalb des vorerwähnten Grenzwertes liegen. Ferner ist bei der Anordnung der sehr

kompakte Aufbau und die sehr geringe Höhe vorteilhaft.

Die dichte Anordnung der öffnungen sollte für jedes Bild

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der dichten Anordnung der Photosensoren in der Photosensoreinrichtung entsprechen. Aus diesem Grund wird für eine farbrichtige Aufzeichnung mit drei Flüssigkeiten und bei einer öffnungsdichte von 12 Zeilen/mm eine dichte Anordnung der Photosensorelemente in der Größenordnung von 4 Zeilen/mm gefordert.

Wenn eine Mehrfachöffnungsanordnung für eine Aufzeichnungseinrichtung, beispielsweise ein Kopiergerät oder ein Fak-

^O similegerät verwendet wird, ist eine lineare Photosensoranordnung als Photosensoreinrichtung vorteilhaft, um mit einer hohen Geschwindigkeit eine Aufzeichnung mit hohem Aufzeichnungsvermögen bei einer einzigen Abtastung zu erhalten. Bei einer derartigen Anordnung ist weiterhin vor-

'^ teilhaft, daß die Steuereinheit einfacher ausgeführt werden kann, da keine besonderen Verzögerungen, Schaltungen oder Speicher erforderlich sind, und daß die Mehrfachöffnungsanordnung leicht herzustellen ist.

Da die Photosensoranordnung SC auch an dem Laserkopf LZH angebracht werden kann, der auf dem Führungsteil Y2, wie in Fig.22B dargestellt, verschiebbar gehaltert ist, so daß das synchronisierte Informationslesen und -Aufzeichnen während der Verschiebung durch den Linearmotor gleichzei-

tig durchgeführt werden kann. Auf diese Weise kann die Schaltung ausgenutzt werden und es kann auch eine kompakte Aufzeichnungseinrichtung mit einem einfachen Aufbau geschaffen werden.

Der in Fig.22B dargestellte Schreibkopf wurde als ein vertikaler 1 χ n-Schreibkopf an dem in Fig.1 und 2 dargestellten Wagen CA angebracht und bei einer Aufzeichnung mit einer schnellen Verschiebung in seitlicher Richtung verwendet, um ein Bild hoher Dichte zu erhalten. Beispielsweise wurde die in Fig.22A bis C dargestellte Einrichtung auf folgende Weise hergestellt. Auf ein 0,6mm dickes Aluminiumoxid-Substrat SS1 wurden durch Bedampfen im Vakuum

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eine SiCU-Schicht (von 3μ), eine ZrB₂~Heizwiderstandsschicht (von 8OoS) und eine Aluminiumschicht (von 500S) zur Ausbildung der Elektroden P1 und D1 aufgebracht und es wurde eine Photoätzung vorgenommen, um 1200 Heizelemente H1 mit jeweils einem Widerstand von 200 herzustellen, die in einem Abstand von 111μ angeordnet sind und eine Breite von 50μ sowie eine Länge von 300μ haben. Anschließend wurde als Schutzschicht K eine SiCU-Schicht in einer Dicke von 1μ durch Bedampfen aufgebracht, wodurch dann elektrothermische Wandler geschaffen sind.

Anschließend wurden eine Rillenplatte GL1 mit 60μ und tiefen Rillen, die in einem Abstand von 111μ (entsprechend einem Abstand von 9 Zeilen/mm) angeordnet waren und welche mittels einer Mikroschneideinrichtung in eine Glasplatte geschnitten waren, sowie Farbbehälter ITC, ITM und ITY aus Glas in der vorbeschriebenen Weise an dem Träger SS1 angebracht und es wurde eine wärmeableitende Platte HS aus Aluminium an der anderen Seite des Trägers befestigt.

Auf diese Weise war ein Aufzeichnungs- bzw. Schreibkopf mit 1200 Öffnungen bei einer Dichte von 9 Zeilen/mm, d.h. mit 400 öffnungen für jede in die Farbbehälter ITC, ITM oder ITY eingefüllte Farbe Zyan, Magenta oder Gelb geschaffen.

Dieser Aufzeichnungskopf wurde mit einer Photosensoreinrichtung, einer Steuereinrichtung, usw. kombiniert und wurde für eine Aufzeichnung mit Zyan, Magenta und Gelb entsprechenden Farbsignalimpulsen verwendet, die an die Heizelemente angelegt wurden, während die Flüssigkeiten mit einem solchen Druck zugeführt wurden, daß, wenn keine Bildsignalimpulse anliegen, die Flüssigkeiten nicht aus den Öffnungen austreten. Es wurde dann bei einer sehr hohen Schreibgeschwindigkeit ein Farbbild mit einer ausgezeichneten Auflösung und einer sehr guten Farbtonwiedergabe erhalten; jedoch war die Farbe niclit gut ausgewogen, so daß der graue Bereich, der durch die übereinander auf-

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] gebrachten Farben Zyan, Magenta und Gelb erhalten wurde, etwas gelblich war. Auch war die Dichte bzw. der "Schwärzungsgrad" des ganzen Bildes etwas unzureichend. Aus diesem Grund wurde in Fig.23 dargestellte ,veränderliche Widerstände VRC, VRM und VRY entsprechend eingestellt, um eine Impulsbreite von 15με für die Farben Zyan und Magenta und eine Impulsbreite von ΙΟμβ für die Farbe Gelb zu schaffen. Auf diese Weise konnte dann eine zufriedenstellende, neutrale graue Farbe und eine bessere Bilddichte erhalten werden.

Die Aufzeichnungsbedingungen bei dem vorstehend beschriebenen Versuch sind in der folgenden Aufstellung angegeben:

Ansteuerspannung 35V
Frequenz 5kHz

Aufzeichnungsmaterial Banknotenpapier (Seven Stars;

Größe A, 28,5kg; Hokuetsu Papier) Farben

(Y) Gelb Gelb RY (Orient Chemical) 2,0g

Äthanol 80,0g

Diäthylenglykol 18,0g

(M) Magenta Rot BT 3,0g

Äthanol 80,0g

Diäthylenglykol , 17,0g

(C) Zyan Blau RL 2,0g

Äthanol 80,0g

Diäthylenglykol 1 8,Og

in der in Fig. 23 dargestellten Schaltung enthalten die Schaltungen CSC, CSM und CSY Sensoren, Analog-Digital-Umsetzer usw. für die jeweiligen Farben. Ferner sind Impulsgeneratoren PGC, PGM und PGY zum Erzeugen von Ansteuerimpulsen entsprechend den AusgangsSignalen der Schaltungen

° SCC, SCM und SCY vorgesehen.In denlmpulsgeneratoren sind Verstärker PAC, PAM und PAY für die Ausgangsimpulse angeordnet, und zum Steuern der Breite und der Amplitude der

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' Ausgangsimpulse sind veränderliche Widerstände VRC, VRM und VRY vorgesehen.

Wie vorstehend ausgeführt, können optimale thermische Impulse oder Blasen für verschiedene Farben enthaltende Farbflüssigkeiten entsprechend der vorstehenden Aufstellung durch entsprechendes Einstellen der veränderlichen Widerstände VRC, VRM und VRY erhalten werden. Natürlich können die veränderlichen Widerstände beispielsweise durch die '" Signale, die zu den eine Vorlage lesenden Sensoren in Beziehung gesetzt sind, oder durch die Faksimilesignale gesteuert werden. Statt mit den veränderlichen Widerständen kann eine ähnliche Steuerung auch durch eine entsprechende Einstellung der Laserausgänge für die verschiedenen Farben '^erhalten werden.

Ende der Beschreibung

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Claims

Patentansprüche

1. Aufzeichnungseinrichtung, gekennzeichnet durch einen Linearmotor, durch einen von dem Linearmotor angetriebenen Aufzeichnungskopf, durch eine Einrichtung zum Fühlen der Länge von mittels des Aufzeichnungskopfes aufgezeichneten Daten, und durch eine Einrichtung zum Ändern der Laufrichtung des Aufzeichnungskopfes entsprechend dem Ausgangssignal der Fühleinrichtung.

2. Aufzeichnungseinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Fühlen des Vorhandenseins oder Fehlens eines nachfolgenden Aufzeichnungsbefehls, und durch eine Einrichtung zum Auswählen verschie- dener Stellungen zum Ändern der Verschiebungsrichtung des Aufzeichnungskopfes entsprechend dem Ausgang der Fühleinrichtung.

3. Aufzeichnungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e 20kennzeichnet, daß das Fühlen der Stellung und der Geschwindigkeit des Aufzeichnungskopfes mittels einer ein einziges Signal erzeugenden Einrichtung durchgeführt ist.

4. Aufzeichnungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch g ekennzeichnet, daß der Aufzeichnungskopf eine Anzahl Farbstrahldüsen aufweist.

5. Aufzeichnungseinrichtung, gekennzeichnet durch einen Aufzeichnungskopf mit einer Farbkammer zum Abgeben

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von Flüssigkeitströpfchen mittels einer Blasenerzeugung, und durch eine Einrichtung zum Bewegen des Aufzeichnungskopfes mit hoher Geschwindigkeit.

56. Aufzeichnungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch g e kennzeichnet,-daß die Bewegungseinrichtung einen Linearmotor aufweist.

7. Aufzeichnungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch g elOkennzeichnet, daß mittels der Verschiebungseinrichtung eine Steuerung zum Auswählen verschiedener Umkehrstellungen für die Flüssigkeitskammer bei einer nicht unterbrochenen und einer unterbrochenen Aufzeichnung durchführbar ist.

8. Aufzeichnungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch g ekennzeich.net, daß der Aufzeichnungskopf eine Anzahl Flüssigkeitskammern aufweist.

9. Aufzeichnungseinrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine Schutzeinrichtung für den Aufzeichnungskopf .

10. Aufzeichnungseinrichtung nach Anspruch 5, g e k e η nze ichnet durch eine Einrichtung zum Fühlen der Stellung des Aufzeichnungskopfes.

11. Aufzeichnungseinrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Fühlen der Ge-

^schwindigkeit des Aufzeichnungskopfes.

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