DE3012698A1

DE3012698A1 - Verfahren und einrichtung zur erzeugung von fluessigkeitstroepfchen

Info

Publication number: DE3012698A1
Application number: DE19803012698
Authority: DE
Inventors: Naoki Yokohama Kanagawa Ayata; Mitsuaki Machida Tokio/Tokyo Seki; Yoshiaki Yokohama Kanagawa Shirato; Yasushi Sagamihara Kanagawa Takatori
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1979-04-02
Filing date: 1980-04-01
Publication date: 1981-03-26
Also published as: AU2804984A; GB2124980A; US6139126A; GB2050252B; US6264297B1; AU555462B2; GB2050252A; US4463359A; AU537301B2; DE3012698C2; AU5712480A; US5486848A; GB8300341D0; GB2124980B; US5006864A

Description

Verfahren und Einrichtung zur Erzeugung von Flüssigkeitströpfchen

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Einrichtung zur Erzeugung von Tröpfchen; insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren und eine Einrichtung zur Abgabe von Tröpfchen aus einer Düsenöffnung, die mit einer kleinen Flüssigkeitskammer in Verbindung steht, welche zugeführte Flüssigkeit enthält; im einzelnen bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum wiederholten schnellen Erzeugen von Tröpfchen und auf eine Einrichtung, die das genaue Erzeugen von Tröpfchen mit gleichmäßigem Durchmesser zuläßt.

In dem diesbezüglichen Fachbereich sind schon Tintenstrahl-Aufzeichnungsgeräte wie beispielsweise in der "Tröpfchen nach Bedarf"-Ausführung bekannt, die in der letzten Zeit aufgrund ihrer vernachlässigbar geringen Geräuschentwicklung und des Fehlens unnötiger Tintenablagerung bei der Aufzeichnung besondere Aufmerksamkeit gefunden haben. Diese Art der Aufzeichnung wird deshalb für besonders brauchbar gehalten, weil die Aufzeichnung auf gewöhnlichem Papier ohne besondere Fixierbehandlung möglich ist. Auf dem Gebiet dieser "Tröpfchen nach Be-

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Deutsche Bank (Muncheni KIo. 51/61070

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darf"-Tintenstrahl-Aufzeichnung wurden unterschiedliche Einrichtungen vorgeschlagen, von denen einige schon im Handel sind, während andere noch in der Entwicklung stehen.

Zusammenfassend gesehen erfolgt die "Tröpfchen nach Bedarf"-Tintenstrahl-Aufzeichnung dadurch, daß im Ansprechen auf ein Befehlssignal aus einer kleinen Düsenöffnung ein Tröpfchen einer als Tinte bezeichneten Auf-Zeichnungsflüssigkeit ausgestoßen wird und das Tröpfchen auf ein Aufzeichnungsmaterial aufgebracht wird. Bei den bekannten Verfahren erfolgt die Tröpfchenerzeugung beispielsweise durch Verwendung eines piezoelektrischen Elements.

Die Erfindung betrifft ein neuartiges Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren mit bedarfsweiser Tröpfchenerzeugung, das sich von dem herkömmlichen Verfahren mit dem piezoelektrischen Element unterscheidet und bei dem der Tröpfchenausstoß aus einer kleinen Düsenöffnung dadurch herbeigeführt wird, daß ein Ansteuerungssignal an die in eine kleine Flüssigkeitskammer eingeführte Flüssigkeit angelegt wird, wodurch eine Bläschenerzeugung in der Flüssigkeit hervorgerufen wird. Auf dem betreffenden Sachgebiet ist auch in der US-PS 3 878 519 eine weitere Einrichtung beschrieben, die jedoch insofern unzulänglich ist, als eine Druckerzeugungs- und Ablenkvorrichtung notwendig ist, aufgrund der geringen Tröpfchenformungskraft Tröpfchen mit unzureichender Gleichmäßigkeit gebildet wer-

^ou den und ferner ein Flüssigkeitsrückgewinnungsmechanismus für unbenutzte Tröpfchen erforderlich ist, so daß die Einrichtung nicht kompakt aufgebaut werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ver- ° fahren bzw. eine Einrichtung zur Tröpfchenerzeugung zu schaffen, beiweichen die mit der herkömmlichen Technologie bisher ungelösten technischen Probleme auf diesem Gebiet gelöst sind und die zum Hochgeschwindigkeits-

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Tröpfchenausstoß ohne Störungen durch mangelhaften oder ausfallenden Tröpfchenausstoß gut geeignet sind.

Ferner soll mit der Erfindung eine Einrichtung geschaffen werden, die vor Erreichen eines stabilen Tropfchenausstoß-Zustandes nur eine sehr kurze Einleitungsperiode hat und bei der nach dem Tröpfchenausstoß ein allmähliches Zurückziehen eines Flüssigkeits-Menikus bzw. einer Flussigkeits-Kuppe erzielt wird.
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Ferner soll die erfindungsgemäße Tröpfchenabgabebzw. Tropfchenerzeugungs-Einrichtung eine leichte Wartung zulassen.

Die erfindungsgemäße Tropfchen-Erzeugungseinrichtung ermöglicht es, eine Gleichförmigkeit der Größe der ausgestoßenen Tröpfchen, eine gleichmäßige Ausstoßdauer und eine hohe Ausstoßfrequenz zu erzielen, einen Tröpfchenausstoßkopf aufgrund eines weitaus einfacheren Aufbaus und einer leichten feinmechanischen Bearbeitung des Kopfs beträchtlich kompakter zu gestalten sowie aufgrund eines derartigen einfachen Aufbaus und der einfachen mechanischen Bearbeitung einen Mehrfachdüsenkopf herzustellen, der beispielsweise bei einem Hochgeschwindigkeits-Aufzeichnungsgerät unentbehrlich ist. Ferner läßt die erfindungsgemäße Einrichtung bei dem Entwurf eines Mehrfachdüsen-Ausstoßkopfes eine beliebige Anordnung der Ausstoß-Düsenöffnungen zu, was die Anwendung eines füi die Massenproduktion geeigneten Blockaufbaus bei

^ dem Ausstoßkopf erleichtert.

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Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1, 2 und 3 sind erläuternde schematische

Ansichten, die das Arbeitsprinzip bei der Tröpfchenerzeugung zeigen.

Fig. 4 ist ein Kurvenformdiagramm, das unterschiedliehe Steuersignale zeigt.

Fig. 5 zeigt schematisch den Aufbau eines Tröpfchenausstoß-Kopfes .

Fig. 6A und 6B sind eine perspektivische Teilansicht

bzw. eine Schnittansicht des Kopfes.

Fig. 7 ist eine Schnittansicht einer Tropfchenerzeugungs-Einrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel.

Fig. 8 ist ein schematisches Schaltbild, das ein Beispiel für eine Steuerschaltung zeigt.

Fig. 9 und 10 sind Kurvenformdiagramme für Steuersignale.

Fig. 11 ist eine schematische Ansicht einer Farbaufzeichnungs-Einrichtung.

Fig. 12A, 12B und 12C zeigen Beispiele für den

Aufbau eines Aufzeichnungskopfs hierfür.

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Fig. 13 ist ein Blockschaltbild eines Beispiels einer Steuerschaltung hierfür.

Fig. 14 ist eine perspektivische Ansicht, die ein weiteres Beispiel für den Aufbau eines Kopfes zeigt.

Fig. 15 ist eine perspektivische Ansicht eines

Tröpfchenausstoß-Kopfes in Kassettenaufbau.

Fig. 16 ist eine Schnittansicht eines Tintenzufuhr-Abschnitts des Kopfes.

~r Fig. 17 ist eine perspektivische Ansicht eines

Ausführungsbeispieles eines Voll zeilen-· Mehrfachkopfes.

Fig. 18 ist eine vergrößerte Vorderansicht eines 2Q Teils des Kopfes.

Fig. 19 ist eine perspektivische Ansicht, die

ein weiteres Beispiel für einen Kassettenaufbau zeigt.

Fig. 20 ist eine perspektivische Ansicht, die

einen mit dem Kassettenaufbau erzielten Vollseilen-Mehrfachkopfes zeigt.

Fig. 21 ist ein Schaltbild, das ein Beispiel für

eine Steuerschaltung hierfür zeigt.

Fig. 22 ist ein Kurvenformdiagramm, das Steuersignale der Steuerschaltung zeigt. 35

-¹⁸- 3Q12698 ^DEO313 Fig. 23A und 23B sind in der in Fig. 23 gezeigten

Verbindung ein Schaltbild, das ein weiteres Beispiel einer Steuerschaltung zeigt.
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Fig. 24 ist ein Kurvenformdiagramm, das Steuersignale der Steuerschaltung zeigt.

Fig. 25, 26 und 27 sind Schaltbilder, die weitere Beispiele der Steuerschaltung zeigen.

Fig. 2 8 ist eine perspektivische Ansicht,

die ein weiteres Beispiel eines Kopfes zeigt.
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Fig. 29 ist eine Schnittansicht des Kopfes.

Fig. 30 und 31 sind Schnittansichten, die weitere

Beispiele für Köpfe zeigen. 20

Fig. 32 ist eine perspektivische Ansicht, die ein weiteres Beispiel eines Kopfes zeigt.

Fig. 33 ist eine vergrößerte Vorderansicht, die den Kopf und dessen Lage in bezug auf

einen Lesesensor zeigt.

Fig. 34 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Beispiel einer Vorlagenleseeinheit zeigt.

Fig. 35 ist ein schematisch.es Blockschaltbild, das ein Beispiel einer Steuerschaltung

für ein Aufzeichnungsgerät zeigt. 35

Fig. 36 und 37 sind Kurvenformdiagramme, die Steuersignale zeigen.

Fig. 38 ist ein Teilschaltbild, das den Aufbau eines Speichers zeigt.

Fig. 39 ist eine graphische Darstellung, die die Lage des Speicherinhalts beim Information-Lesen zeigt.
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Fig. 4OA und 4OB sind in der in Fig. 40 gezeigten Verbindung ein Ablaufdiagramm, das die Betriebsweise bei der Informations-Auslesung zeigt.
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Fig. 41 ist eine Ansicht, die ein Beispiel für den Aufbau von Lese- und Aufzeichnungsköpfen zeigt.

Fig. 42 ist ein Schaltbild, das ein Beispiel

einer Ansteuerungsschaltung für den Aufzeichnungskopf zeigt.

Fig. 43 ist ein schematisches Blockschaltbild einer Steuerschaltung hierfür.

Fig. 44 ist ein Kurvenformdiagramm, das die Funktionsweise der Steuerschaltung zeigt.

Fig. 45 ist ein Schaltbild, das ein weiteres Beispiel einer Ansteuerungsschaltung zeigt.

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Fig. 46 ist ein schematisches Blockschaltbild

einer Steuerschaltung hierfür.

Fig. 47 ist eine Ansicht, die ein weiteres Beispiel für den Aufbau eines Kopfes zeigt.

Fig. 48 ist eine Ansicht, die ein nächstes Beispiel für den Aufbau eines Kopfes zeigt.

Fig. 49X und 49Y sind Schnittansichten des Kopfes.

Fig. 50 und 51 sind scheinatische Ansichten von weiteren Beispielen hierfür.

Fig. 52 ist eine perspektivische Ansicht für

ein weiteres Beispiel einer Wärmeerzeugungseinheit des Kopfes.

Fig. 53 ist eine schematische Ansicht eines Beispiels eines Aufzeichnungsgeräts.

Fig. 5 4 ist eine perspektivische Ansicht einer Trommeleinheit desselben.

Fig. 55 ist eine Schnittansicht einer Ausführungsform des Geräts.

Fig. 56 ist eine schematische Ansicht, die das

Prinzip bei einer Korrektur der Kopflage zeigt.

Fig. 57 ist eine Schnittansicht für ein Ausführungsbeispiel des Geräts.

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Fig. 58 ist eine perspektivische Ansicht eines

Beispiels einer Vertikaleinstellvorrichtung.

Fig. 59 ist eine perspektivische Ansicht eines

Beispiels eines Mechanismus zur Änderung der Tintenausstoß-Richtung.

Fig. 60 ist eine Schnittansicht für die Erläuterung des Prinzips bei der Entfernung von

Bläschen.

Fig. 61 ist eine Schnittansicht, die ein Beispiel einer Tinten- bzw. Flüssigkeitskammer zeigt.

In der Fig. 1 ist in schematischer Ansicht das Prinzip des Tropfchenausstoßeä mittels eines Tröpfchenausstoß-Kopfes bei dem Verfahren und der Einrichtung zur Tröpfchenerzeugung gezeigt.

Eine den Ausstoßkopf bildende Flüssigkeitskammer W wird mit Flüssigkeit bzw. Tinte IK gespeist. Auf den Empfang eines Ansteuerungs- bzw. Steuersignals hin

^/J beginnt eine Temperaturanhebung mittels eines Heizelements H1 mit einer Breite Al/ das in einem Abstand 1 von einer Düsenöffnung OF angeordnet ist. Wenn das Heizelement H1 eine Temperatur oberhalb des Verdampfungspunkts der in einem Kammerteil W1 an dem Heizelement

enthaltenen Flüssigkeit erreicht, wird an dem Heizelement H1 ein Bläschen B erzeugt. Mit dem Anstieg der Temperatur des Heizelements H1 vergrößert sich schnell das Volumen des Bläschens B. Als Folge davon steigt der Druck in dem Kammerteil W1 schnell an, so daß die in

dem Kammerteil W1 vorhandene Flüssigkeit schnell in Rieh-

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tung zu der Düsenöffnung OF und in Gegenrichtung in einem Ausmaß verdrängt wird, das gleich der Volumenssteigerung des erzeugten Bläschens B ist. Folglich wird ein Teil der in dem Abschnitt des Abstands bzw. der Strecke 1 der Kammer W vorhandene Flüssigkeit aus der Düsenöffnung OF ausgestoßen. Die ausgestoßene Flüssigkeit bildet eine Flüssigkeitssäule, deren vorderes Ende die bis zum Abschluß ihres Anwachsens zugeführte kinetische Energie sammelt. Falls das Bläschen B gegen die Decke der Flüssigkeitskammer W bzw. des Kammerteils W1 stößt, wird die Stoßkraft in Längsrichtung umgelenkt, so daß die Tröpfchen-Vortriebskraft gesteigert wird.

Auf die Beendigung des Steuersignals hin, das dem Heizelement H1 zugeführt wird, beginnt dessen Temperatur allmählich abzusinken, wodurch an dem Bläschen B unter einer geringfügigen Zeitverzögerung eine Volumensverringerung beginnt. Zugleich mit der Volumensverringerung wird von der Düsenöffnung OF her sowie von der Gegenrichtung her wieder Flüssigkeit in dem Bereich der Strecke Al bzw. des Kammerteils W1 eingefüllt. Auf diese Weise wird die in der JSfähe der Düsenöffnung OF vorhandene Flüssigkeit in die Kammer W zurückgezogen, so daß die kinetische Energie des vorderen Endteils der Flüssigkeitssäule zu derjenigen des der Düsenöffnung OF nahen Teils der Flüssigkeitssäule entgegengesetzt gerichtet ist. Auf diese Weise wird der vordere Endteil von der Flüssigkeitssäule abgesondert und bildet ein kleines Tröpfchen ID, das zu einem Material PP hin fliegt und dort an einer vorbe-

° stimmten Stelle abgelagert wird. Das Bläschen B an dem Heizelement H1 verschwindet allmählich durch die Wärmeabfuhr. Die allmähliche Auslöschung bzw. Beseitigung des Bläschens B bewirkt ein langsames Zurückziehen einer Flüssigkeits-Kuppe bzw. eines Meniskus IM an der Düsen-

öffnung, wobei dessen beständige Oberfläche aufrechterhalten wird, so daß es damit möglich ist, Schwierigkeiten

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hinsichtlich eines Ausfalls des nachfolgenden Tröpfchenausstoßes auszuschalten, die sich aus einer übermäßigen Meniskus-Zurückziehung ergeben würden, durch die aus dem zerstörten Menismus bzw. dessen Fläche die Einführung von Luft verursacht wäre. Die Stelle der Bläschenerzeugung muß in geeigneter Weise gewählt werden, da dann, wenn die Stelle zu nahe an der Düsenöffnung OF liegt, das Bläschen selbst gleichfalls aus der Düsenöffnung OF ausgestoßen wird und das Tröpfchen ID zerstört, während ein zu weit von der Düsenöffnung OF entfernt erzeugtes Bläschen keinen Tröpfchenausstoß herbeiführen kann. Die allmähliche Zusammenziehung bzw. Verringerung des Bläschens B wird durch Wärmeabfuhr an dem Heizelement, dem Bläschen oder der Flüssigkeit, durch Kondensation in den Flüssigkeitszustand, durch kapillare Flüssigkeitszufuhr oder durch aus diesen Vorgängen kombinierte Vorgänge herbeigeführt.

Die Ausmaße des aus der Düsenöffnung OF ausgestoßenen Tröpfchens ID hängen von den Parametern der Einrichtung wie der Menge zugeführter Energie, der Breite Δ 1 des Energiezufuhr-Teils, dem Innendurchmesser d der Flüssig- keitskammer W, dem Abstand 1 von der Düsenöffnung OF bis zu dem Heizelement H1 usw. sowie von den physikalisehen Eigenschaften der Flüssigkeit IK wie der spezifischen Wärme, der Wärmeleitfähigkeit, dem Wärmeausdehnungskoeffizienten, der Viskosität usw. ab. Anstelle des Heizelements kann auch eine momentane Bestrahlung mit einem Laserimpuls LZP eingesetzt werden, die auf gleichartige Weise für den Tröpfchenausstoß eine plötzliche Erzeugung und allmähliche Beseitigung des Bläschens B verursacht. In diesem Fall kann das Element H1 an dem Abschnitt Al bzw. dem Kammerteil W1 gewünschtenfalls als Reflektor oder Wärmesammler zur Verbesserung der Wärmeerzeugung mittels des Laserimpulses LZP verwendet werden. Hinsichtlich der Flüssigkeit IK besteht nicht unbe-

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dingt eine Einschränkung auf eine Aufzeichnungsflüssigkeit; vielmehr können auch andere Flüssigkeiten wie Wasser, Lösungen von Chemikalien oder Düngemitteln usw. verwendet sein.

Die Fig. 2 zeigt schematisch den Ablauf des Flüssigkeitsausstoßes in Schritten bzw. zu Zeitpunkten to bis t9, wobei die Flüssigkeitskammer W, das Heizelement H1 und die Düsenöffnung OF gezeigt sind und die Flüssigkeit IK durch Kapillarwirkung aus der Richtung P zugeführt wird. Die Fig. 3(A) zeigt ein Beispiel für den Ansteuerungs- bzw. Steuerimpuls, wobei die ZeitpunktßtO bis t9 jeweils denjenigen in Fig. 2 entsprechen. Die Fig. 3(B) zeigt die Temperaturänderung des Heizelements H1, während die Fig. 3(C) die Volumensänderung des Bläschens B zeigt. Der Zeitpunkt to stellt den Zustand vor dem Tröpfchenausstoß dar; zu einem Zeitpunkt tP zwischen den Zeitpunkten to und ti wird dem Heizelement H1 ein Steuerimpuls E zugeführt. Gemäß der Darstellung beginnt gleichzeitig

_on mit dem Anlegen des Steuerimpulses E an dem Heizelement H1 der Temperaturanstieg. Zu dem Zeitpunkt ti erreicht das Heizelement eine den Verdampfungspunkt der Flüssigkeit IK übersteigende Temperatur, wodurch Bläschen B erscheinen und der Meniskus IM entsprechend der Verdrängung der

„c Flüssigkeit IK durch die Bläschen B aus der Düsenöffnung herausgetrieben wird. Zum Zeitpunkt t2 sind die Bläschen B weiter entwickelt, so daß ein weiter vorstehender Meniskus IM entsteht. Der Meniskus IM wird zu dem Zeitpunkt t3 weiter ausgedehnt, an dem gemäß der Darstellung

3Q in Fig. 3(A) der Steuerimpuls E endet und gemäß der Darstellung in Fig. 3(B) das Heizelement H1 die höchste Temperatur annimmt. Obgleich gemäß der Darstellung in Fig. 3(B) die Temperatur des Heizelements H1 zu dem Zeitpunkt "t4 schon abnimmt, erreicht zu diesem Zeitpunkt gemaß der Darstellung in Fig. 3(C) das Bläschen B das größte Volumen, so daß der Meniskus IM noch stärker erweitert ist. Zu dem Zeitpunkt t5 beginnt die Zusammen-

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Ziehung des Bläschens B, so daß entsprechend der Volumensverringerung des Bläschens B die Flüssigkeit IK aus dem vorstehenden Abschnitt in die Flüssigkeitskammer W zurückgezogen wird, wodurch der Meniskus IM eine Einschnürung Q entwickelt. Zu dem Zeitpunkt t6 wird aufgrund der weiter fortschreitenden Zusammenziehung des Bläschens B das Tröpfchen ID von dem Meniskus IM' abgesondert. Zu dem Zeitpunkt t7 ist das Tröpfchen ID völlig ausgestoßen, während sich aufgrund der fortgesetzten Zusammenziehung des Bläschens B der Meniskus IM' weiter der Fläche der Düsenöffnung OF nähert. Zu dem Zeitpunkt t8, zu dem das Bläschen B der Auslöschung bzw. Beseitigung nahe ist, ist der Meniskus IM' noch weiter in eine Lage an der Innenseite der Düsenöffnung OF zurückgezogen. Zu dem Zeitpunkt t9 ist die Flüssigkeit IK wieder nachgefüllt, so daß der Ausgangszustand für den Zeitpunkt to eingenommen ist.

Aus dem vorstehenden ist ersichtlich, daß die Form des dem Heizelement H1 zugeführten Steuersignals ein bedeutender Faktor zur Erzielung eines beständigen Ausstoßes der Flüssigkeit IK ist. Zur Tröpfchenabtrennung ist auch die Zusammenziehung des Bläschens von Bedeutung, die jedoch leicht durch die Form des Steuersignals gesteuert werden kann. Ferner ist es durch die Form des Steuersignals möglich, die Tröpfchenausstoß-Frequenz zu steigern.

Die Fig. 4 zeigt verschiedene Beispiele von Steuersignalen und dementsprechenden Temperaturänderungen an dem Heizelement H1 sowie Volumensänderungen des Bläschens B.

Diese Steuersignal-Impulse ermöglichen einen zufriedenstellenden Tröpfchenausstoß. Die Kurvenform nach (a) ist besonders insofern vorteilhaft, als keine besonderen Anforderungen hinsichtlich der Ansteuerungs-

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schaltung bestehen, wie im Falle einer piezoelektrischen Ansteuerung ein hoher Widerstand in einer RC-Entladungsschaltung. Die Kurvenform nach (b) ergibt eine Vorerwärmung vor Beginn des Impulses, wodurch die Impulsbreite für den Tröpfchenausstoß verringert wird. Mit dieser Kurvenform wird eine schnelle Bläschenerzeugung erzielt, was hinsichtlich einer Verbesserung der Ausstoßgeschwindigkeit und der Ausstoßfrequenz wirkungsvoll ist. Ferner läßt es das nur bei dem Tröpfchenausstoß vorgenommene Vorerwärmen zu, eine übermäßige Erwärmung der Flüssigkeit zu verhindern. Die Kurvenform nach (c) ergibt eine dem Steuerimpuls folgende Nacherwärmung, wodurch ein weiter abklingendes Zurückziehen des Meniskus nach der Ablösung des Tröpfchens erzielt wird. Diese Kurvenform ist dafür wirksam, das Einleiten von Luft in die Flüssigkeitskammer nach dem Tröpfchenausstoß zu vermeiden und dadurch einen gleichförmigen Ausstoß für die nachfolgenden Tröpfchen sicherzustellen. In diesem Fall erfolgt die Nacherwärmung nur bei der Aufzeichnung, so daß das Bläschen vollständig zerstört bzw. beseitigt wird, um damit den nachfolgenden Tröpfchenausstoß sicherzustellen. Die Kurvenform nach (d) schließt eine allmähliche Wärmeabfuhr bzw. -verteilung ein, um damit eine gleichmäßige Tropfchenablösung herbeizuführen und danach ein übermäßiges Zurückziehen des Meniskus zu verhindern; somit ist diese Kurvenform dazu wirkungsvoll, ohne Aufgabe der Tröpfchengeschwindigkeit ein allmähliches Zurückziehen des Meniskus zu erzielen. Ferner wird bei der Kurvenform nach (e) ein wirkungsvolles Steuersignal durch Kombination der Kurvenformen nach (b) und (d) erzielt.

In jedem Fall ist es möglich, allein durch Steuerung des Ansteuerungssignals ohne Anwendung beispielsweise eines externen hohen Widerstands eine sehr allmählich verlaufende Wärmeabfuhr an dem Heizelement sowie eine gleichermaßen abklingende Bläschen-Zusammenziehung herbeizuführen und bei Empfang des nachfolgenden Ausstoß-

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Befehlsimpulses einen Ausfall bzw. Mangel des Tropfchenausstößes aufgrund eines schnellen Zurückziehens des Meniskus zu verhindern, durch das von der Düsenöffnung her Luft eingeleitet wird. Der günstigste Zusammenhang zwischen der Erzeugung und Zusammenziehung des Bläschens und dem Steuersignal wird durch dessen Impulsbreite S sowie dessen Impulsamplitude oder -höhe L bestimmt. Die Kurvenform nach (a) ist in Berücksichtigung der Funktion von hochintegrierten Schaltungen vorzuziehen und besonders bei der Verwendung eines Laserimpulses vorzuziehen. Im Falle der Verwendung eines Festkörper-Lasers ist es ziemlich einfach, die Intensität des Laserimpulses zu steuern und den Kurvenformen nach (b) bis (e) ähnliche Kurvenformen zu erzielen, wodurch eine Steuerung der Wärmeerzeugung bzw. des Bläschenzustands mittels des Laser-Lichts erzielbar ist. Der nachfolgend verwendete Ausdruck "Heizelement" schließt daher auch andere Wärmeerzeugungseinrichtungen wie Laserstrahlen oder Infrarotstrahlen ein.

Die Fig. 5 zeigt ein Beispiel für den Aufbau eines Kopfes in einer schematisehen, auseinandergezogen dargestellten perspektivischen Ansicht, gemäß der ein Substrat SS1 an seiner Oberfläche mit Heizelementen H1 bis H7, einer gemeinsamen Elektrode D1 und Wählelektroden 11 bis 17 versehen ist. Die Heizelemente H1 bis H7 haben die gleiche Fläche und den gleichen Widerstand und sind so angeordnet, daß sie jeweils mit Flüssigkeitskammern übereinstimmen. Eine Platte GL1 ist mit einem Flüssigkeitszufuhr-Einlaß IS, kleinen Nuten M1 bis M7, die die Flüssigkeitskammern bilden, und einer gemeinsamen Ausnehmung ND für die Zufuhr der Flüssigkeit zu den Flussigkeitskammern versehen. Ferner ist die Nuten-Platte GL1 nötigenfalls an der Tröpfchenausstoß-Seite mit einer (nicht ge-

zeigten) Düsenöffnungsplatte versehen. Die Platte GL1 ist

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] aus einer Glasplatte gebildet, die einem Ätzvorgang zur Herstellung der gemeinsamen Ausnehmung ND und der Nuten M1 bis M7 unterzogen ist, welche dann mit dem Substrat SS1 zusammengesetzt werden, um dadurch mehrere Flüssigkeitskammern zu bilden. Folglich werden die Nuten M1 bis M7 so angesetzt, daß sie jeweils mit den Heizelementen übereinstimmen. Die Heizelemente H1 bis H7 führen selektiv eine Wärmeerzeugung mit einem Energiewert herbei, der dem Eingangssignalpegel entspricht. Es ist ferner möglich, statt an dem Substrat SS1 die Heizelemente anzubringen das Substrat SS1 als einfachen Flüssigkeitshalter zu verwenden, wobei in diesem Fall ein an einer Führungsschiene CG verschiebbar angebrachter Festkörperlaser wie beispielsweise ein Halbleiter-Laserkopf LZH intermittierend oder kontinuierlich so verschoben wird, daß durch die Platte GL1 hindurch die Nuten selektiv mit Laserimpulsen LZP einer vorbestimmten Länge bestrahlt werden. Ferner können statt der Heizelemente mehrere Laserköpfe LZH fest angebracht werden. Die Fig. 6A und 6B zeigen in Teildarstellung Einzelheiten des Substrats SS1 mit den darauf angebrachten Heizelementen H1 bis H7. Auf einem beispielsweise aus Aluminium hergestellten Substrat AM sind eine Wärmespeicherschicht SO (von einigen um Dicke) sowie eine Heizwiderstands-Schicht H aus ZrB₂ (in 80 nm Dicke) und eine Aluminium-Elektrodenschicht Al (in 500 nm Dicke) aufgebracht, welche gezielt zur Bildung der Heizelemente Hi , H2 usw. mit jeweils 60 um Breite und 75 μΐη Länge, der gemeinsamen Elektrode D1 und der Wählelektroden 11, 12 usw. geätzt sind. Gemäß der Darstellung in Fig. 6B sind die Heizelemente und die Elektrodenschicht AL mit einer SiO^-Schutzschicht K (mit 1 um Dicke) überdeckt.

Die Fig. 7 zeigt in einem Querschnitt ein weiteres Ausführungsbeispiel des Tröpfchenausstoß-Kopfs, das ^ grundsätzlich dem vorangehend beschriebenen gleichartig ist und das mit mehreren Heizelementen HI, HII und Hill zur Steuerung der Tönungswiedergabe versehen ist. Gemäß

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" ²⁹ " 3012598 ^{DE O313} der Darstellung ist das mit den Heizelementen HI, HII und Hill versehene Substrat SS1 auf einen Metall-Kühlkörper HS aufgesetzt und mit der Nuten-Platte GL1 gemäß der vorangehenden Beschreibung abgedeckt, um dadurch dazwischen eine Flüssigkeitskammer W zu bilden. Die mit Nuten versehene Platte GL1 ist mit einem Flüssigkeitszufuhr-Einlaß IS und einem mit einem O-Ring OR versehenen Stopfen FF versehen, der zur Entfernung von Bläschen bei der Flüssigkeitsfüllung und zur Reinigung der Düse dient. Der Einlaß IS ist mit einem Filter FL zum Abhalten kleiner Staubteilchen, einem Filterhalter-Block FH zum Halten des Filters, einem Rohrhalter-Gummiteil PH zum Festlegen eines Rohrs IP für die Tinten- bzw. Flüssigkeitszufuhr von außen und einem Gummiteil-Halter RH für das Festlegen des Gummiteils versehen. An dem vorderen Ende der Flüssigkeitskammer W ist zur Erzielung von Tröpfchen einer gewünschten Form eine Düsenöffnungsplatte OP angebracht, die jedoch weggelassen werden kann, falls gemäß der Darstellung in den Fig. 5 und 6 die Flüssigkeitskammer W selbst zur Bildung der Düsenöffnung ausgestaltet ist.

Wie es in der Fig. 7 übertrieben dargestellt ist, ist die Flüssigkeitskammer W in ihrer Längsrichtung mit mehreren Heizelementen HI, HII und Hill versehen, die selektiv zur Erzeugung einer Zustandsänderung in der angrenzenden Flüssigkeit betrieben werden, und zwar einschließlich der Erzeugung und Beseitigung der Bläschen aemäß der vorangehenden Beschreibung, was schematisch dui..h ei einzelnes Bläschen B dargestellt ist. Die

durch die Erzeugung des Bläschens B herbeigeführte Volumensänd. "ung in der Flüssigkeitskammer bewirkt an der Düsenöffnungsplatte OP den Ausstoß von Tröpfchen IDI, IDII oi-'.er IDIII, die zur Erzielung der im folgenden erläuterten Tönungswiedergabe unterschiedliche Abmes-

^OJ sungen haben. Falls nämlich die Heizelemente HI, HII und Hill mit verschiedener Dicke oder Länge ausgebildet wer-

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den, so daß sie verschiedene Widerstände haben, ist es möglich, jeweils ein Bläschen entsprechend der zugeführten Energie zu-erzeugen und dadurch entsprechend der Energie das Volumen des Tröpfchens zu ändern, um damit Tröpfchen unterschiedlicher Abmessungen zu erzielen. Das gleiche kann dadurch erzielt werden, daß mehrere Heizelemente gleichzeitig oder in Aufeinanderfolge angewählt bzw. angesteuert werden.

Die Fig. 8 ist ein Blockschaltbild einer Steuerschaltung für das selektive Betreiben von fünf Heizelementen gemäß der Darstellung in Fig. 7. Bei dieser Schaltung werden von einem Eingangsanschluß 20 analoge Eingangssignale über Puffers cha Itun gen 21- bis 21,- in Vergleicher 22.. bis 22j- eingegeben. Der Vergleicher 22- ist so geschaltet, daß er im Ansprechen auf ein Eingangssignal mit einem niedrigsten Pegel ein Ausgangssignal abgibt, während die anderen Vergleicher 22^ bis 22j- so geschaltet sind, daß sie auf Eingangssignale mit fortschreitend höheren Pegeln ansprechen.

Die Ausgangs signale der Vergleicher 22. bis 22jwerden jeweils UND-Gliedern 26., bis- 26, einer Torschaltung 26 zugeführt, wobei nur ein dem Eingangssignalpegel entsprechendes UND-Glied durchgeschaltet wird.

Eine Treiberschaltung 27 wird durch das Ausgangssignal des Vergleichers 22- so geschaltet, daß sie ein Signal einer vorbestimmten Impulsbreite und Impulsamplitude an UND-Glieder 28- bis 28,- abgibt, von welchen nur eines durch das in der Torschaltung 26 gewählte Ausgangssignal· durchgeschaltet ist, um dadurch das Ausgangssignal der Treiberschaltung 27 zu einem von Ausgangsanschlüssen 29.J bis 29c durchzulassen. Nimmt man an, daß der Anschluß 29- mit einem Heizelement mit dem höchsten Widerstand

3-> verbunden ist, während der Anschluß 29c mit einem Heiz-

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element mit dem niedrigsten Widerstand verbunden ist, so wird entsprechend einem Eingangssignal niedrigen Pegels das erstere und entsprechend einem Eingangssignal hohen Pegels das letztere betrieben bzw. gespeist. Falls die Eingangssignale digitale Signale zur Pegelangabe sind, können die Vergleicher weggelassen werden und die Eingangssignale direkt zur Ansteuerung der Schaltglieder und damit zum selektiven Betreiben der entsprechenden Heizelemente verwendet werden. Ferner können die verschiedenen Widerstände der Heizelemente statt durch Verwendung verschiedener Abmessungen durch Anwendung verschiedener Materialien erzielt werden.

Als Gegensatz zu dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel, bei dem die Durchmesser der ausgestoßenen Tröpfchen durch Steuerung der Wärmeenergie durch Wahl aus mehreren Heizelementen mit verschiedenen Widerständen verändert werden, wird im folgenden ein weiteres Ausführungsbeispiel erläutert, bei dem die Tönungswiedergabe-Steuerung dadurch erzielt wird, daß an ein Heizelement mit festem Widerstand Ansteuerungsimpulse mit verschiedenen Kurvenformen angelegt werden. Es wurde als möglich ermittelt, den Tröpfchendurchmesser dadurch zu steigern, daß an ein und dasselbe Heizelement Steuersignale einer vorgegebenen Impulsbreite, jedoch mit gesteigerten Amplituden angelegt werden, oder Signale zur Bildung einer konstanten Spitzentemperatur an dem Heizelement, jedoch mit gesteigerten Impulsbreiten. Diese Steuerverfahren werden anhand der Fig. 9 und 10 erläutert. Die Fig. 9 zeigt den Fall, daß die Amplitude L verändert wird, wobei die Darstellung (a) die Kurvenform des an das Heizelement angelegten Impulses zeigt, die Darstellung (b) die Oberflachentemperatur des Heizelements zeigt, die Darstellung (c) das Volumen des in der Flüssigkeit erzeugten Bläschens zeigt und die Darstellung (d) den Tröpfchendurchmesser zeigt. Damit steigt mit einer Steigerung der Impulsamplitude L die Oberflächentemperatur an, so daß ein größeres Bläschen

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erzeugt wird und schließlich ein größeres Tröpfchen erzielt wird. Die Fig. 10 zeigt den Fall, daß die Impulsbreite S verändert wird, wobei die Darstellungen (e), (f), (g) bzw. (h) jeweils die Impulskurvenform, die Oberflächentemperatur des Heizelements, das Volumen des Bläschens und den Durchmesser des ausgestoßenen Tröpfchens zeigen. Falls somit die Impulsbreite S verändert wird und die Impulsamplitude so geregelt · wird, daß sich die gleiche maximale Oberflächentemperatur ergibt, ergibt eine größere Impulsbreite ein größeres Bläschenvolumen und dementsprechend einen größeren Tröpfchendurchmesser. Es ist natürlich auch möglich, durch geeignete Regelung sowohl der Impulsbreite S als auch der Impulsamplitude L einen schnellen Ausstoß gleichförmiger Tröpfchen zu erzielen. Ferner kann bei der Anwendung in einem Aufzeichnungs- oder Kopiergerät diese Tonungssteuerung automatisch aufgrund der Dichte einer Vorlage erfolgen. Beispielsweise ist es möglich, dem in Fig. 8 gezeigten Eingangsanschluß 20 ein Signal aus einem Vorlagen-Lese-Sensor zuzuführen oder dem Eingangsanschluß 20 ein Signal aus einem von Hand über eine Dichtesteuerungs-Wählscheibe geregelten veränderbaren Widerstand zuzuführen. Darüber hinaus ist es möglich, die Dichte auf beliebige Weise dadurch zu steuern, daß veränderbare Widerstände VR direkt geregelt werden. Ferner ist die Tönungssteuerung auf gleichartige Weise durch Verwendung von Laserimpulsen in der vorherstehend beschriebenen Art erzielbar.

Die Vorstehend erläuterte Bläschensteuerung mittels der Heizvorrichtung oder Heizsteuervorrichtung erlaubt es auf einfache Weise, beständig ein optimales Bild zu erzeugen, wobei eventuelle zeitabhängige Änderungen der Aufzeichnungsflüssigkeit oder Änderungen der Umgebungsbedingungen des Geräts wie der Temperatur oder der Feuchtigkeit in geeigneter Weise erfaßt bzw. kompensiert werden.

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Bei der Anwendung der Einrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel für eine Mehrfarben-Tintenstrahl-Aufzeichnung ist eine den für die verschiedenen Farben verwendeten verschiedenartigen Farbstoffen entsprechende geeignete Bläschensteuerung für eine jede Farbe notwendig. In einem solchen Fall erlauben es die vorstehend beschriebenen Bläschen-Steuerverfahren, für jede Farbe gleichförmige Tröpfchen zu erzielen.

Eine derartige Bläschensteuerung ist auch zur Erzielung eines absichtlich geregelten Farbabgleichs wie einer rötlichen oder bläulichen Einfärbung oder zur Erzielung einer Dichtesteuerung anwendbar.

Die Fig. 11 zeigt schematisch eine Mehrfarben-Tintenstrahl-Vorrichtung gemäß dem Tropfchenerzeugungs-Verfahren, Im folgenden wird der Fall beschrieben, das Flüssigkeiten mit drei Farben C, M und Y verwendet werden, jedoch besteht keine Einschränkung hierauf, da irgendeine beliebige Farbenanzahl von zwei oder darüber angewandt werden kann.

Die in Fig. 11 gezeigte Vorrichtung ist entsprechend einer jeweiligen Farbflüssigkeit C, M oder Y mit einem Tintenzufuhr- bzw. Flüssigkeitszufuhr-Tank ITC, ITM bzw. ITY, einem Erwärmungsabschnitt Al, einer Bläschenerzeugungs-Vorrichtung HC, HM bzw. HY und einer Ausstoßdüsenöffnung OFC, OFM bzw. OFY versehen. Gemäß den vorstehenden Ausführungen ist es möglich, die Anzahl der

^ Erwärmungsabschnitte, der Bläschenerzeugungs-Vorrichtungen und der Ausstoßdüsenöffnungen zu steigern oder längs eines jeweiligen Flüssigkeitswegs mehrere Bläschenerzeugungs-Vorrichtungen anzubringen, jedoch wird ein jeweiliger Flüssigkeitsweg von dem Zufuhrtank bis zu der Ausstoßdüsenöffnung so ausgelegt, daß er Flüssigkeit

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in nur einer Farbe aufnimmt. Darüber hinaus ist es jedoch möglich, gewünschtenfalls mehrere Flüssigkeiten in dem Flüssigkeitsweg zu mischen.

' Der Erwärmungsabschnitt 1 wird gemäß den vorangehenden Ausführungen dazu verwendet, durch Zufuhr von Wärmeenergie in der gefärbten bzw. Färbungsflüssigkeit Bläschen zu erzeugen.

Als Bläschenerzeugungs-Vorrichtungen HS, HM oder HY können beispielsweise ein elektrothermischer Wandler wie ein Heizelement, das bei einem Thermokopf verwendet wird, ein Peltier-Element oder eine Verbindung aus diesen verwendet werden; ferner kann Bestrahlung mit hoher Energie wie beispielsweise mittels der vorstehend genannten Laserstrahlen angewandt werden.

Die Bläschenerzeugungs-Vorrichtung wird an der Innenwand oder der Außenwand des Erwärmungsabschnitts oder im Falle der Verwendung von Bestrahlung mit hoher Energie wie z. B. mittels eines Laserstrahls in einer geeigneten Lage angebracht, die es erlaubt, der in dem Erwärmungsabschnitt aufgenommenen Flüssigkeit die Wärmeenergie zuzuführen.

Die Blaschenerzeugungs-Vorrichtungen werden mittels einer Steuerschaltung CC selektiv entsprechend einer Mehrfarben-Eingangsinformation betrieben, die bei Verwendung der Vorrichtung zur Aufzeichnung in einem Kopier-

oder Faksimilegerät von einer Vorlage GK her über eine Photoempfangsvorrichtung CS, beispielsweise aus Linsen, Filtern, Photosensoren usw. aufgenommen wird. Falls andererseits die Vorrichtung als Ausgabeendgerät für einen Rechner verwendet wird, entfällt die Photo-

empfangsvorrichtung CS, während die Mehrfarben-Information direkt aus dem Rechner geliefert wird.

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" ³⁵ " 3Q12698 ^DE °³¹³ Die Steuerschaltung CC enthält Einrichtungen zum selektiven Betreiben der Bläschenerzeugungs-Vorrichtungen im Ansprechen auf die Mehrfarben-Infomation, wie z. B. beim Betreiben von elektrothermischen Wandlern mit Impuls-Signalen,Taktgeneratoren, Schieberegister, Speicher, Treiberschaltungen, Synchronisiereinrichtungen zur Steuerung der Relatiwerschiebung zwischen dem Aufzeichnungsmaterial und dem Aufzeichnungskopf und dgl.

Gemäß den vorstehenden Ausführungen kann die Wärmeabgabe der Bläschenerzeugungs-Vorrichtungen auf einfache Weise mittels der Impulsbreite und der Impulsamplitude des Steuersignals gesteuert werden.

Die Aufzeichnungsflüssigkeiten werden im Zusammenhang mit der vorstehend beschriebenen Steuerschaltung und entsprechend den Arten der erwünschten Aufzeichnung gewählt, wie z. B. für eine graphische "Fehlfarben"-Aufzeichnung, eine "Echtfarben"-Aufzeichnung, eine besondere Schwarz-Rot-Zweifarben-Aufzeichnung für die Dokumentation oder Fahnenabzüge usw.

Beispielsweise können bei der graphischen Aufzeichnung für das gewöhnliche Aufzeichnen von Ausgangssignalen eines Rechners in der Form einer Mehrfarben-Information Flüssigkeiten mit beliebigen Farben verwendet werden.

Ferner wird bei der "Echtfarben"-Aufzeichnung die Vcrlageninformation mit drei Photoempfängern über jeweils ein Rotfilter, ein Grünfilter und ein Blaufilter aufgenommen, um Farbauszugssignale zu erzielen, mit welchen über die Steuerschaltung die elektrothermischen Wandler in den Erwärmungsabschnitten betrieben werden, wobei zu den Filterfarben komplementäre Flüssigkeiten in den

^OJ Farben Cyan-Blau, Magenta-Rot und Gelb verwendet werden.

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Ein besonders günstiges Ergebnis wird in diesem Fall dadurch erzielt, daß die vorstehend beschriebene Vorrichtung bzw. Einrichtung als Aufbau aus einem Substrat mit Heizelementen, einer mit Nuten versehenen Platte und einem Flüssigkeitszufuhr-Block gestaltet wird, wie es im folgenden erläutert ist.

Die Fig. 12A zeigt in perspektivischer Darstellung eine Ausführungsform. aus einem Substrat SS1 mit Heizelementen, einer mit Nuten versehenen Platte GL1 mit Flüssigkeitszufuhr-Nuten, Flüssigkeits- bzw. Tintentanks ITC, ITM und ITY und Tintenrohren IPC, IPM und IPY für die Zufuhr von Flüssigkeiten oder Tinten C, M und Y für die Mehrfarbenaufzeichnung, einer. Druckschaltungsplatine PC für die Bildsignal-Zufuhr usw. Ferner können ein wärmeleitfähiges Substrat HS als Kühlkörper und eine Düsenöffnungsplatte OP zur Bildung gewünschter Ausstoßdüsenöffnungen OF hinzugefügt werd,en.

Die Fig. 12B zeigt den Zusammenhang zwischen der Nutenplatte und den Tintentanks, während die Fig. 12C einen Querschnitt längs einer Linie X-Y in Fig. 12B zeigt. Gemäß der Darstellung in Fig. 12C ist das Substrat SS1 aus einem Aluminiumsubstrat AM und einer Wärmespeicherschicht SO zusammengesetzt, auf welcher elektrothermische Wandler aus Heizwiderständen H1 aus ZrB₂ oder HfB₂, Aluminium-Wählelektroden Pl und einer gemeinsamen Elektrode D1 angebracht sind. Wie schon im vorstehenden erläutert ist, deckt eine Schutzschicht K aus Siliciumoxid die obere Fläche der Elektroden und die Seitenfläche der Düsenöffnungen ab. Wie ferner in Fig. 12B gezeigt ist, ist die aus einer' Glasplatte oder Kunststoffplatte hergestellte Nutenplatte GL1 mit Flüssigkeits-Führungs-Nuten MC, MM und MY, die mittels eines Diamant-Fein-

fräsers geformt sind, und Flüssigkeits-Zufuhr-Öffnungen ISC, ISM und ISY versehen. Diese Zufuhröffnungen werden

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- 37 - βΛί^Ληο DE 0313

12698 beispielsweise bei Verwendung dreier Flüssigkeiten in der jeweils dritten Nut z. B. mittels eines Elektronenstrahls durchgebrochen. Andererseits werden die Tintentanks ITC, ITM und ITY jeweils mit den Öffnungen ISC, ISM bzw. ISY entsprechenden öffnungen TSC, TSM und TSY versehen. Die Fig. 12B zeigt zwar nur einen Tintentank ITY, jedoch werden die Tanks für die anderen Farben C und M auf gleichartige Weise an der Nutenplatte GL1 angebracht. Das Substrat, die Nutenplatte und die Tintentanks, die auf diese Weise vorbereitet sind, werden zu einer Einheit so zusammengeklebt, daß die Heizelemente jeweils mitden Nuten übereinstimmen. IPY¹ bezeichnet ein Entlüftungsrohr zum Erleichtern des Einfüllens der Flüssigkeit in die Vorrichtung.

In Fig. 12C bezeichnet Pl eine Elektrode, die zur Ansteuerung des Heizelements an der Platine ausgebildet ist. Die gemeinsame Elektrode D1 erstreckt sich bis zu der Seitenfläche und der Unterfläche des Substrats SS1, um damit den elektrischen Anschluß zu erleichtern.

Der vorstehend beschriebene Aufbau erlaubt es, auf einfache Weise eine Mehrfach-Düsenöffnungs-Anordnung zu erhalten, bei der die Ausstoßdüsenöffnungen für mehrere Flüssigkeiten hoher Dichte angeordnet sind.

Bei einem Mehrfarbenbild aus vielen Tupfen oder Punkten werden die Verschlechterung der Tönungswiedergabe oder Farbfehler dann sichtbar, wenn die Tupfen oder Punkte in ihrer Lage um 150 bis 170 \m abweichen. Die beschrie-

^ou bene Vorrichtung ermöglicht es jedoch, sehr vorteilhafte Ergebnisse hinsichtlich der Auflösung und der Tönungswiedergabe zu erzielen, da die Düsenöffnungen zumindest mit einer Dichte von 10 Zeilen je mm angeordnet werden können, was gut innerhalb der vorstehend genannten Ein-

schränkung liegt. Die Mehrfach-Düsenöffnungs-Anordnung ist ferner dahingehend vorteilhaft, daß sie einen sehr dünnen kompakten Aufbau hat.

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Die Dichte bzw. gedrängte Anordnung der Düsenöffnungen und die Dichte der Photoempfangs-Vorrichtungen werden so gewählt, daß eine wechselseitige Übereinstimmung für ein jedes Bildelement erzielt wird. Daher kann bei der Echtfarben-Aufzeichnung mit drei Farbflüssigkeiten und einer Düsenöffnungs-Dichte von 12 Zeilen bzw. Linien je mm eine Photoempfänger-Dichte von ungefähr 4 Zeilen bzw. Linien je mm verwendet werden.

Bei der Anwendung einer derartigen Mehrfach-Düsenöffnungs-Anordnungbei einem Aufzeichnungsgerät wie einem Kopiergerät oder Faksimilegerät ist die Verwendung eines zellenförmigen Photoempfanger-Elements als Photoempfänger-Vorrichtung CS insofern vorteilhaft, als durch eine einzige Abtastung eine Hochgeschwindigkeits-Aufzeichnung mit hohem Auflösungsvermögen erzielbar ist. Eine derartige Kombination ist besonders vorteilhaft, da in der Steuerschaltung keine besonderen Verzögerungsschaltungen oder Speicher für die Festlegung der Ansteuerungs-Zeitpunkte notwendig sind und die Düsenöffnungs-Anordnung leicht herzustellen ist.

Ferner kann das Lesen und Aufzeichnen der Information gleichzeitig ausgeführt werden, wenn gemäß der Darstellung in Fig. 12B die Photoempfänger-Vorrichtung CS als eine Einheit an dem über die Führungsschiene CG verschobenen Halbleiter-Laserkopf LZH angebracht ist; auf diese Weise wird es möglich, den Schaltungsaufbau wirtschaftlich zu gestalten und den Aufbau zu vereinfachen, was

^ou die Schaffung eines miniaturisierten Aufzeichnungsgeräts zuläßt.

Statt eine Verschiebung an der Führungsschiene CG vorzusehen, können eine Mehrzahl von feststehenden Laserköpfen LZH und Photoempfänger-Vorrichtungen CS verwendet werden,wobei es in diesem Fall ermöglicht ist, eine weiter gesteigerte Reproduktionsgeschwindigkeit zu erzielen.

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] Die in Fig. 12 gezeigte Vorrichtung wurde ζ. Β. auf folgende Weise hergestellt: Ein A^O^-Substrat SS1 mit einer Dicke von 0,6 mm wurde mit SiO- beschichtet, um damit eine Wärmespeicherschicht SO in einer Dicke von 3 μι zu formen. Darauffolgend wurden eine ZrB₂-Widerstandsschicht H in einer Dicke von 80 nm und eine Aluminiumschicht in einer Dicke von 500 nm für die Elektroden aufgebracht, wonach ein selektiver Ätzvorgang ausgeführt wurde, um 1200 Heizelemente H1 herzustellen, die in einer Teilung von 111 μΐη angeordnet waren und bei Abmessungen mit 50 um Breite und 300 μΐη Länge einen Widerstand von 200 0hm hatten. Darauffolgend wurde SiO-in einer Dicke von 1 μπι aufgespritzt, um eine isolierende Schutzschicht K zu bilden und dadurch die elektrothermischen Wandler fertigzustellen.

Das Substrat SS1 wurde mit einer mit Nuten versehenen Glasplatte GL1, in der mittels eines Mikrofräsers bzw. Mikroschleifers Nuten in einer Teilung von 111 |im (entsprechend einer Düsenöffnungs-Dichte von 9 Linien je mm) und mit einer Breite und Tie^e von 60 μΐη ausgebildet waren, sowie ferner auf die vorstehend beschriebene Weise mit Glas-Tintentanks ITC, ITM und ITY zusammengeklebt, während an die gegenüberliegende Fläche des Substrats SS1 ein Aluminium-Kühlkörper HS angeklebt wurde. Die Tintentanks ITC, ITM und ITY wurden jeweils mit Cyan-Tinte, Magenta-Tinte und gelber Tinte gefüllt. Auf diese Weise wurde ein Aufzeichnungskopf mit 1200 Dübsnöffnungen bzw. 400 Düsenöffnungen je Farbe erzielt, die in einer Dichte von 9 Linien je mm angeordnet waren.

Der Aufzeichnungskopf wurde mit Photoempfangs-Vorrichtungen und einer Steuerschaltung verbunden und unter Flüssigkeitszufuhr mit einem Druck, der bei Fehlen 3~> einer Wärmeerzeugung mittels der Heizelemente keinen Aus-

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stoß aus den Düsenöffnungen verursachte, wurde ein Aufzeichnungsvorgang unter Zufuhr vorbestimmter Impulse zu den Heizelementen entsprechend den Bildsignalen ausgeführt. Es wurde mit einer sehr hohen Aufzeichnungsgeschwindigkeit ein Farbbild hoher Auflösung und unter Wiedergabe einer breiten Tönung erzielt, jedoch war der Farbausgleich insofern nicht ausreichend, als die Schwarzfärbung durch Überlagerung der Cyan-Tinte, der Magenta-Tinte und der gelben Tinte übermäßig gelblich war, und die Dichte des Gesamtbilds etwas gering.

Es war jedoch möglich, dadurch eine gut ausgeglichene Schwarzfärbung und eine Steigerung der Bilddichte zu erzielen, das in Fig. 13 gezeigte veränderbare Widerstände VRC, VRM und VRY in der Weise geregelt wurden, daß die Impulsbreite für Cyan und Magenta 15 με war, während diejenige für Gelb gleich 10 με war.

In der folgenden Tabelle 1 sind die bei dem vorstehend beschriebenen Beispiel angewandten AufZeichnungsbedingungen zusammengefaßt:

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Tabelle 1

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Ansteuerungsspannung: Wiederkehrfrequenz: 5 Aufzeichnungsmaterial; 35 V

5 kHz

Feinpapier (Handelsbezeichnung "Seven Star", Format A, 28,5 kg, von Hokuetsu Paper Mills, Ltd.)

TO Flüssigkeiten bzw. Tinten:

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

80,0 g Äthanol 18,0 g Diäthylenglykol

Magenta (M)

3,0 g Rot BT 80,0 g Äthanol 17,0 g Diäthylenglykol

Cyan (C)

2,0 g Blau RL 80,0 g Äthanol 18,0 g Diäthylenglykol

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Die Fig. 13 zeigt ein Blockschaltbild aus Schaltungen CSC, CSM und CSY, die für die jeweiligen Farben Sensoren und Analog-Digital-Umsetzer enthalten. Impulsgeneratoren PGC, PGM und PGY zur Erzeugung von Ansteuerungsimpulsen im Ansprechen auf die Ausgangssignale der Schaltungen CSC, CSM bzw. CSY, Verstärkern PAC, PAM und PAY für die Impulssignale und den veränderbaren Widerständen VRC, VRM und VRY für die Einstellung der Breite und der Amplitude der Impulssignale. Gemäß den vorangehenden Ausführungen ermöglichen es die veränderbaren Widerstände VRC, VRM und VRY, optimale Ansteuerungsimpulse und daher Bläschen für die drei Tinten zu erzielen, die die in der Tabelle 1 zusammengefaßt aufgeführten verschiedenen Farbstoffe enthalten; auf diese Weise können die vorangehend angeführten verschiedenen Erfordernisse erfüllt werden. Die veränderbaren Widerstände VRC, VRM und VRY müssen nicht unbedingt von Hand geregelt werden, sondern können vielmehr automatisch durch Faksimile-Signale oder durch Signale im Zusammenhang mit den Ausgangssignalen

aus den Lese-Sensorelementen gesteuert werden.

Ferner kann zur Erzielung eines gleichartigen Ergebnisses die Regelung der veränderbaren Widerstände durch eine geeignete Ausgabesteuerung der Halbleiter- ^J-^J laser-Ausgänge ersetzt werden.

Die Fig. 14 zeigt schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel für einen Aufzeichnungskopf, bei dem ein Substrat SS1 an seiner Oberfläche mit Heizelementen H1

bis H7 und Wählelektroden 111 bis 117 versehen ist, wobei die Heizelemente gleiche Fläche und gleichen Widerstand haben und jeweils übereinstimmend mit Flüssigkeitskammern angeordnet sind. Das Substrat SS1 ist mit einer Platte GL1 verbunden, die Nuten M1 bis M7 hat, welche

entsprechend viele Flussigkeitskammern an der Grenzfläche zwischen dem Substrat und der Platte bilden.

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Die Platte GL1 ist mit einer Tintenzufuhr-Kammer ND für die Tintenzufuhr und einer Tinteneinlaßöffnung IS für die Einführung von Tinte aus einem nicht dargestellten Tintenbehälter versehen.

Der Kopf gemäß diesem Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem in Fig. 5 gezeigten hinsichtlich der Anordnung der gemeinsamen Elektrode. Die gemeinsame Elektrode D1 nach Flg. 5 hat einen beträchtlich großen Strom durchzulassen und kann daher zerstört werden, falls die Heizelemente H1 bis H7 gleichzeitig betrieben werden. Diese Unzulänglichkeit wird jedoch bei dem Aufbau nach Fig. 14 vermieden, bei welchem die gemeinsame Elektrode in sieben Leitungen 1D1 bis 1D7 aufgeteilt ist.

Die Fig. 15 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem ein Tintenstrahl-Block JB1, der eine größere Anzahl von (beispielsweise 32) Heizelementen und Düsenöffnungen als der in Fig. 14 gezeigte Aufbau enthält, als eine Einschubeinheit bzw. Kassette ausgebildet ist. DA1 ist eine Diodenanordnung, während OP1 ein Tintenzufuhrrohr ist, das lösbar mit der Platte GL1 verbunden ist, so daß damit die Tintenstrahl-Block-Kassette JK1 unter Lösen des Tintenzufuhrrohrs aus dem Gerät entnehmbar ist.

Die Fig. 16 zeigt in einer Querschnittsansicht ein Beispiel für die Verbindung zwischen dem Tintenzufuhrrobr OP1 und einem Tintenzufuhr-Einlaß IS. In den in der Platte GL1 ausgebildeten Einlaß IS ist eine Dichtungspackung FH für die Aufnahme O-Rings OR eingesetzt, welcher seinerseits mittels eines Flansches FG gehalten ist. Der Flansch FG ist in das Tintenzufuhrrohr 0P1 eingesetzt, das an der Außenseite mit einer Feder SP1 ver-

"" sehen ist, um damit zum Verhindern eines Tintenaustritts

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- 44 - 30U698 ^DEO313 die Dichtungspackung FH und den Flansch FG in Andruckberührung zu halten. Dieser Aufbau stellt nur ein Beispiel für einen leicht lösbaren Anschluß des Tintenzufuhrrohrs OP1 dar, der bei dem Kassetten-Aufbau anwendbar ist. Selbstverständlich können auch andere Anschlußverfahren für das Rohr 0P1 an dem Kassetten-Aufbau angewandt werden, jedoch ist es erwünscht, den Anschluß durch Andruckberührung gemäß der Darstellung zu erzielen. FL bezeichnet ein im vorangehenden beschriebenes Filter.

Der vorstehend beschriebene Block-Kassetten-Aufbau der Tintenstrahldüsen-Anordnung kann zu einem Mehrfach-Kassetten-Aufbau erweitert werden, um damit verschiedenerlei Vorteile zu erzielen. Insbesondere ist ein derartiger Aufbau insofern vorteilhaft, als zur Formung der Heizelemente, der Zuleitungselektroden, der Schutzschicht und der Isolierschicht an dem kleinen Substrat SS1 für den jeweiligen Kassetten-Aufbau ein kleines im Handel erhältliches Vakuum-Aufsprüh-Gerät verwendet werden kann und für die Herstellung der Heizelemente und der Zuleitungselektroden-Muster kleine Masken und kleine Masken-Ausrichtvorrichtungen verwendet werden können. Ferner wird durch die Verwendung eines flexiblen Rohrs 0P1 der Einbau und Ausbau erleichtert.

Der Aufbau der Tintenstrahlblock-Kassette ist nicht auf den in Fig. 15 gezeigten beschränkt, sondern kann auch in der in Fig. 19 gezeigten Form oder in irgendeiner anderen geeigneten Form erfolgen. In kurzer ^" Zusammenfassung ist der Kassetten-Aufbau insofern vorteilhaft, als sich aus der Verwendung eines kleineren Substrats eine verbesserte Produktivität ergibt, durch den Ersatz eines fehlerhaften Kassetten-Blocks die Reparatur vereinfacht ist und durch die Verringerung von Fehlern

bei der Herstellung der Verbindung mit der Diodenanordnung die Produktionsausbeute verbessert ist. Zur Erzielung einer gleichmäßigen Aufzeichnung können eventuelle Abweichungen zwischen den Blöcken durch die Einstellung

der Impulsbreite oder Iitipulsamplitude gemäß den vorstehenden Ausführungen ausgeglichen werden.

Die Fig. 17 zeigt einen Voll-Mehrfach-Aufzeichnunqs- c kopf-Aufbau, bei dem mehrere Tintenstrahlkopf-Blöcke in versetzter bzw. gestafelter Anordnung auf und unter einem gemeinsamen Substrat angebracht sind. Gemäß Fig. 17 ist ein Metall-Substrat HS, das als Kühlkörper dient, an der oberen Fläche mit ungeradzahlig nummerierten

IQ Blöcken JB1, JB3, ..., JBn und an der unteren Fläche mit geradzahlig nummerierten Blöcken JB2, JB4, ..., JBn + 1 versehen. Jeder der Blöcke empfängt Tinte aus einem Tintentank IT über ein Tintenrohr IP, gemeinsame Zuführungsrohre OP und EP sowie einzelne Zuführungsrohre 0P1 bis OPn. Die einzelnen Zuführungsrohre 0P1 bis OPn sind gemäß der Darstellung in Fig. 16 lösbar ausgebildet und flexibel, um damit das Ersetzen der Blöcke zu erleichtern.

DA1 bis DAn sind Diodenanordnungen, die der schon beschriebenen gleichartig sind und die an Elektroden 111 bis 1D32 angeschlossen sind, die an Substraten SS1 bis SSn angebracht sind, an denen die Heizelemente ausgebildet sind. Diese versetzte Anordnung erlaubt es, gemäß der Darstellung in Fig. 18 einen gleichen Abstand Q zwischen Düsenöffnungen 0F1 und 0F2 oberhalb und unterhalb des Substrats zu erzielen, wodurch über den ganzen Aufzeichnungskopf ein gleichbleibender Düsenöffnungsabctand Q gewährleistet ist. Es ist ferner anzumerken, daß für eine wirkungsvolle Wärmeabfuhr und einen leichteren Zusammenbau das als Kühlkörper dienende Substrat HS über dem ganzen Kopf als einzige Metallplatte ausgebildet ist.

Die Fig. 19 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des in Fig. 15 gezeigten Kassetten-Aufbaus, wobei eine

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Kassette 4JK1 vorgesehen ist, in welcher vier Tintenstrahlblöcke nach Fig. 15 zu einer Einheit zusammengefaßt sind. Ein Substrat 4S1 ist mit Elektroden 111 bis 7D32 versehen, die auf vier Blöcke mit jeweiligen Diodenanordnungen DA1 bis DA4 aufgeteilt sind. In einer Platte GL ist eine für die vier Blöcke gemeinsame Tintenkammer ND ausgebildet. Dieser Aufbau ist zur Erleichterung der Massenproduktion, zur Verringerung von Fehlern beim Zusammenbau und ferner insofern günstig, als ungenützter . Leerraum BL zwischen benachbarten Kopfblöcken nutzbar zur Unterbringung der Diodenanordnungen verwendet werden kann. Ferner erlaubt es die größere gemeinsame Tintenkammer ND, das Volumen des Haupt-Tintentanks zu verringern, an den die Tintenkammer beispielsweise mittels zweier Tintenzufuhrrohre 2P1 und 2P3 angeschlossen ist.

Die Fig. 20 zeigt in perspektivischer Ansicht einen Aufzeichnungskopf, der aus den in Fig. 19 gezeigten Tintenstrahlblock-Kassetten entsprechend dem Anordnungsprinzip nach Fig. 18 zusammengesetzt ist.

Der Kopf gemäß dem dargestellten Beispiel hat bei einer Düsenöffnungsdichte von 8 Linien je mm eine Gesamtlänge, die der kürzeren Seite eines Aufzeichnungsblatts in dem Format A4 (der japanischen Industrienorm) entspricht. Ein als Kühlkörper dienendes Metallsubstrat HS ist mit 14 Kassetten-Substraten versehen, die in versetzter Anordnung an beiden Flächen des Metallsubstrats angeordnet sind und jeweils 128 Heizelemente

^ou tragen, wobei Substrate 4S1 bis 4S14 jeweils mit Kassetten 4JK1 bis 4JK14 versehen sind, die Blöcke JB1 bis JB56 enthalten, die jeweils 32 Nuten haben und in Form von 4-Block-Aufbauten zusammengefaßt sind. Für eine jede Kassette sind zwei Tintenzufuhrrohre vorgesehen, so daß insgesamt 28 Tintenzufuhrrohre 2P1 bis 2P28 über Tintenzufuhrrohre OP sowie auch EP an dem

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Tintentank IT angeschlossen sind. Die an den Kühlkörper bzw. das Metallsubstrat HS angeschlossenen Substrate 4S1 bis 4S14 sind in einem gemeinsamen Kassettengehäuse KA untergebracht, das die elektrischen Verbindungen zwischen den nicht gezeigten 3584 Anschlüssen und den an den Substraten ausgebildeten Anschlüssen gleicher Anzahl sowie die Verbindungen zwischen diesen Verbindungen und einer flexiblen Druckschaltung FPC abdeckt, welche mit einer später beschriebenen Ansteuerungsschaltung verbunden ist.

Die Fig. 21 zeigt eine Ansteuerungs- oder Steuerschaltung .für den Zeitmultiplex-Betrieb der in den Fig. 19 und 20 gezeigten Einrichtung, während die Fig. 22 ein Kurvenform-Diagramm ist, das die Funktion der Schaltung zeigt. Jeder Block ist aus 32 Heizelementen 1H1 bis 1H32 usw. gebildet, so daß in insgesamt 56 Blöcken 17 92 Heizelementen 1H1~56H32 angebracht sind, die jeweils an 1792 Dioden 1d1 bis. 56d32 angeschlossen sind, welche in 56 Blöcke aus 32 Dioden 1d1 bis 1d32usw. geteilt sind. Diese Dioden sind über Verbindungsleitungen gruppenweise an Bildinformations-Anschlüsse P1 bis P32 angeschlossen. Die zweiten Anschlüsse der Heizelemente 1H1 bis 1H32 sind an einen Abtastsignal-Anschluß D1 angeschlossen, während die anderen Heizelemente 2H1 bis 2H32, ..., 56H1 bis 56H32 auf gleichartige Weise an Abtastsignal-Anschlüsse D2 bis D56 angeschlossen sind. Auf dem Kassetten-Substrat 4S1 sind die Heizelemente 1H1 bis 1H32, 3H1 bis 3H32, 5H1 bis 5H32 und 7H1 bis 7H32, die Dioden 1d1 bis 1d32, 3d1 bis 3d32, 5d1 bis 5d32 und 7d1 bis 7d32 sowie die entsprechenden Verbindungsanschlüsse angebracht. Auf diese Weise sind die Heizelemente, die Dioden und die Zuleitungen in jeweils vier Blöcken auf die 14 Kassetten

4JB1 bis 4JB14 aufgeteilt.
35

Das in Fig. 20 gezeigte Kassetten-Gehäuse KA enthält die Verdrahtung von den Verbindungsleitungen zu 'den Anschlüssen. Die Anschlüsse Dl bis D56 und P1 bis P32 sind über eine flexible gedruckte Schaltung an die in Fig. 21 gezeigte Zeitmultiplex-Ansteuerungsschaltung angeschlossen, die einen Tröpfchenausstoß durch Bläschenerzeugung in den Flüssigkeitskammern unter Zeitmultiplex-Ansteuerung der Blöcke mit einem Einschalt- bzw. Tastverhältnis von 1:56 gemäß der Darstellung in Fig. 22 herbeiführt. Die Verdrahtungen können auch als mehrschichtige Verdrahtungen ausgeführt werden. In jedem Fall ist es vorteilhaft, zwischen den Kassetten ein Verbindungsteil· vorzusehen. Gemäß der Darstellung in Fig. 22 wird für einen Steuerimpuls BD1 für die erste Stelle eine nur

'5 verhältnismäßig geringe Leistung benötigt, da Bildimpulse PP1 usw. in lückenhafter Aufteilung auftreten, jedoch ist bei einem Steuerimpuls BD2 für die zweite Stelle eine beträchtliche Leistung erforderlich, um gleichzeitig

32 Düsen bzw. Heizelemente zu betreiben. 20

Die Fig. 23A und 23B zeigen ein Beispiel für eine Schaltung zur Vermeidung dieser Schwierigkeit, wobei PTG ein Bildinformations-Generator ist, DPG ein Abtastsignal-Generator ist und RGC ein Signalgenerator ist,

der aus einem Ringzähler oder einem Festspeicher gebildet ist und dazu dient, gleichzeitig nur vier Heizelemente wie beispielsweise H1, H9, H17 und H25 und darauffolgend andere vier Heizelemente wie beispielsweise H2, H10, H18 und H26 zu betreiben. Für die gleichzeitige Wahl

von vier Tintenstrahldüsen in einem gegenseitigen Abstand von acht Düsen sind UND-Glieder A1 bis A32 vorgesehen. Auf diese Weise wird im Vergleich zu dem gleichzeitigen Betrieb von 32 Düsen bei der in Fig. 21 gezeigten Schaltung der Leistungsbedarf auf ein Achtel verringert. Bei diesem Beispiel werden gemäß der Darstellung in Fig. 24 vier in Abständen von acht Elementen angeordnete Heizelemente in einem Block von 32 Elementen zuerst zur Bläschenerzeugung angesteuert, wodurch der

1 *3¹Tu ifi 1

I -O *J 'AJ ι

Ausstoß von vier Tröpfchen zum Aufzeichnen von vier Punkten erfolgt, wonach dann die benachbarten vier Punkte aufgezeichnet werden. Auf diese Weise erfolgt durch achtmalige Wiederholung des beschriebenen Vorgangs der Ausdruck einer Linie bzw. Zeile von 32 Punkten.

Diese Anordnung trägt auch zu einer beträchtlichen Verbesserung der Druckqualität bzw. Aufzeichnungsqualität bei, da sie es ermöglicht, den Verlust an Druckqualität, der sich aus einer eventuellen Vermischung von aus benachharten Düsenöffnungen ausgestoßenen Tröpfchen ergibt, oder den Verlust hinsichtlich der Kühlungswirksamkeit zu verhindern, der sich aus der wechselseitigen Beeinflussung zwischen benachbarten Heizelementen ergibt. Die vorstehend beschriebene Schaltung ist auch bei irgendeinem anderen Aufzeichnungskopf anwendbar, wie z. B. einem in Fig. 5, 6A oder 12 gezeigten.

Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen hat jedoch die bei den Düsenöffnungen angeordnete gemeinsame Elektrode, die zur Wahl einer Gruppe von Düsen in dem Block dient, ein vorbestimmtes Ausmaß, so daß sie daher nicht auf eine beliebige Länge beispielsweise zur Erzielung eines niedrigeren Widerstands verändert werden kann.

Die gemeinsame Elektrode kann daher keinen übermäßig starken Strom aufnehmen, so daß sie eine beträchtliche Breite und Höhe haben muß. Folglich muß gemäß der Darstellung in Fig. 6B das Heizelement einen beträcht-"■*" liehen Abstand zu der Düsenöffnung haben, wodurch unvermeidbar der Wirkungsgrad bei dem Tröpfchenausstoß verringert ist.

Die Fig. 25 zeigt ein Beispiel für eine Schaltung, bei der diese Unzulänglichkeit durch Verwendung einer Transistoranordnung TA anstelle der Diodenanordnung DA ausgeschaltet ist. Bei dieser Schaltung sind viele Heizelemente 1H1 bis 56H32 an jeweils einem Anschluß

" ⁵⁰ " 3Q12898 ^DEO313 rait Kollektoren von Transistoren 1T.1 bis 56T32 verbunden und an den anderen Anschlüssen zusammengeschaltet. Die Emitter der Transistoren sind gruppenweise an Schaltelemente MD1 bis MD56 angeschlossen, während die Basen der Transistoren in einem jeden Block jeweils an die Bildinformations-Eingabe-Anschlüsse P1 bis P32 angeschloss en s ind.

Bei diesem Schaltungsbeispiel kann das Heizelement 5 6H32 beispielsweise dadurch betrieben werden, daß das Schaltelement MD56 durchgeschaltet wird, während die übrigen Schaltelemente MD55 bis MD1 gesperrt bleiben, und an den Anschluß P32 ein Bildsignal angelegt wird, wodurch der Transistor 56T32 durchgesehaltet wird und dem Heizelement 56H32 Strom über den Stromkreis HV-56H32, 56T32-MD56-Masseanschluß EA zugeführt wird.

Bei diesem Zustand wird zwischen die Kollektoren und Emitter der Transistoren 56T1 bis 56T31 eine Durchlaß-Vorspannung angelegt, jedoch werden diese nicht durchgeschaltet, da an den Anschlüssen P1 bis P31 keine Bildeingangssignale anliegen. Folglich wird das von dem Anschluß P32 zugeführte Bildsignal nur in den Transistor 56T32 eingegeben.

Gemäß der vorstehenden Erläuterung ist es möglich, durch aufeinanderfolgendes Schalten der Schaltelemente MD1 bis MD56 in Verbindung mit der Eingabe von Signalen

an die Anschlüsse P1 bis P32 die Heizelemente selektiv on
^ου zu betreiben.

Die Fig. 2 6 zeigt ein weiteres Beispiel für eine Ansteuerungsschaltung, bei dem die Transistoren anstelle

der ζusammengeschalteten Emitter gemäß der Darstellung •35

in Fig. 25 zusammengeschaltete Basen haben. Dieses Schaltungsbeispiel· läßt es zu, durch die Stromverstärkung der jeweiligen Transistoren den Strom in den äußeren

- si - 3Q12698 ^DE °³¹³ Zuleitungsdrähten zu den jeweiligen Emittern und den zusaitunengeschalteten Basen zu verringern, wodurch die Strombelastung der Ansteuerungsschaltung und der Verbindungsdrähte aus der Anordnung heraus verringert wird.

Die Fig. 27 zeigt ein weiteres Beispiel einer Ansteuerungsschaltung, die aus Feldeffekttransistoren gebildet ist, wodurch nicht nur der Leistungsverbrauch verringert wird, sondern auch aufgrund der kurzen Speicherzeit, des schnellen Schaltens und der hervorragenden Durchlaßeigenschaften der Transistoren ein schneller Betrieb und eine Vereinfachung der Ansteuerungsschaltung ermöglicht werden.

Es ist ferner offensichtlich, daß die Schaltung nach Fig. 27 zu einer der in Fig. 26 gezeigten Schaltung ähnlichen Schaltung mit zusammengeschalteten Gates abgewandelt werden kann. Ferner kann in der Schaltung nach Fig. 25 der Transistor für die Ansteuerung der zusaramengeschalteten Emitter ein bipolarer Transistor sein. Weiterhin ist es bei den in Fig. 25 bis 27 gezeigten Schaltungen natürlich möglich, unter Verwendung von PNP-Transistoren oder P-Kanal-Feldeffekttransistoren anstelle der dargestellten NPN-Transistoren bzw. N-Kanal-Feldeffekttransistoren die Polarität der Stromversorgung umzukehren. Die Schaltungen gemäß diesen Beispielen sind hinsichtlich der Anordnung der Heizelemente nahe den Düsenöffnungen besonders vorteilhaft, da die zurück-

^JV/ geführten Stellen-Elektroden gemäß Fig. 14 oder die an der Düsenöffnung angebrachte Stellen-Elektrode gemäß der Darstellung in den Fig. 5, 6A oder 6B entfallen. Das He.i ζ element sollte jedoch so angeordnet werden, daß es kein Entweichen des Bläschens aus der Düsenöffnung

verursacht, da ein solches bei der Anordnung des Elements in zu großer Nähe zu der Düsenöffnung zu beobachtende Entweichen zu einer Zerstörung des Tröpfchens im Flug

13/ÖS93

führt, was als "Verspritzungs"-Erscheinung bekannt ist.

Ferner sind die in den Fig. 25, 26 und 27 gezeigten Schaltungen vorteilhaft bei dem mit den zugeführten Stellen-Elektroden gemäß der Darstellung in Fig. 15 versehenen Aufzeichnungskopf 'anwendbar, wobei in der Praxis diese Kombination im Hinblick auf die Vorteile der Schaltung wie den hohen Integrationsgrad, den schnellen Betrieb und den niedrigen Leistungsverbrauch sowie auf die einfache Herstellung der notwendigen Schichten an einer Fläche des Aufzeichnungskopfs außerordentlich zweckdienlich ist.

Ferner ist ersichtlich, daß das in den Fig. 25, 26 und 27 .gezeigte Ansteuerungssystem vorteilhaft mit dem in Fig. 23 gezeigten Ansteuerungssystem kombiniert werden kann.

Die Fig. 28 zeigt ein Beispiel für einen Aufzeichnungskopf, bei dem das in den Fig. 25, 26 und 27 gezeigte Ansteuerungssystem verwendet ist und der ein leitendes Substrat IC, auf das eine Isolierschicht 11 und Heizelemente 1H1, 1H2, ..., 1Hi, ..., 1H32 aufgebracht sind, und eine Nuten-Platte GL1 mit Langnuten M1 , M2, ..., M32 hat, die die Flüssigkeitskammern bilden, wobei das Substrat und die Nuten-Platte miteinander so verbunden sind, daß die Heizelemente jeweils mit den Nuten ausgerichtet sind bzw. übereinstimmen.

^ου Die Isolierschicht 11 dient auch als Wärmespeicherschicht zur Steuerung der mittels der Elemente erzeugten Wärme.

Die an dem Substrat IC angebrachten Heizelemente 1H1 bis 1H32 sind mit Wählelektroden 111 bis 1132 für die

selektive Zufuhr von Bildsignalen und einer gemeinsamen Elektrode L versehen, die gemäß der Darstellung in den Fig. 28 und 29 an der Düsenöffnungsseite angeordnet ist und die für alle Heizelemente 1H1 bis 1H32 gemeinsam verwendet wird. Die Wählelektroden 111 bis 1132 sind an die vorangehend beschriebene Transistorenanordnung TA angeschlossen. An der Isolierschicht 11 an dem Substrat sind wenigstens einer der Stellen-Anschlüsse D1 bis D56 für die Zufuhr der Stellen-Signale (D1) und die Wahl-Anschlüsse P1 t>is P32 angebracht.

Wie aus dem in Fig. 29 gezeigten Querschnitt ersichtlich ist, ist das Heizelement Hi auf der von dem Substrat IC getragenen Isolierschicht 11 angebracht, während die zur Stromversorgung des Elements dienende, die Elektrode L an den Düsenöffnungen bildende leitende Schicht mit dem leitenden Substrat IC verbunden ist.

Die Fig. 30 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des Aufzeichnungskopfs, wobei an einem Isolier-Substrat 11' eine leitende Schicht IC¹ ausgebildet ist und als Zuleitung für die Zufuhr der Versorgungsspannung zu der Elektrode L an der Düsenöffnungs-Seite verwendet wird, während der Metall-Kühlkörper HS als Elektrode für die

^ZJ Masseverbindung EA verwendet wird. Aus der Fig. 25 ist auch ersichtlich, daß die leitende Schicht IC oder IC¹ mit der Masseverbindung EA verbunden werden kann, während die Versorgungsspannung irgendwo anders oder über den

Metall-Kühlkörper HS zugeführt wird. 30

Die leitende Schicht Pi, Ii, Di usw. und das Heizelement Hi werden vorzugsweise an ihrer Oberfläche mit einer dünnen Schutz-Isolierschicht versehen, um damit eine chemische Reaktion mit der Aufzeichnungsflüssigkeit,

einen Stromabfluß oder eine mechanische Abnutzung zu verhindern. Die Verbindung zwischen der Elektrode L und

11 ΐίΙί

dem leitenden Substrat IC kann gemäß der Darstellung in Fig. 31 über ein.Durchgangsloch IB hergestellt werden. Es ist ferner zweckdienlich, mehrere leitende und Isolierschichten in Abwechslung auszubilden, um eine räumliehe Anordnung vieler Wählelektroden an der gleichen Oberfläche zu ermöglichen. Zur Erleichterung des Ein- und Ausbaus der Schaltung können die Wählelektrode Pi und das leitende Substrat IC über Anschlußdrähte Ci und CH angeschlossen werden.
10

Beispiel

Herstellung eines Aufzeichnungskopfes mit dem in Fig. 29 gezeigten Aufbau: Das Substrat IC wurde aus einem hochohmigen Siliciumplättchen mit 0,6 mm Dicke gebildet ' ^au£ dem epitaxial eine niederohmige Siliciumschicht entwickelt wurde. Auf diesem Substrat wurden aufeinanderfolgend eine SiO^-Isolierschicht (5 um), eine ZrB₂-Widerstandsschicht (80 nm) und eine Aluminium-Leiterschicht (100 nm) zur Bildung der Elektroden L, Pi, D1 usw. ausgebildet. Darauffolgend wurde ein Photoätzverfahren vorgenommen, um Heizelemente mit 40 [im Breite und 100 um Länge, die mit einer Teilung von 120 \im angeordnet waren, die an der Düsenöffnung gelegene Elektrode

^ZJ und die Wählelektroden in einem vorbestimmten Muster zu formen.

Die an der Düsenöffnung gelegene Elektrode wurde gemeinsam für 32 Heizelemente verwendet.

Der vorstehend beschriebene Aufbau wurde zur Erzielung eines mit Heizelementen versehenen Substrats mit einer _#Si0₂-Schicht (1 μ,να) überzogen.

Gesondert wurden zur Erzielung der Nuten-Platte GL1

Nutenmuster mit 40 um Breite und 40 μπι Tiefe mit einer Teilung von 120 μπι an einer (1 mm dicken) Glasplatte hergestellt. Zur Erzielung des Aufzeichnungskopfs wurden das vorstehend beschriebene Substrat und die Nuten-Platte fest verbunden bzw. verkittet.

Die Fig. 32 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel· der Tintenstrahlblock-Kassette, bei dem auf einer auf dem elektrisch leitenden Substrat IC ausgebildeten Isolierschicht vier Blöcke Di bis D7 aus Zuleitungen P1 bis P32 mit Transistoranordnungen TA1 bis TA7 angebracht sind, die jeweils die vorangehend genannten Transistoren und Schaltelemente enthalten. Zwischen den Blöcken JB1 bis JB7, die jeweils 32 Nuten enthalten, sind Leerbereiche BL1, BL2 und BL3 vorgesehen. Für die selektive Ansteuerung von 32 Heizelementen sind mindestens 33 Zuleitungen notwendig und die Anordnung macht eine große Chipfläche bzw. Substratfläche für die Aufnahme zusätzlicher Funktionen erforderlich. Wenn daher diese Blöcke ohne die genannten Leerbereiche dicht aneinander angeordnet werden, sind die mit den Transistoranordnungen TA1 bis TA7 zu verbindenden Anschlußflächen für die handelsüblichen Draht-Mikroverbindungen zu dicht angeordnet. Ferner müssen auch die benachbarten Blöcke so angeschlossen werden, daß eine gleichförmige Düsenöffnungs-Teilung erzielt wird, was eine außerordentlich^ schwierige Bearbeitung erforderlich macht. Andererseits ergeben die Leerbereiche BL1 bis BL3 zusätzlichen Raum für die Aufnahme der Transistor anordnungen, wie z. B. der Anordnung TA7. Natürlich

erfolgt an den Leerbereichen keine Aufzeichnung, so daß zur wechselseitigen Auffüllung der Leerbereiche gemäß der Darstellung in Fig. 33 gleichartige Blöcke versetzt bzw. gestaffelt auf und unter dem Metallsubstrat HS angebracht werden.

Falls jede Kassette gemäß der Darstellung in Fig. 32 vier Blöcke bzw. insgesamt 32 χ 4 = 128 Düsenöffnungen

enthält, ist die Gesamtanzahl der Düsenöffnungen in einem Vollzeilen-Mehrfach-Aufzeichnungskopf mit diesen Kassetten in versetzter Anordnung auf und unter dem Metallsubstrat HS ein Vielfaches von 128. Falls ein derartiger Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf für die Aufzeichnung bei einem Kopiergerät oder einem Faksimile-Gerät in Verbindung mit einem im Handel erhältlichen Lesesensor für das Lesen der Vorlageninformation verwendet wird, kann sich ein Unterschied zwischen der Gesamtanzahl der Düsenöffnungen und der Anzahl der Photosensorelemente in einem derartigen Photosensor ergeben. Beispielsweise hat eine im Handel erhältliche Photosensoranordnung CS für das Format A4 nach der japanischen Industrienorm nur 1728 Photosensorelemente, so daß gemäß der Darstellung in Fig. 33 die Tintenstrahlblöcke JB1 und JB56 an den beiden Enden nicht verwendet werden. Folglich werden die Stellen- bzw. Gruppen-Signale für den Zeitmultiplexbetrieb auf D1 bis D5 4 beschränkt, um dadurch eine dynamische Ansteuerung mit einem Tastverhältnis von 1:54 auszuführen. Die Blindköpfe bzw. Blindblöcke JB1 und JB56 werden an den beiden Enden der Block-Kassetten angeordnet und vorteilhaft dazu verwendet, Staubteilchen und unnötige Bläschen zu sammeln. Falls ferner an einem Randblock einer dazwischensitzenden Kassette ein Fehler entsteht, kann diese Kassette einfach mit der Endkassette 4JK1 oder 4JK14 vertauscht werden.

Die Fig. 34 und 35 zeigen schematisch eine Aufzeichnungs-Einrichtung für ein Kopiergerät oder ein

Faksimile-Gerät, bei dem der vorstehend beschriebeneVollzeilen -Mehrfach-Aufzeichnungskopf mit dem Zeitmultiplex-Ansteuerungssystem verwendet wird; die Aufzeichnungs-Einrichtung ist mit einem Leseabschnitt RS versehen, oberhalb der ein beispielsweise durch eine Glasplatte

gebildeter Vorlagenträger GD für die Auflage einer Vorlage und eine Trägerabdeckung DK für das Festhalten der Vorlage in der Ausrichtung angebracht sind.

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- 57 - DE 0313

Unter dem Vorlagenträger GD sind eine stabförmige Lichtquelle BL für die Beleuchtung der Vorlage, ein Reflektor RM, der das Licht der Lichtquelle BL wirksam auf die Vorlage richtet, eine Selbstabtastungs-Photosensoranordnung CS mit einer Mehrzahl von Photosensor-Elementen in linearer Anordnung und eine optische Einheit LS mit einer optischen Linse zum Fokussieren des Bilds der Vorlage auf der Photosensoranordnung CS angebracht, wobei die optische Einheit LS und die Phobosensoranordnung CS als eine Einheit an einem Schlitten CA befestigt sind, der für eine Vorwärts-Verschiebung in eine Richtung Q oder eine Rückwärts-Verschiebung in der Gegenrichtung längs Führungsschienen R1 und R2 und mit Hilfe einer mittels eines Motors MO gedrehten Gewindestange G ausgebildet ist. Dabei ist ferner angenommen, daß die Selbstabtastungs-Photosensoranordnung CS die Hauptabtastung an der Vorlagenebene in einer Richtung P ausführt. Folglich wird die Information von der auf den Vorlagenträger GD aufgelegten Vorlage durch die

Verschiebung des Schlittens CA in der Hilfsabtast-Richtung Q aufeinanderfolgend an der Photosensoranordnung CS abgebildet und aufgrund der Abtastfunktion der Photosensoranordnung in der Hauptabtast-Richtung als Zeitfolge-

raster-Abtastsignal abgegeben.
25

Anstelle des vorstehend erläuterten Aufbaus, bei dem der Schlitten CA in bezug auf den feststehenden Vorlagenträger GD versetzt wird, ist es ferner möglich, einen bewegbaren Vorlagenträger in Verbindung mit einem fest-

stehenden Schlitten zu verwenden. Bei einem Kopiervorgang erfolgt die Rasterabtastung in der Richtung P, während der Schlitten CA in der Richtung Q verschoben wird. Bei diesem Vorgang wird das Aufzeichnungspapier in dem Aufzeichnungsabschnitt unter Aufzeichnung in einer Richtung

R in einer in Fig. 17 gezeigten Richtung S mit der gleichen Verschiebungsgeschwindigkeit wie die des Schlittens CA in der Richtung Q verschoben. Die in dem Leseabschnitt

gewonnene Bildinformation wird über einen Pufferspeicher dem Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf gemäß der Darstellung in Fig. 20 zugeführt, um damit die Aufzeichnung parallel zu dem Lesevorgang vorzunehmen; es ist jedoch auch möglieh, diese Information in einem Speicher zu speichern und das Aufzeichnen danach vorzunehmen.

Die Selbstabtastungs-Photosensoranordnung CS ist aus einer Vielzahl von photoelektrischen Wandlerelementen zur zeitlich aufeinanderfolgenden Verarbeitung der auf diese Weise erzielten elektrischen Signale zusammengesetzt. Ein Beispiel für eine derartige Anordnung ist eine ladungsgekoppelte Vorrichtung bzw. CCD-Anordnung oder ein MOS-Bildsensor. Es sei nun angenommen, daß das bestimmte Kopiergerät in der Richtung P eine Breite von 224 mm hat, was im wesentlichen gleich der kurzen Randlänge des Formats A4 der japanischen Industrienorm ist, und mit einem linearen Ladungskopplungs-Bildsensor mit 1792 Photosensor-Elementen versehen ist und daß der Aufzeichnungsabschnitt zur Vereinfachung einen VoIlzeilen-Mehrfach-Aufzeichnungskopf mit 17 92 Düsenöffnungen auf einer Breite von 224 mm hat. Der Bildsensor und der Tintenstrahl-Kopf entsprechen einem Auflösungsvermögen von 8 Bildelementen je mm. Die einzelnen Tintenstrahl-Blöcke werden gemäß der Darstellung in Fig. 20 versetzt auf und unter dem Kühlkörper-Substrat HS angeordnet, um damit einen Vollzeilen-Mehrfachkopf zu bilden, wobei die 1792 Düsenöffnungen auf 56 Blöcke JB1 bis JB56 mit jeweils 32 Düsenöffnungen aufgeteilt werden. Die 28

ungeradzahlig numerierten Blöcke, die auf dem Substrat HS angebracht sind, sind von den übrigen 28 geradzahlig numerierten Blöcken unterhalb des Substrats um einen vertikalen Düsenöffnungs-Abstand von 8 mm entfernt, was 64 Zeilen entspricht. Die Ladungskopplungs-Sensoranordnung mit 1792 Bits gibt der Bildinformation entsprechende Spannungspegel ab, die mittels einer in Fig. 35 gezeigten Digitalisier-Schaltung AD in Binärsignale

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oder, falls eine Tönungswiedergabe erforderlich ist, in Mehrfach-Signale umgesetzt werden. Falls beispielsweise einfache Binärsignale verwendet werden, besteht die Digitalisier-Schaltung AD aus einem Vergleicher zum Vergleich der Ausgangsspannung der Sensoranordnung CS mit einem Bezugs-Schnittpegel, wodurch entsprechend den Eingabespannungen Binärsignale hohen oder niedrigen Pegels abgegeben werden. Diese digitalisierten Daten werden seriell in ein 32-Bit-Schieberegister SR eingegeben, in dem eine Seriell-Parallel-Umsetzung für eine nachfolgende 32-Bit-Signalverarbeitung erfolgt. Die parallelen Daten aus dem Schieberegister SR werden vorübergehend in einem 32-Bit-Zwischenspeicher L1 zurückgehalten und zu einem Speicherabschnitt aus einem Speicher M1 für die Speicherung der Daten der ungeradzahlig numerierten Blöcke JBT, JB3, ..., JB55 und einem Speicher M2 für die Speicherung der Daten der geradzahlig numerierten Blöcke JB2, JB4, ..., JB 56 übertragen. Die in dem Zwischenspeicher L1 festgehaltenen Daten werden abwechselnd für jeweilige 32 Bits den Speichern M1 und M2 zugeführt. Die Speicher M1 und M2 sind beispielsweise aus Schreib-Lese-Speichern, Ladungskopplungs-Speichern, Magnetspeichern oder dgl. gebildet und haben Speicherkapazitäten von 32 Bits bzw. 56 kBit, was einem Wort bzw. 1792 Worten entspricht, von welchen jedes aus 32 Bits besteht. Die Ausgangssignale der Speicher M1 und M2 haben den Dreifachzustand mit hoher Impedanz, wenn Freigabesignal-Leitungen L4 bzw. L5 auf hohem Pegel

sxrid.
30

Die Speicher M1 bzw. M2 sind so geschaltet, daß ein Einlesen aus dem Zwischenspeicher L1 erfolgt, während der andere Speicher ausgelesen wird.

" ⁶⁰ " 3P12638 ^{DE O313} Auf diese Weise hält ein weiterer Zwischenspeicher L1 abwechselnd die Daten aus den Speichern MI und M2 fest. Die Daten werden 32 NAND-Gliedern NG1 bis NG32 zugeführt, die im Ansprechen auf ein von einer Steuerschaltung CC über eine Druckbefehl-Leitung L1O zugeführtes Zeitsteuerungssignal PG selektiv Transistoren TP1 bis TP32 schalten. Die Kollektoren dieser Transistoren sind mit den Bilddaten-Eingangsanschlüssen P1 bis P32; einer Multiplex-Ansteuerungs-Matrix IJM des Tintenstrahl-Aufzeichnungskopfs verbunden. Im Falle des anhand der Fig. 23 und 24 erläuterten Ansteuerungssystems werden d,ie NAND-Glieder NG1 bis NG32 durch die in Fig. 23 gezeigten UND-Glieder A1 bis A32 ersetzt. Die 56 Abtastsignal-Eingangsanschlüsse D1 bis D56 der Matrix IJM sind mit den Kollektoren von Transistoren TD1 bis TD56 verbunden, die mittels der Ausgangssignale aus einer Decodierschalt-ung DC aufeinanderfolgend zur Ausführung eines Abtastvorgangs gesteuert werden. Die Decodierschaltung DC ist ein 6-Leitungs/56-Leitungs-Decodierer, der über sechs Signalleitungen L11 von der Steuerschaltung CQ gesteuert wird. Die Steuerschaltung CC erzeugt Signale zur Steuerung der vorstehend angeführten Komponenten aufgrund von Taktimpulsen aus einem Quarzoszillator. ;

Die Funktionen der Steuersignale werden im folgenden unter Bezugnahme auf die Fig. 35, 36 und" 37 erläutert. Der Ladungskopplungs-Sensor CS empfängt 'aus der Steuerschaltung CC über eine Signalleitung L1 .unterschiedliche Ansteuerungsimpulse wie einen Startimpuls φ_γ zum Einlei-

- ~

ten einer Zeilenabtastung, Rucks et ζ-Taktimpuls e φ^ für einen Ausgangsverstärker und (nicht gezeigte) 2-Phasen-Schiebe-Taktimpulse φΐ und $52 für Schieberegister in dem Sensor. Das Intervall der Startimpulse φχ entspricht der Abtastungszeit für eine Abtastzeile,- während der

die Steuerschaltung CC 1792 Rücksetz-Taktimpulse (OR abgibt, die der Anzahl der Bits des Seniors entsprechen und die bei ihrem niedrigen Pegel die Abgabe der Bildinformation aus dem Sensor herbeiführen.

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-⁶¹- 3012598 ^DEO313 Die Steuerschaltung CC gibt über eine Signalleitung L2 zum Steuern des Schieberegisters SR Schiebe-Taktimpulse SCK ab, die gemäß der Darstellung in Fig. 36(3) die gleiche Frequenz wie die Rücksetz-Taktimpulse 0R haben und deren Vorderflanken bei dem niedrigen Pegel der Rücksetz-Taktimpulse auftreten.

Ferner gibt die Steuerschaltung CC für jeweils 32 Schiebe-Taktimpulse über Signalleitungen L3 bzw. L9 Eingabe-Taktimpulse LCK'I bzw. LCK2 an die Zwischenspeicher L1 undL2 ab. Gemäß der Darstellung in Fig. 36(4) wird der dem Zwischenspeicher L1 zugeführte Eingabe-Taktimpuls LCK1 abgegeben, nachdem 32 Schiebe-Taktimpulse SCK abgegeben worden sind.

Ein Speicher-'Freigabesignal KNB für die Wahl der Speicher M1 und M2 wird gemäß der Darstellung in Fig. 36(5) nach Beginn des Eingabe-Taktimpulses LCK1 für den Zwischenspeicher L1 auf niedrigen Pegel geschaltet, um damit das Einschreiben oder Auslesen der Speicher freizugeben. Der dem Zwischenspeicher L2 zugeführte Eingabe-Taktimpuls LCK2 wird während des niedrigen Pegels des Speicher-Freigabesignals ENB eingeleitet.

Ein Lese-Schreib-Signal R/W zur Steuerung des Einschreibens und Auslesens der Speicher M1 und M2 wechselt gemäß der Darstellung in Fig. 36(8) für eine einzige Abtastzeile 28 mal den Pegel bei jeweils 32 Rücksetz-Taktimpulsen φΐί. Das dargestellte Signal R/W

wird über eine Signalleitung L7 dem Speicher M2 zugeführt, während ein daraus mittels eines Inverters I gewonnenes invertiertes Signal über eine Signalleitung L8 dem Speicher M1 zugeführt wird, um dadurch das abwechselnde Einspeichern und Auslesen der Speicher

zu erzielen, wie es im vorangehenden erläutert ist.

Nach dem Eingabe-Taktimpuls LCK2 für den Zwischenspeicher L2 wird über die Signalleitung L1O den NAND-Gliedern NG1 bis NG32 das Signal PG für die Festlegung des Zeitpunkts und der Dauer der Stromversorgung des Tintenstrahl-Aufzeichnungskopfs zugeführt, wobei das Signal PG für jeweils 32 Rücksetz-Taktimpulse $R abgegeben wird.

Im Falle eines Ansteuerungssystems gemäß der Darstellung in Fig. 23 wird ■ PG weiter mittels eines Ringzählers oder eines Festspeichers in der Steuerschaltung CC zeitlich aufgeteilt und dem vorangehend genannten UND-Gliedern A1 bis A32 zugeführt. Die Decodierschaltung DC empfängt bei einer Abtastzeile Binärimpulse aus einem Zähler, der auf den Empfang von jeweils 32 Rucksetζ-Taktimpulsen 0R hin weitergeschaltet wird. Folglich werden die Transistoren TD1 bis TD56 in Aufeinanderfolge bei jeweils 32 Rucksetζ-Taktimpulsen 0R durchgeschaltet und erzeugen aufeinanderfolgende Ansteuerungsimpulse BD1 bis BD56 gemäß der Darstellung in Fig. 22, wodurch die Stellen bzw. Gruppen der Matrix IJM abgetastet werden und damit die in Fig. 20 gezeigten Blöcke JB1 bis JB56 in Aufeinanderfolge angesteuert werden. Im folgenden wird kurz die Funktion

der in Fig. 35 gezeigten Schaltung erläutert. Nach der Abgabe des Sensor-Startimpulses {6x werden die Daten für die Düsenöffnungen des ungeradzahlig numerierten Blocks JB1 während der letzten Hälfte (niedrigen Pegels) des ersten Zyklus des Lese-Schreib-Signals R/W aus dem

Schieberegister SR und dem Zwischenspeicher L1 in den Speicher M1 eingespeichert (während' der ersten Hälfte (hohen Pegels) des Zyklus erfolgt das Auslesen und Einschreiben des Speichers entsprechend den letzten beiden Blöcken der vorhergehenden Abtastzeile). Während der

ersten Hälfte des nachfolgenden zweiten Zyklus werden die

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während des ersten Zyklus in dem Speicher M1 gespeicherten Daten in den Zwischenspeicher L2 übertragen und die Daten für den zweiten Block JB2 in dem Speicher M2 gespeichert. Während der letzten Hälfte des zweiten Zyklus werden die Daten für den Block JB3 in dem Speicher M1 gespeichert und die Daten für den zweiten Block JB2 in den Zwischenspeicher L2 übertragen. Der vorstehend erläuterte Vorgang wird für den Rest der Abtastzeile wiederholt, wobei das Auslesen und das Einschreiben für den letzten ungeradzahlig numerierten Block JB55 und den letzten geradzahlig numerierten Block JB56 während der Abtastung der nächsten Abtastzeile mittels des Sensors erfolgen. Wie im vorstehenden ausgeführt wurde, hat der Speicher M1 eine Speicherkapazität von einem Wort bzw. 32 Bits, wobei die gespeicherten Daten in einem dem Speicherzyklus folgenden Zyklus ausgelesen werden, während an dem Speicher M2 das Datenauslesen nach 64 Abtastzeilen bzw. 1792 Lese-Schreib-Zyklen von der Speicherung an erfolgt. Das heißt, die geradzahlig numerierten Blöcke empfangen die Daten der 64. Zeile vor der gerade mittels des Sensors ausgelesenen Zeile. Dies erfolgt deshalb, weil die ungeradzahlig numerierten Blöcke und geradzahlig numerierten Blöcke voneinander um einen 64 Zeilen entsprechenden Abstand von 8 mm ent-

fernt sind.

Aus diesem Grund ist für den Speicher M.2 eine Adressenwählfunktion erforderlich.

Die Fig. 3 8 zeigt einen in dem Speicher M2 enthaltenen

Adressen-Decodierer M2A für den Speicher M2 sowie einen Blockzähler BC und einen Zeilenzähler LC, die in der Steuerschaltung CC enthalten sind.

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64 - 3Q<j2698 ^{DE O313} Gemäß der vorangehenden Beschreibung hat der Speicher M2 eine Kapazität von 56 kBits, was 64 Zeilen aus jeweils 28 Worten bzw. 896 Bits entspricht, wobei ein Wort aus den Daten von 32 Bits für einen Block zusammengesetzt ist. 5

Der Blockzähler BC ist ein Dodekaoktär-Zähler, der auf die in Fig. 37 gezeigte Weise an der abfallenden Flanke eines jeden Lese-Schreib-Signals R/W weitergesehaltet wird.

Der Zeilenzähler LC ist ein Modulo-4-Binärzähler, der durch ein über eine Signalleitung 12 zugeführtes Übertragungssignal aus dem Blockzähler BC weitergeschaltet wird. Ausgangsleitungen 13 und 14 des Blockzählers BC bzw. des Zeilenzählers LC entsprechen einer Adressierleitung L6 in Fig. 35; die über diese Leitungen zugeführten Signale werden in dem Adressen-Decodierer M2A decodiert, um damit den Speicher anzuwählen. In dem Speicher M2 wird nach dem Dateneinschreiben in eine

^O Adresse der η-ten Zeile und des m-ten Blocks das Ausgangssignal des Blockzählers weitergestuft, so daß das Datenauslesen aus einer Adresse der η-ten Zeile und des (m+1)-ten Blocks erfolgt, wodurch ein Lese-Schreib-Zyklus abgeschlossen wird. Bei dem nachfolgen-

"" den Lese-Schreib-Zyklus erfolgt das Dateneinlesen bei einer Adresse für die n-te Zeile und den (m+1)-ten Block. Der Wert für m kehrt nach dem Erreichen von 27 auf Null zurück, während der Wert für η nach dem Erreichen von 63 auf Null zurückkehrt.

Die Fig. 39 zeigt die Information auf einer Vorlage GK und die Übertragung der Daten in die Zwischenspeicher und die Speicher.

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0313

Zu einem Zeitpunkt T1 in den Zwischenspeicher L1 eingegebene Daten A1 mit 32 Bits werden zu einem Zeitpunkt T2 in den Speicher M1 eingespeichert. Ferner werden zu dem Zeitpunkt T2 nachfolgende Daten A2 mit 32 Bits in den Zwischenspeicher L1 eingegeben. Zu einem Zeitpunkt T3 werden die in dem Speicher M1 gespeicherten Daten A1 in den Zwischenspeicher L2 übertragen, während die Daten A2 aus dem Zwischenspeicher L1 in den Speicher M2 eingespeichert werden und nachfolgende Daten A3 in den Zwischenspeicher L1 eingegeben werden. Zu einem Zeitpunkt T4 wird der Zwischenspeicher L2 mit Daten X2 beschickt, während die Daten A3 aus dem Zwischenspeicher L1 in den Speicher M1 übertragen werden und in den Zwischenspeicher L1 Daten A4 eingegeben werden. Danach werden die vorste'hend beschriebenen Vorgänge auf gleichartige Weise wiederholt. Die Daten X2, X4 usw. sind die 64 Zeilen vor den gerade gelesenen Stellen A1, A2, ... des Ladungskopplungs-Photosensors in dem Speicher M2 gespeicherten Daten.

Die Fig. 4OA und 4OB sind ein Ablaufdiagramm, das die vorstehend erläuterten Funktionen zeigt.

Die Fig. 41 zeigt ein weiteres Beispiel für die

Selbstabtastungs-Photosensoranordnung CS, die aus einer Vielzahl von photoelektrischen Wandlerelementen zur Abgabe von zeitlich aufeinanderfolgenden Signalen besteht und bei diesem Beispiel aus vier Blöcken CCD1

bis CCD4 besteht, die jeweils 512 Bits enthalten und 30

eine nutzbare Länge von 12,8 mm (25 um χ 512) haben.

Eine derartige Photosensorenanordnung ermöglicht es, in Verbindung mit einem optischen System mit einem Verkleinerungsverhältnis von 4:1 eine Querbreite von 205 mm in der Richtung P bei dem in Fig. 3 4 gezeigten Vorlagenträger zu erfassen. In diesem Fall wird durch

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- 66 - 3012695 ^DE °³¹³ insgesamt 2048 Elemente eine Auflösung von 10 BiIdelementen (Pixels) je mrn erzielt.

Dementsprechad wird auf gleichartige Weise der Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf auf eine Dichte von 10 Düsenöffnungen je mm ausgelegt.

Ein Vollzeilen-Mehrfach-Tintenstrahlkopf wird aus mehreren Blöcken zusammengesetzt, die in versetzter Anordnung über und unter einem gemeinsamen Substrat HS angeordnet sind, wie z. B. aus vier Blöcken mit jeweils 512 Düsenöffnungen, was einer Gesamtanzahl von 2043 Düsenöffnungen entspricht. Gemäß der Darstellung in Fig. 41 sind der erste Block JB1 und der dritte Block JB3, die unterhalb des Drahts HS angebracht sind, von dem zweiten Block JB2 und dem vierten Block JB4, die oberhalb des Substrats angeordnet sind, um einen vertikalen Düsenöffnungs-Abstand von 28 mm bzw. 280 Zeilen entfernt.

Zur Verwendung eines derartigen Aufzeichnungskopfs in einem Kopiergerät in Verbindung mit einer linearen Photosensorenanordnung wie der im vorstehenden beschriebenen linearen Photosensorenanordnung mit 2O48 Bits ist entsprechend dera genannten Düsenöf fnungs-Abstand ein Speicher von 280 kBit erforderlich. Dies erklärt sich daraus, daß bei der Ausführungsform nach Fig. ein Speicher M2 mit 56 kBit notwendig ist.

Bei dem Ausführungsbeispiel erlaubt es die Verwendung eines Photosensors in einer dem Aufzeichnungskopf entsprechenden ''Anordnung gemäß der Darstellung in Fig. 41, ein einfaches System zu verwenden, bei dem kein übermäßig großer Speicher notwendig ist. Bei dem Ausführungsbeispiel wird es ermöglicht, einen Abtastungsvorgang mit dem Sensor CS in der Richtung Q in Fig. 41 auszuführen und entsprechend der aus dem Sensor erzielten Information die Tintenstrahl-Blöcke JB1 bis JB4 an-

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zusteuern. In diesem Fall sind in Anbetracht des genannten Düsenöffnungs-Abstands von 28 mm und des Bildverkleinerungs-Verhältnisses von 4:1 die oberen Sensoren CCD2 und CCD4 von den unteren Sensoren CCD1 und CCD3 um einen Vertikalabstand von 7 mm entfernt.

Die Fig. 42 zeigt eine Ansteuerungsschaltung für den in Fig. 41 gezeigten Tintenst;rahl-Kopf, wobei 1H1 bis 4H512 Heizelemente des Kopfs sind, während 1D1 bis

TO 4D512 Dioden zum Verhindern eines "Übersprechens" bzw. zum Gegenstromsperren sind. Es sind insgesamt 2048 Heizelemente vorgesehen, die in vier Blocks JB1 bis JB4 mit jeweils 512 Düsenöffnungen aufgeteilt sind. Die
512 Heizelemente in einem jeden Block sind in Gruppen von 32 Düsenelementen aufgeteilt, um einen Multiplexbetrieb mit einem Tastverhältnis von 1:16 zu erzielen. Auf diese Weise werden in dem ersten Block JB1
die 512 Heizelemente 1H1 bis 1H512 durch die Zeitmultiplex -An steuerung aus Daten-Anschlüssen PH bis PI32

und Abtastsignal-Eingangsanschlüssen D1 bis D16 in Betrieb gesetzt. Die anderen Blöcke haben den gleichen Aufbau und werden auf die gleiche Weise betrieben.

Die Fig. 43 ist ein Blockschaltbild einer Steuerschaltung zur Verwendung bei diesem Ausführungsbeispiel. Bei dieser Schaltung sind Ladungskopplungs-Sensoren CCD1 bis CCD4, Digitalisier-Schaltungen AD1 bis AD4, Schieberegister SR1 bis SR4 und Zwischenspeicher-Scualtungen LA1 bis LA4 mit vier Blöcken des Tintenstrahl-Kopfs auf identische Weise kombiniert, so daß die folgenden Erläuterungen auf nur einen Block beschränkt s ind.

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' CCD1 ist ein linearer Ladungskopplungs-Sensor mit 512 Bits zur Abtastung eines Viertels einer Abtastzeile, der der Bildinformation entsprechende Spannungssignale abgibt, die in der Digitalisier-Schaltung AD1 in Binärsignale umgesetzt werdsn, die "Schwarz" und "Weiß" darstellen.

Die Digitalisier-Schaltung ist durch einen Vergleicher gebildet, der die Ausgangsspannung des Sensors mit einer bestimmten Schnittpegel-Spannung vergleicht und dadurch Binärsignale abgibt. Falls beispielsweise beim Kopieren eine Tönungswiedergabe erforderlich ist, wird ein Analog-Digital-Umsetzer verwendet, um Multiplex- bzw. Mehrfach-

signale zu erzielen.
15

Die aus der Digitalisier-Schaltung AD1 gewonnenen digitalen Daten werden in das Schieberegister SR1 mit 3 2 Bits eingegeben, in welchem die Daten einer Seriell-Parallel-Umsetzuhg für die nachfolgende 32-Bit-Parallel-

Verarbeitung unterzogen werden. Die Ausgabedaten des Schieberegisters SR1 werden in der Zwischenspeicher-Schaltung LA1 mit 32 Bits festgehalten, das über das mittels des Druckbefehl-Signals PG gesteuerte NAND-Glieder NU bis NI32 selektiv Transistoren TU bis TI32

steuert. Die Transistoren TII bis TI32 sind 32 NPN-Transistoren, deren Kollektoren jeweils mit den Datenanschlüssen P1 bis P32 der Tintenstrahl-Matrix IJM verbunden sind.

Die Abtastsignal-Eingangsanschlüsse D1 bis D16 der

Matrix sind jeweils mit den Kollektoren von 16 PNP-Transistoren TD1 bis TDi6 verbunden, die in Aufeinanderfolge .mit der Ausgangssignale einer Decodierschaltung DC gesteuert werden. Diese Decodierschaltung DC ist ein 4-Leitungs/16-Leitungs-Decodierer, der im Ansprechen auf Signale aus der Steuerschaltung CC die Transistoren TD1 bis TD16 in Aufeinanderfolge anwählt. -

JÄ?J?3£fi 1,3/0093

- 69 - ftfincfio DE 0313

012698 Die Steuerschaltung CC erzeugt Ansteuerungs-Taktimpulse für den Ladungskopplungs-Sensor, Schiebe-Taktimpulse für die Schieberegister, Taktimpulse für die Zwischenspeicher-Schaltungen, Zeitsteuerungs-Taktimpulse für die Schaltglieder, Wählsignale für die Decodier-Schaltung usw. unter Verwendung eines Quarzoszillators zur Erzeugung von Bezugs-Takt impuls en.

Nunmehr werden anhand des Schaltbilds in Fig.

43 und des Zeitdiagramms in Fig. 44 die Funktionen der unterschiedlichen Steuersignale erläutert. Die Sensoren CCD1 bis CCD4 empfangen aus der Steuerschaltung CC über eine Signalleitung T.,1 verschiedenerlei Ansteuerungsimpulse, wie einen Startimpuls φχ zum Einleiten der Zeilenabtastung (Fig. 44(1)), Rücksetz-Taktimpulse jzSR für Ausgangsverstärker (Fig. 44(2)) und (nicht gezeigte) 2-Phasen-Schiebe-Taktimpulse $1 und φ2 für die Sensor-Schieberegister. Das Intervall der Startimpulse φχ. entspricht der Abtastungszeit für eine Abtastzeile, während welcher von der Steuer- schaltung CC 512 Rücksetz-Taktimpulse ^R abgegeben werden, die in der Anzahl der Anzahl der Bits des Ladungskopplungs-Sensors entsprechen und die bei ihrem niedrigen Pegel die Ausgabe der Bildinformation ermöglichen.

An eine Signalleitung L2 zur Steuerung des Schieberegisters SR1 werden Schiebe-Taktimpulse SCK abgegeben, die die gleiche Frequenz wie die Rücksetz-Taktimpulse ?$R haben und die gemäß der Darstellung in Fig. 44(3) beginnen, wenn die Rücksetz-Taktimpulse niedrigen Pegel haben.

Die Steuerschaltung CC gibt über eine Signalleitung L3 für jeweils 32 Schiebe-Taktimpulse SCK Bingabe-Taktsignale LCK an die Zwischenspeicher-Schaltungen LA1 bis LA4 ab. Gemäß der Darstellung in Fig. 44(4) werden die Eingabe-Taktimpulse LCK eingeleitet, nachdem 32 Schiebe-

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DE 0313 Taktimpulse (Fig. 44(3)) abgegeben worden sind.

Nachdem die Eingabe-Taktimpulse LCK (Fig. 44(4)) an die Zwischenspeicher-Schaltungen LA1 bis LA4 abgegeben worden sind, empfangen für jeweils 32 Rücksetz-

Taktimpulse 0R die NAND-Glieder NU bis NIV32 über eine Signalleitung L10 ein Signal PG zur Bestimmung des Zeitpunkts und der Dauer des Betriebs des Tintenstrahlkopfs, was in Fig. 44(5) gezeigt ist. 10

Die Decodierschaltung DC empfängt 16 Binärsignale in einer Abtastzeile an einem Dekahexär-Zähler, der bei jeweils 32 Rücksetz-Impulsen $R weitergeschaltet wird. Folglich werden bei jeweils 32 Rücksetz-Impulsen (z5R die Transistoren TD1 bis TD16 aufeinanderfolgend durchgeschaltet (siehe Fig. 42, BD1 bis<BD16).

Dieses Ausführungsbeispiel· ist insofern vorteilhaft, als im Vergleich zu dem vorangehenden Ausführungsbeispiel die Speicherkapazität beträchtlich verringert werden kann.

Eine gleichartige Wirkung ist auch dadurch erzielbar, daß die Sensoren CCD1 bis CCD4 und die Tintenstrahl-Blöcke JB1 bis JB4 jeweiis auf■lineare Weise angeordnet werden, falls eine derartige Anordnung im Hinblick auf die Herstellungs-Technologie ausführbar ist. Der aufgeteilte Aufbau der Sensoren und der Tintenstrahl-Blöcke ist im Hinblick auf Reparaturen vorteilhaft und er-

leichtert es, eine ausreichende Flächengenauigkeit zu er-' zielen.

Die Fig. 45 und 46 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel·, bei weichem die geometrische Anordnung der Ladungskoppiungs-Sensoren und der Tintenstrahi-Aufzeichnungs-B^cke die gieiche wie bei dem vorangehenden Aus-

führungsbeispiel ist. Das Ausführungsbeispiel ergibt eine beträchtlich vereinfachte Schaltung dadurch, daß die Anzahl der Verbindungen in der Matrix verringert wird und eine Datenverarbeitungsschaltung gemeinsam für vier Ladungskopplungs-Sensoren verwendet wird. Im Gegensatz zu der parallelen Datenverarbeitung für vier Sensoren in der Schaltung nach Fig. 43 ergibt die in Fig. 46 gezeigte Datenverarbeitungsschaltung eine serielle Zeitmultiplex-Verarbeitung.

Nach Fig. 45 sind 1792 Heizelemente 1H1 bis 4H448 vorgesehen, die jeweils mit Dioden zur "Ubersprech"- bzw. Rückstrom-Sperrung verbunden sind. Die 17 92 Tintenstrahl-Düsen werden auf vier Blöcke mit jeweils 14 Abtästsignal-Eingangsanschlüssen D1 bis D14 aufgeteilt. Die anderen Anschlüsse der Heizelemente sind zyklisch an 32 Dateneingangsanschlüsse P1 bis P32 angeschlossen.

Nach Fig. 46 werden die Ausgangssignale der Ladungskopplungs-Sensoren CS1 bis CS4 an einen 4:1-Analogdaten-Wähler DS angelegt, der für jedes Viertel der (in der Vorlage 205 mm langen) Abtastzeile das Ausgangssiqnal aus den Sensoren wählt und diese Ausgangssignale zur Bildung einer Abtastzeile seriell zusammensetzt. Die Wahl wird durch aus der Steuerschaltung CC über eine Signalleitung L12 zugeführte Signale herbeigeführt.

Die nachfolgende Verarbeitung erfolgt auf die gleiche Weise bei dem vorangehenden Ausführungsbeispiel, wobei die Signale über eine Digitalisier-Schaltung AD, ein Schieberegister SR mit 32 Bits, eine Zwischenspeicherschaltung LA mit 32 Bits, 32 NAND-Glieder NG1 bis NG32 und Transistoren TP1 bis TP32 an die Dateneingangsan-^OJ Schlüsse P1 bis P32 angelegt werden. In diesem Fall wird eine 6:56-Decodiererschaltung DC verwendet.

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Bei diesem Ausführungsbeispiel· ist zwar die Verwendung einer vereinfachten Schaltung ermöglicht/ jedoch wird im Vergleich zu dem vorangehenden Ausführungsbeispiel eine viermal längere Aufzeichnungszeit erforderlich. Dieser Unterschied ist jedoch in Anbetracht der Ansprechfrequenz des Tintenstrahl-Kopfs der Tröpfchenerzeugungs-Einrichtung vernachlässigbar.

Die Fig. 47 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel· für einen Aufzeichnungskopf in schematischer Querschnittsansicht; dabei ist ein MetaUsubstrat HS mit gegeneinander konvergierenden Flächen an diesen mit Substraten S1 und S2 versehen, die Heizelemente tragen, wobei die Substrate SI und S2 jeweils an Nuten-Platten G1 bzw. G2 angrenzen, so daß an den beiden Seiten des Metallsubstrats HS Flüssigkeitskammern W1 bzw. W2 ausgebildet sind.

Die Flüssigkeitskammer W1 gibt die Aufzeichnungströpfchen aus ihrer Düsenöffnung 01 in einer Richtung 11 ab, während die andere Fiussigkeitskammer W2 die Tröpfchen aus der Düsenöffnung 02 in einer Richtung 12 abgibt, wobei die beiden Richtungen auf der gieichen Zeil:! DP an einem Aufzeichnungsmaterial PP zusammentreffen.

Folgten tritt auch dann keine vertikaie Abweichung der Aufzeichnung auf, wenn die Köpfe bzw. Piatten G1 und G2 in der in Fig. 41 gezeigten versetzten Art angeordnet werden. Es ist daher mögiich, einen im Handel erhältlichen linearen Sensor anstehe des in Fig. 41 gezeigten Sensors mit der versetzten Anordnung zu verwenden.

Bei diesem Ausführungsbeispiel· besteht ein weiterer Vorteil· darin, daß die Datenverarbeitungsschaitung entsprechend der Darste^ung in den Fig. 43 und 46 vereinfacht werden kann.

Ferner erlaubt es diesem Ausführungsbeispiel, die Düsenöffnungs-Dichte und damit die Bildinformations-Dichte beträchtlich zu steigern. Darüber hinaus besteht der Vorteil, daß durch Zufuhr geeigneter Bildsignale aus unterschiedlichen Informationsquellen eine Aufzeichnung beliebigen Formats an dem Aufzeichnungsmaterial PP ermöglicht ist. Beispielsweise ist es möglich, leicht lesbare Druckformate dadurch zu erzielen, daß die Information über Tabellier-Felder und über den Inhalt einer derartigen Tabelle jeweils den ungeradzahlig nummerierten Blöcken bzw. den geradzahlig nummerierten Blöcken zugeführt wird.

Die Lesbarkeit der aufgezeichneten Information kann weiter dadurch verbessert werden, daß mehrere Farben, wie beispielsweise Schwarz und Rot verwendet werden.

Wenn ferner der Kopf statt mit der versetzten Anordnung der Düsenblöcke mit oberen und unteren Blöcken versehen ist, die beide auf der gleichen Linie DP aufzeichnen, erleichtert die Doppel-Druckpunkt-Aufzeichnung die Tönungswiedergabe.

Ferner ist es möglich, ein Farbbild beispielsweise ^ aus Rot, Blau und einem Gemisch dieser Farben zu erzielen.

Die Fig. 48 zeigt in einer schematischen perspektivischen Ai.sieht einen Aufzeichnungskopf zur gleichzeitigen

Erzielung zweier Aufzeichnungen, wobei das Tröpfchenerzeugungs-Verfahren vorteilhaft angewandt ist; die Fig. 49X und 49Y sind Querschnittsansichten des Aufzeichnungskopfs in den Richtungen X und Y. Gemäß der Darstellung ist eine Tintenkammer W in fünf kleine

Kammern aufgeteilt, die jeweils an ihren obersten Abschnitten mit Heizelementen H1 bis H5 versehen sind. Ge-

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maß den vorangehenden Ausführungen wird die Tinte IK unter einem Druck P gehalten. Bei Anlegen eines Ansteuerungsimpulses beispielsweise an das Heizelement H3 wird gemäß der Darstellung in Fig. 49X ein Bläschen erzeugt, um damit eine Vortriebskraft in beiden seitlichen Richtungen zu erzeugen.

Falls das Bläschen gegen gegenüberstehende Wände W3 und W3' stößt, wird die Anstoßkraft seitlich umgelenkt, so daß die Vortriebskraft verstärkt wird. Ferner wird die Tröpfchen-Vortriebskraft vorteilhaft in die beiden Seitenrichtungen übertragen, sobald das Bläschen B an seiner Mitte dem Druck P ausgesetzt wird. Es ist daher möglich, unter Verwendung eines einzigen Heizelements und eines einzigen Ansteuerungsimpulses gleichzeitig gleichartige Aufzeichnungen auf zwei AufZeichnungsmaterialien PP1 und PP2 vorzunehmen.

Falls derartige zwei Aufzeichnungen nur gelegentlich erforderlich sind, wird eine Düsenöffnung 03' ständig in Gebrauch gehalten, während die zweite Düsenöffnung 03 mit einer Kappe CP versehen werden kann, mit der die ausgestoßenen Tröpfchen über ein Rohr CPP in die Tintenkammer zurückgeführt werden können, wie es in Fig. 50 gezeigt ist.

Eine derartige Kappe kann auch beispielsweise zum Verhindern eines Verstopfens oder Austrocknens der Düsenöffnungen an beiden Düsenöffnungen 03 und 03' angebracht werden. Wenn ferner eine derartige Kappe CP aus im wesentlichen durchsichtigem Material hergestellt wird, kann auf einfache Weise von außen her der Ausstoß der Düse überprüft werden, ohne daß eine unnötige Tintenverschmutzung hervorgerufen wird oder

"" eine besondere Prüfplatte oder Prüfstelle notwendig ist.

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Die Fig. 51 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem das Aufzeichnen wahlweise mit Hilfe von Solenoidventilen DB1 und DB2 gesteuert wird.

Die Fig. 52 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für die Anordnung von Heizelementen, das eine einfache und preiswerte Herstellung bei verbesserter Dichte erlaubt. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind an einer Heizwiderstands-Schicht H Wählelektroden P1 bis P6 angebracht, die an dieser Wärmeerzeugungs- bzw. Heizbereiche 1H2, 3H2, 3H4, 5H4 und 5H6 bilden. Beispielsweise wird der Bereich 1H2 dadurch gewählt, daß ein Ansteuerungsimpuls an die Elektroden P1 und P2 angelegt wird. Durch Anlegen des Impulses an die Anschlüsse P5 und P4 wird in dem Bereich 5H4 Wärme erzeugt, so daß an diesem ein Bläschen geformt wird. Es ist ganz einfach, eine Wählschaltung für einen derartigen Aufbau zu entwerfen, während der Aufbau selbst außerordentlich vereinfacht ist, da ein Ätzvorgang für die Schicht H entfällt.

Natürlich können auch die nötigenfalls geeignete Ätz-Schritte an bestimmten Teilbereichen zusätzlich ausgeführt werden.

Die Fig. 53 zeigt in einer Querschnittsansicht einen Zufuhr-und einen Aufzeichnungsabschnitt eines Kopiergeräts oder Faksimile-Geräts, bei dem blattförmiges Aufzeichnungsmaterial um eine Drehtrommel herum vorgeschoben wird. Blattförmiges Aufzeichnungspapier SPi?, das in einer Blattzufuhr-Kassette SFC enthalten

^ou ist, wird aus dieser mittels einer Aufnahmewalze R1 entnommen und mittels einer Transportwalze R2 und einer Führungsplatte GB der Oberfläche einer Drehtrommel PD zugeführt. Die Drehtrommel PD ist an ihrer Oberfläche mit regelmäßig und dicht verteilten kleinen Sauglöchern

h versehen. Die Drehtrommel PD wird mittels einer nicht

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gezeigten Antriebsquelle mit konstanter Drehzahl in Richtung eines Pfeils S gedreht, wobei mittels einer nicht gezeigten Saugvorrichtung Luft aus dem Inneren der Drehtrommel abgesaugt wird.

Das der Oberfläche der Drehtrommel PD zugeführte

Aufzeichnungspapier SPP wird mittels der Sauglöcher h an der Trommel gehalten und läuft als eine Einheit mit der Drehtrommel PD um.

Gemäß den vorangehenden Ausführungen sind über und unter einer Kühlkörper-Platte HS zwei Gruppen B1 und B2 von Tintenstrahl-AufZeichnungsköpfen angeordnet, um entsprechend Bildsignalen eine Aufzeichnung auf dem an der Drehtrommel gehaltenen AufZeichnungspapier zu erzielen.

Nach der Aufzeichnung wird das Aufzeichnungspapier von der Drehtrommel PD mit Hilfe eines darin angebrachten Saugabschirmungs-Zylinders SH und einer Papierablöse-Klinke HT getrennt.

Das von der Drehtrommel PD gelöste Aufzeichnungsblatt wird mittels einer Walze R3 auf ein Förderband BT befördert, das mit einer der Umfangsgeschwindigkeit der Trommel PD gleichen Geschwindigkeit umläuft, und schließlich auf einen Ablagetisch TR ausgeworfen.

Die Fig. 54 zeigt die Einzelheiten der Drehtrommel mit den vorstehend genannten Sauglöchern h. Gemäß der Darstellung an einem weggeschnittenen Teilbereich A ist die Drehtrommel PD mit dem Saugabschirmungs-Zylinder SH versehen, der innerhalb und nahe der Trommel angeordnet ist, wobei er an der den Tintenstrahl-Köpfen B1 ° und B2 zugewandten Fläche offen ist, so daß im wesent-

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lichen nur an dieser Fläche eine Saugkraft ausgeübt wird. In der Umgebung der Ablöseklinke HT wird gemäß der Darstellung in Fig. 53 die Saugkraft von dem Abschirmungszylinder abgefangen, wodurch das Ablösen des Papiers von der Trommel erleichtert wird. Der Abschirmungszylinder ist mit einem Saugrohr KP verbunden und so angebracht, daß seine öffnung unabhängig von der Drehbewegung der Drehtrommel ständig zu den Tintenstrahlköpfen hin gerichtet ist. Das Saugrohr KP ist beispielsweise an einen Schlauch angeschlossen, über den Luft aus dem Inneren der Drehtrommel mittels eines Sauggebläses abgezogen wird. Die Fig. 55 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei welchem innerhalb der Drehtrommel PD ein Tintentank IT untergebracht ist, um damit einen kompakteren Aufbau als bei dem in Fig. 20 gezeigten Ausführungsbeispiel zu erzielen und ferner die Saug-Wirksamkeit zu verbessern.

Ein Flüssigkeitsverlust bzw. -austritt aus den Köpfen kann vorteilhaft dadurch verhindert werden, daß der Flüssigkeitspegel in dem Tintentank IT niedriger als die Lage des Kopfes gesetzt wird und die Tintenzufuhr zu der Tintenkammer durch Kapillarwirkung herbeigeführt wird. Es ist ferner möglich, durch Nutzung des Saugluftstnoms in der Drehtrommel selbst ohne Senkung des Flüssigkeitspegels in dem Tintentank IT die Flüssigkeitskammer auf einen negativen bzw. Unterdruck zu bringen.

Bei dem Vollzeilen-Mehrfachkopf mit oberen und unteren Kopfblöcken gemäß den vorangehenden Erläute-^ου rungen bzw. der Darstellung in Fig. 5 3 ist die Genauigkeit des Vertikalabstands zwischen den oberen und den unteren Kopfblöcken von großer Bedeutung. Insbesondere im Fall eines Tintenstrahl-Kopiergeräts soll der Fehler bei dem Abstand zwischen den Druckpunkten nicht die

Hälfte des Punkt-zu-Punkt-Abstands von ungefähr 50 um übersteigen. Der Abstand zwischen den Kopfblöcken soll auf der gleichen Genauigkeit gehalten werden, was in der

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] Praxis in Anbetracht der Genauigkeit der Dicke des Substrats HS oder der Genauigkeit der Befestigung der Köpfe eine Feineinstellung notwendig macht.

β Bei dem nächsten Ausführungsbeispiel ist die Einstellung des Druckabstands dadurch ermöglicht, daß nur der Kühlkörper HS ohne Änderung des Kopfabstands verschoben wird, nachdem die Köpfe über und unter dem Kühlkörper HS bei dem Gerat mit einer Drehtrommel gemäß •jO der vorangehenden Erläuterung angebracht wurden.

Das Kopfabstand-Einsteilverfahren wird anhand der Fig. 56 erläutert.

In Fig. 56 ist T eine Aufzeichnungsfläche des an der Drehtrommel gehaltenen Aufzeichnungsblatts, während L eine Ebene ist, entlang der das vordere Ende des Kopfs B senkrecht versetzt wird. Es sei nun angenommen, daß der Kopf in einem Abstand 1 von einer durch die Mitte der Trommel laufenden horizontalen Linie y angeordnet ist. Ferner ist d der horizontale Abstand der Kopfebene L zu der Aufzeichnungsfläche T, d der horizontale Abstand der Kopfebene L zu der Aufzeichnungsfläche T auf der Linie y und R der Abstand von der Drehmitte der Trommel zu der Aufzeichnungsfläche T.

Unter diesen Bedingungen kann eine durch die vertikale Verschiebung des Kopfs längs der Ebene L verursachte Änderung des horizontalen Abstands in bezug auf den horizontalen Abstand d auf der Linie y ,

d. h. /»d = d - d als Funktion von 1 folgendermaßen dargestellt werden:

Ad = d - d_o = (R + d_o) - V (R + d_o)² - V

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Falls der Kopf linear geformt ist und an der Linie y_Q angeordnet ist, fliegen die Tröpfchen zum Erreichen der Aufzeichnungsfläche T im wesentlichen in horizontaler Richtung, und zwar praktisch ohne Beeinflussung durch die Schwerkraft, da in der Praxis d und d ausreichend klein sind. Damit ändert sich durch die Vertikalverschiebung des Kopfes die Flugstrecke der Tröpfchen um Ad.

Aufgrund der Verschiebung der Aufzeichnungsfläche T in der Richtung S ergibt jedoch eine Änderung der Flugstrecke eine Änderung der Ankunftsstelle der Tröpfchen an der Fläche T. Die sich aus der Änderung der Flugstrecke Δ d ergebende Änderung Δι der Druckstelle ergibt sich zu:

Ll « v_p/v_d x Ad

wobei ν die Umfangsgeschwindigkeit der Drehtrommel ist und v, die Fluggeschwindigkeit der Tröpfchen ist (die als während des Fluges konstant angenommen ist).

In einem numerischen Beispiel werden die folgenden Ergebnisse erzielt: Δ1 = 0,11 m für R = 29 mm, d = 1 mm, v_d = 2 m/s, ν =0,2 m/s und 1=8 mm. Dieses Ergebnis bedeutet, daß bei Ausstoß des Tintentröpfchens an einer von der horizontalen Linie y um 8 mm entfernten Stelle die Druckstelle aufgrund der Verschiebung des Aufzeichnungspapiers um 0,11 mm von der

im Falle eines feststehenden Aufzeichnungspapiers erzielten Druckstelle weg versetzt wird.

Es sei nun angenommen, daß gemäß der Darstellung

in Fig. 57 Tintenstrahlköpfe B1 und B2 an den beiden

Flächen einer Kühlkörperplatte HS mit einem Düsenöff-

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nungs-Abstand I¹ angebracht sind. Gemäß der vorangehenden Erläuterung ergibt sich die Abweichung Δ 1 zwischen den mittels der Köpfe B1 und B2 erzeugten Druckpunkten als Funktion des Abstands y des Kopfs B1 von der Linie y durch folgende Gleichung:

hl = ^- { /(R+d_o)²- U'-y)² - /(R+d_o)²- y² ] d

wobei Δ 1 jeweils positiv oder negativ ist, wenn der Punkteabstand aufgrund des Flugstrecken-Unterschieds vergrößert oder verringert wird.

Ein Ergebnis Δ1=0 bzw. ein Fehlen jeder Abweichung

wird dann erzielt, wenn y = I¹/2 ist, d. h. die Köpfe B1 und B2 in bezug auf die Linie y symmetrisch angeordnet sind. Folglich ist es möglich, Δ1 dadurch gegen Null zu zu verringern, daß der gesamte Kopf jeweils nach oben zu (y >· l'/2) oder nach unten zu (y <C l'/2) versetzt wird, wenn der Wert l·¹ größer oder kleiner als ein Konstruktions- oder Sollwert 1 ist.

Die maximale Korrektur wird dann erzielt, wenn einer der Köpfe an der Linie y angeordnet ist, d. h. y = O oder y = 1' gilt. Aus dem vorangehenden Beispiel • entspricht im Falle eines Kopfabstands von 8 mm dieser Wert ungefähr 0,11 mm.

Falls sich daher der als 8 mm geplante Kopfabstand beispielsweise durch einen Herstellungsfehler auf 7,9 mm ändert, wird die Punkteauflösung von einem Sollwert von 6 4 Punkten je mm auf ungefähr 63 Punkte je mm verschlechtert, wenn der Kopf symmetrisch in bezug auf die Linie y_Q angeordnet wird (y = l'/2). Dieser Fehler

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kann jedoch dadurch ausgeglichen werden, daß mittels einer in Fig. 58 gezeigten Korrekturvorrichtung der Kopf nach unten zu so versetzt wird, daß der Kopf bzw. Block B1 annähernd auf die Linie y ausgerichtet wird.

In der Fig. 58 werden mittels einer Knopfs TH Zahnräder g1, g2 und g3 gedreht, um dadurch eine Zahnstange RA vertikal zu verschieben, die an dem Kühlkörper HS befestigt ist; dadurch werden die Köpfe bzw. Blöcke B1 und B2 in senkrechter Richtung verschoben.

gAi und gA2 sind Führungsstangen für den Kühlkörper HS, während gBi und gB2 Führungselemente sind.

Das vorstehende Ausführungsbeispiel· ergibt zwar eine einfache Einstellung fürdie Flugstrecke von Tröpfchen aus einem zweischichtigen Tintenstrahlkopf durch senkrechte Verstellung desselben, jedoch ist es auch möglich, die Flugstrecke durch Drehung bzw. Schwenkung des Kopfes gemäß der Darstellung in Fig. 59 zu verändern, gemäß welcher die Kühlkörperplatte HS mittels einer Stellschraube TM über Zahnräder g1, g2 und g3 geschwenkt wird. Die dargestellte, nach oben zu gerichtete Stellung der Düsenöffnung ist insofern vorzuziehen, als unnötige Bläschen B selbsttätig aus der Düsenöffnung entweichen und schwere Staubteilchen an dem hinteren Abschnitt gesammelt werden. Es ist ferner möglich zur Ausscheidung unnötiger Bläschen Öffnungen Bh1, Bh2, usw. vorzusehen. Das Anbringen der öffnung Bh2 ist dadurch besonders vorteilhaft, daß eine Unterbrechung der Tintenzufuhr

durch Bläschen verhindert wird. Ferner hat eine kuppelförmige Tintenkammer W gemäß der Darstellung in Fig. den Vorteil, daß sich unnötige Bläschen von selbst in dem oberen Abschnitt der Kuppel sammeln und wirkungsvoll über eine öffnung Bh3 ausgeschieden werden. Darüber

° hinaus ist es möglich, den Kopf dann zu neigen bzw. die

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] öffnungen dann zu öffnen, wenn die Bläschenbeseitigung notwendig wird.

Die Erfindung ergibt ein Verfahren und eine Einrich- c tung für den Ausstoß von Tröpfchen aus einer Düsenöffnung durch Erzeugung eines Bläschens in einer kleinen Flüssigkeitskammer im Ansprechen auf einen Tröpfchenerzeugungs-Befehl. Insbesondere wird bei dem Verfahren und der Einrichtung eine allmähliche Zusammenziehung des Bläschens herbeigeführt, um ein übermäßiges Zurückziehen der Flüssigkeitskuppe bzw. des Meniskus in die Flüssigkeitskammer zu verhindern, durch das eine nachfolgende Tröpfchenerzeugung behindert wird.

Zur Erzielung dieser Wirkungen hat die Tröpfchenerz eugungs -Einrichtung bzw. ein Tröpfchenausstoßkopf einen Aufbau, der eine wirkungsvolle Erzeugung und Auslöschung bzw. Beseitigung des Bläschens zuläßt. Ferner wird eine Einrichtung bzw. ein Gerät angegeben, das zur Verbesserung der Ausrichtungs- oder Zeilendichte der Vorrichtungen und Elemente Ausstoßköpfe in gestaffelter bzw. versetzter Blockanordnung und eine Zeitmultiplex-Ansteuerungsschaltung hat.

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Claims

TiEDTKE - Bühling - Kinne Griipp - Ppi ι mamki : : : ' :"'"- : Dipl.-Ing. H Tiedtke \3RUPE rELLMANN -..- .:.. -- -■ Dipl.-Chem. G. Bühling Dipl.-Ing. R. Kinne Dipl.-Ing. R Grupe Dipl.-Ing. B. Pellmann 3012699 Bavariaring 4, Postfach 20 2403 8000 München 2 Tel.: 089-539653 Telex: 5-24 845 tipat cable: Germaniapatent München

1. April 1980

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Patentansprüche

1. Verfahren zur Erzeugung von Flüssigkeitströpfchen, ^ . dadurch gekennzeichnet, daß in einer Flüssigkeitskammer

im Ansprechen auf einen Tropf chenerzeugungs-Befehl ein *,

Bläschen zum Schaffen eines Tropfchenabgabe-Zustands erzeugt wird und daß zur Vermeidung von Schwierigkeiten bei einer nachfolgenden Tröpfchenabgabe, die sich aus einem übermäßigen Zurückziehen eines Flüssigkeits-Meniskus in eine Düsenöffnung der Flüssigkeitskammer ergeben, ein allmähliches Zusammenziehen des Bläschens herbeigeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß das allmähliche Zusammenziehen des Bläschen durch *

allmähliche Verteilung der darin enthaltenen Energie herbeigeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das allmähliche Zusammenziehen des Bläschens durch allmähliche Kondensation zu Flüssigkeit herbeigeführt wird.

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Bläschen an einer Stelle

erzeugt wird, an der kein Entweichen des Bläschens aus _r?t

der Düsenöffnung auftritt,

ORIGINAL INSPECTED BAD ORIGINAL —

Deutsche Bank (München) Klo. 51/61070 Dresdner Bank (München) Kto. 3939 B44 Postscheck (München) K(O 670-43-804

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5 Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Bläschen durch Wärmeenergie erzeugt wird.

6. Einrichtung zur Tröpfchenerzeugung, gekennzeichnet durch eine Mehrzahl von Tröpfchenabgabe-Vorrichtungen (JB), die jeweils in einer Flüssigkeit Bläschenerzeugungs-Vorricht'ungen (H) aufweisen, und eine Anordnungsvorrichtung (HS) zum versetzten Anordnen der Mehrzahl von ]Q Tröpfchenabgabe-Vorrichtungen.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnungsvorrichtung (HS) ein Substrat aufweist, an dessen oberer und unterer Fläche die Tropfchenabgabevorrichtungen (JB) versetzt angeordnet sind.

8. Einrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bläschenerzeugungsvorrichtung

(H) eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Bläschens im Ansprechen auf die Zufuhr von Wärmeenergie aufweist und die Anordnungsvorrichtung (HS) ein Substrat zur Beschleunigung der Wärmeabfuhr aufweist.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8,

dadurch gekennzeichnet, daß die Tröpfchenabgabevorrichtungen XJB) in eine vorbestimmte Anzahl von Gruppen aufgeteilt sind, die versetzt angeordnet sind.

10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Tröpfchenabgabevorrichtungen (JB) mit Flüssigkeit aus einer gemeinsamen Flüssigkeitsversorgungsquelle (IT) gespeist werden.

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11. Tröpfchenerzeugungs-Einrichtung, gekennzeichnet durch eine Mehrzahl von Tröpfchenabgabe-Vorrichtungen (B), ein die Tröpfchenabgabe-Vorrichtungen tragendes Substrat (HS) und eine Verstellvorrichtung (Fig. 58, 59), mit der zur Justierung der Tröpfchenabgabe-Stelle das Substrat verstellbar ist.

12. Einrichtung nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch ein Empfangsmaterial (SPP) zum Empfang der Tropfchen aus den Tröpfchenabgabe-Vorrichtungen (B) und eine Transportvorrichtung (Fig. 53) zum Vorschieben des Empfangsmaterials längs einer bogenförmigen Bahn.

13". Einrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Tröpfchenabgabe-Vorrichtungen (B) Vorrichtungen zur Erzeugung von Tröpfchen auf die Aufnahme von Wärmeenergie hin aufweisen und daß das Substrat (HS) die Wärmeverteilung beschleunigt.

14. Einrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat (HS) einen Abschnitt aufweist, der so geneigt ist, daß die Tröpfchen aus den Tröpfchenabgabe-Vorrichtungen (B) auf ein und derselben Linie oder ein und derselben Stelle (DP) konvergieren (Fig. 47).

15'. Einrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Tropfchenabgabe-Vorrichtungen (B) an der oberen und der unteren Fläche des Sub-

strats (HS) angebracht sind und mit einer gemeinsamen Flüssigkeits-Versorgungsvorrichtung (IP) versehen sind.

16. Tropfchenerzeugungs-Einrichtung, gekennzeichnet

durch eine Flüssigkeitskammer (W), eine Erzeugungsvor-

richtung (H1) für das Abgeben eines Tröpfchens aus einer Düsenöffnung (OF1) der Flüssigkeitskammer und eine Stell-

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vorrichtung (Fig. 59) zur Einstellung der Düsenöffnung der Flüssigkeitskammer in eine nach oben zu geneigte Lage aus einer horizontalen Lage heraus.

17. Einrichtung nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch eine Umstellvorrichtung zur Änderung der Neigungslage.

18. Einrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Erzeugungsvorrichtung eine Bläschen-Erzeugungsvorrichtung (H1) aufweist.

19. Einrichtung nach Anspruch 18, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (Fig. 61) zum Sammeln unnötiger Bläschen in der Flüssigkeitskammer (W).

20. Einrichtung nach Anspruch 18 oder 19, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (Bh) zum Entfernen unnötiger Bläschen aus der Flüssigkeitskammer (W).

21. Tröpfchenerzeugungs-Einrichtung, gekennzeichnet durch eine Flüssigkeitskammer (W) mit einer kuppelförmigen Innenwandung, eine Erzeugungsvorrichtung für die Abgabe von Tröpfchen aus der Flüssigkeitskammer und einen an dem Kuppelbereich der Flüssigkeitskammer ausgebildeten Abschnitt (Bh3) zur Entfernung unnötiger Bläschen (Fig. 61) .

22. Einrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich (Bh3) zum Entfernen unnötiger Bläschen eine mit der Luft in Verbindung stehende öffnung aufweist.

23. Einrichtung nach Anspruch 21 oder 22, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zum Neigen der Flüssigkeitskammer (Fig. 59) .

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ORIGINAL INSPECTED

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24. Tropfchenerzeugungs-Einrichtung, gekennzeichnet durch eine Tröpfchenabgabe-Vorrichtung (B1, B2), eine Zufuhrvorrichtung (IT) zur Zufuhr von Flüssigkeit zu der Tröpfchenabgabe-Vorrichtung und ein zwischen der Tröpfchenabgabe-Vorrichtung und der Zufuhrvorrichtung angeordnetes Empfangsmaterial (SPP) zur Aufnahme von Tröpfchen aus der Tröpfchenabgabe-Vorrichtung (Fig. 55).

25. Einrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekenn-

zeichnet, daß die Zufuhrvorrichtung (IT) von einem Drehelement (PD) umgeben ist, das durch seine Drehung das Empfangsmaterial (SPP) transportiert.

26. Einrichtung nach Anspruch 24 oder 25, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (h), die das Empfangsmaterial (SPP) zu der Zufuhrvorrichtung (IT) hin anzieht.

27. Tropfchenerzeugungs-Einrichtung, gekennzeichnet durch eine Tröpfchenabgabe-Vorrichtung (B1, B2), ein Tröpfchenempfangsmaterial (SPP), ein Drehelement (PD) für den Transport des Empfanasmaterials und eine Saugvorrichtung (h), die zum Anziehen des Empfangsmaterials in dem Drehelement vorgesehen ist.

28. Einrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Saugvorrichtung (h) nur an der der Tröpfchenabgabe-Vorrichtung (B1, B2) zugewandten Seite vorgesehen ist.

^O

29. Einrichtung nach Anspruch 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Saugvorrichtung eine Mehrzahl von kleinen öffnungen (h) an der Oberfläche des Drehelements (PD) und eine Vorrichtung zur Erzeugung einer

Luftströmung in dem Drehelement aufweist. 35

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30. Tröpfchenerzeugungs-Einrichtung, gekennzeichnet durch eine Mehrzahl von Tröpfchenabgabe-Vorrichtungen (JB), eine Schaltungseinrichtung (DA; TA) mit Dioden oder Transistoren für die jeweilige Ansteuerung der Tröpfchenabgabe-Vorrichtungen, ein Substrat (SS1; 4S1; IC), das die Tröpfchenabgabe-Vorrichtungen und die Schaltungseinrichtung tragt, und eine Befestigungsvorrichtung zum lösbaren Befestigen des Substrats.

31. Einrichtung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß an den Tröpfchenabgabe-Vorrichtungen (JB) lösbar Flüssigkeitszufuhrrohre (OP) zur Flüssigkeitszufuhr aus einer Flüssigkeitszufuhr-Quelle (IT) angeschlossen sind.

32. Einrichtung nach Anspruch 30 oder 31, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat (SS1; 4S1; IC) mit einer Gruppe von Elektroden für die Übertragung von Signalen

zu der Schaltungseinrichtung (DA; TA) versehen ist und die ^O Befestigungsvorrichtung eine elektrische Verbindungsvorrichtung für die Übertragung von Signalen zu den Elektroden aufweist.

33. Einrichtung nach einem der Ansprüche 30 bis 32,

dadurch gekennzeichnet, daß die Tröpfchenabgabe-Vorrichtungen (JB) in Blöcke mit mehreren Tröpfchenabgabe-Vorrichtungen aufgeteilt sind.

34. Einrichtung zum Aufzeichnen mit Flüssigkeits-

tröpfchen, dekennzeichnet durch eine zu Blöcken aufgeteilte und angeordnete Tröpfchenabgabe-Einheit (JB), eine gemeinsame Flüssigkeitszufuhrquelle (IT) für die Zufuhr der Flüssigkeit zu den Blöcken, lösbar an die Blöcke angeschlossene flexible Rohre (2P) zur Zufuhr der Flüssigkeit

zu den Blöcken aus der Flüssigkeitszufuhrquelle, eine Schaltungseinrichtung (DA; TA) zur Ansteuerung der Blöcke

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in Zeitmultiplexbetrieb und eine Verbindungsvorrichtung zum elektrischen lösbaren Verbinden der Schaltungseinrichtung mit den Blöcken.

35. Einrichtung nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß die Blöcke (JB) versetzt angeordnet sind.

36. Einrichtung nach Anspruch 34 oder 35, dadurch gekennzeichnet, daß die Blöcke (JB) an der oberen und der unteren Fläche eines Substrats (HS) angeordnet sind.

37. Einrichtung nach einem der Ansprüche 34 bis 36, dadurch gekennzeichnet, daß die Blöcke (JB) in Kassetten (JK) aufgeteilt sind, die jeweils eine vorbestimmte Anzahl von Blöcken enthalten.

38. Einrichtung nach einem der Ansprüche 34 bis 37, dadurch gekennzeichnet, daß die Blöcke (JB) mit einer Dioden- bzw. Transistorenanordnung (DA bzw. TA) versehen sind.

39. Einrichtung nach einem der Ansprüche 34 bis 38, dadurch gekennzeichnet, daß ein die Blöcke (JB) tragendes Substrat (HS) zur Wärmeverteilung dient.

40. Aufzeichnungsgerät, gekennzeichnet durch eine Gruppe von linear angeordneten Photosensorelementen (CS), eine Gruppe von versetzt angeordneten Aufzeichnungseiementen (JB), eine Speichereinrichtung (M1, M2), die zum Kompensieren von sich aus der versetzten Anordnung ergebenden Aufzeichnungs-Abweichungen Informationen aus den Photosensorelementen speichert, und eine Steuereinrichtung (CC, IJM) für die übertragung von Informationen aus der Speichereinrichtung zu den Aufzeichnungselementen.

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41. Gerät nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (CC, IJM) eine Einrichtung zur Ansteuerung der Aufzeichnungselemente (JB) in Zeitmultiplex-Betrieb aufweist.

42. Gerät nach Anspruch 40 oder 41, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufzeichnungselemente (JB) Tröpfchenabgabe-Vorrichtungen aufweisen.

43. Gerät nach einem der Ansprüche 40 bis 42, dadurch gekennzeichnet, daß die Photosensorelemente (CS) eine ladungsgekoppelte Vorrichtung aufweisen.

44. Gerät nach einem der Ansprüche 40 bis 43, gekennzeichnet durch eine Faksimileeinrichtung oder eine Kopiereinrichtung.

45. Gerät nach einem der Ansprüche 40 bis 44, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtanzähl der Photosensorelemente (CS) verschieden von der Gesamtanzahl der Aufzeichnungselemente (JB) gewählt ist.

46. Aufzeichnungsgerät, gekennzeichnet durch eine Gruppe von versetzt angeordneten Photosensorelementen (CS), eine Gruppe von entsprechend der versetzten Anordnung der Photosensorelemente versetzt angeordneten AufZeichnungselementen (JB) und eine Steuereinrichtung (CC, IJM) zur übertragung von Informationen aus den

Photosensorelementen zu den Aufzeichnungselementen. 30

47. Gerät nach Anspruch 46, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (CC, IJM) eine Einrichtung zur Ansteuerung der Aufzeichnungselemente in Zeitmulti-

plex-Betrieb aufweist.
35

48. Gerät nach Anspruch 46 oder 47, dadurch gekenn-

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zeichnet, daß die Aufzeichnungselemente (JB) Tröpfchenabgabe-Vorrichtungen aufweisen.

49. Gerät nach einem der Ansprüche 46 bis 48, dadurch gekennzeichnet, daß die Gruppe der Photosensorelemente (CS) eine ladungsgekoppelte Vorrichtung aufweist.

50. Gerät nach einem der Ansprüche 46 bis 49, gekennzeichnet durch eine Faksimileeinrichtung oder eine

TO Kopiereinrichtung.

51. Gerät nach einem der Ansprüche 46 bis 50, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (CC, IJM) eine Speichereinrichtung (M1, M2) zur Speicherung von Informationen aus den Photosensorelementen (CS) unter fortlaufender Erneuerung aufweist.

52. Tropfchenerzeugungs-Einrichtung, gekennzeichnet durch eine Mehrzahl von Tröpfchenabgabe-Vorrichtungen (JB), eine erste Steuersignal-Generatoreinrichtung (PTG) für das wahlweise Ansteuern der Tröpfchenabgabe-Vorrichtungen, eine zweite Steuersignal-Generatoreinrichtung (RGC) zur Ansteuerung der Tropfchenabgabe-Vorrichtungen unter aufeinanderfolgender Abtastung und Halbleiterelemente (DA; TA; MD; Q; F), die entsprechend den Tröpfchenabgabe-Vorrichtungen vorgesehen sind und jeweils zwei Eingangsanschlüsse für die jeweilige Aufnahme der Steuersignale aus der ersten bzw. zweiten Steuersignal-Generatorvorrichtung haben.

53. Einrichtung nach Anspruch 52, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbleiterelemente (TA; MD; Q; F) MOS-Transistoren enthalten.

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54. Einrichtung nach Anspruch 52 oder 53, dadurch gekennzeichnet, daß die Tröpfchenabgabe-Vorrichtungen (JB) Blaschenerzeugungs-Vorrichtungen (H) aufweisen.

55. Einrichtung nach einem der Ansprüche 52 bis 54, dadurch gekennzeichnet, daß die Tröpfchenabgabe-Vorrichtungen (JB) an einem gemeinsamen elektrisch leitenden Substrat angeordnet sind.

56. Einrichiamg nach einem der Ansprüche 52 bis 55, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Steuersignal-Generatoreinrichtung (I⁵TG) Zeitmultiplex -Wählsteuers ignale abgibt.

57. Tropfchenerzeugungs-Einrichtung, gekennzeichnet durch eine Mehrzahl von Tröpfchenabgabe-Vorrichtungen (JB; 0) und Stillsetzungs-Vorrichtungen (CP; DB), die Endbereiche der Mehrzahl von Tröpfchenabgabe-Vorrichtungen in einem unbenutzten Zustand halten. 20

58. Einrichtung nach Anspruch 57, dadurch gekennzeichnet, daß mit den Endbereichen unnötige Bläschen und Staubteilchen sammelbar sind.

59. Einrichtung nach Anspruch 57 oder 58, dadurch gekennzeichnet, daß die Tröpfchenabgabe-Vorrichtungen (JP; 0) in Blöcke mit jeweils einer vorbestimmten Anzahl von Tröpfchenabgabe-Vorrichtungen aufgeteilt sind.

6o. Einrichtung nach einem der Ansprüche 57 bis 59, dadurch gekennzeichnet, daß die Tröpfchenabgabe-Vorrichtungen (JB; 0) versetzt angeordnet sind.

61. Einrichtung nach einem der Ansprüche 57 bis 60, gekennzeichnet durch eine Gruppe von Photosensorelementen (CS) in einer Anzahl, die kleiner als die Gesamtanzahl·

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der Tröpfchenabgabe-Vorrichtungen (JB; O) ist.

62. Tropfchenerzeugungs-Einrichtung, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (H) zur Erzeugung eines Bläschens und eine Abgabevorrichtung (W), die durch die Erzeugung des Bläschens zwei Tröpfchen mit verschiedener Bewegungsrichtung erzeugt (Fig. 48 bis 51).

63. Einrichtung nach Anspruch 62, gekennzeichnet

durch zwei Empfangsmaterialien (PP1, PP2) für den jeweiligen Empfang der beiden Tröpfchen und eine Verschiebungsvorrichtung zum synchronen Verschieben der beiden Empfangsmaterialien.

64. Einrichtung nach einem der Ansprüche 62 oder 63, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (DB) zum wahlweisen Benützen der beiden Tröpfchen.

65. Einrichtung nach Anspruch 62, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (CP) zur Wiedergewinnung eines der Tröpfchen.

66. Tropfchenerzeugungs-Einrichtung, gekennzeichnet durch eine erste Elektrode (D1), eine zweite und eine dritte Elektrode ,{11 bis 7), die an der ersten Elektrode entsprechenden Stellen angeordnet sind, und eine Abgabevorrichtung (H1 bis 7), die ein Tröpfchen in unterschiedlicher Lage erzeugt, wenn der zweiten oder der dritten Elektrode ein Ansteuerungssignal zugeführt wird, und

^ou das Tröpfchen in Richtung senkrecht zur Anordnungsrichtung der Elektroden verdrängt.

67. Einrichtung nach Anspruch 66, dadurch gekennzeichne, t daß die Abgabevorrichtung eine Vorrichtung (111 bis 7)

zur Erzeugung eines Bläschens zwischen der ersten Elektrode (D1) und der zweiten oder dritten Elektrode (11 bis 7) aufweist.

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68. Tropfchenerζeugungs-Einrichtung, gekennzeichnet durch eine Bläschenerzeugungs-Kammer (W; B1, B2) zur Erzeugung eines Tröpfchens und eine Zuführvorrichtung (0P1, 0P2) zum Zuführen von Flüssigkeit zu der Kammer durch Kapillarwirkung.

69. Einrichtung nach Anspruch 68, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführvorrichtung (0P1, 0P2) eine Vorrichtung zur Wahl des Flüssigkeitspegels einer Flüssigkeitsversorgungsquelle (IT) auf einen Pegel unterhalb der Kammer (W; B1, B2) aufweist.

70. Einrichtung nach Anspruch 69, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitsversorgungsquelle (IT) innerhalb eines Drehelements (PD) für den Transport eines Tröpfchenempfangsmaterials (SPP) angeordnet ist.

71. Einrichtung nach Anspruch 69 oder 70, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführvorrichtung eine Vorrichtung zur Erzeugung einer Luftströmung in der Umgebung der Flüssigkeitsversorgungsquelle (IT) aufweist.

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