DE1964957A1

DE1964957A1 - Verfahren zur Zeichendarstellung sowie Wiedergabegeraet hierfuer

Info

Publication number: DE1964957A1
Application number: DE19691964957
Authority: DE
Inventors: James Brennan Jun
Original assignee: Texas Instruments Inc
Current assignee: Texas Instruments Inc
Priority date: 1968-12-31
Filing date: 1969-12-24
Publication date: 1970-07-16
Also published as: US3577137A; BE742251A; NL167253B; FR2027420A1; ES373580A1; JPS493207B1; NL6918071A; DE1964957B2; DE1964957C3; NL167253C; BR6915536D0; GB1285896A; SE364583B; CH513471A

Description

DR.-INQ. DIPL.-INQ. M. SC. DIPU-PHYS. DR. DIPI PHVS.

HÖGER - STELLRECHT-GRIESSBACH - HAECKER

PATENTANWÄLTE IN STUTTGART

A 57 631 b

19. Deserter 1959

Texas Instruments Incorporated Dallas, Texas, U.S.A.

Verfahren zur Zeichendarstellung ä

sowie Wiedergabegerät hierfür.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Zeichendarstellung mittels mindestens eines Rasters von \/i ed ergäbe element en, die während jeweils eines Viedergabezyklus elektrisch beheizbar sind, sowie ein v/iedergabegerät zur Durchführung des sogenannten Verfahrens, insbesondere zum Drucken von Zeichen auf wärneempfindliches Papier, mit mindestens einem Raster von elektrisch beheiabaren v/iedergabeelementen.

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19.Dezember 1969

Eine rastermässige elektronische v/iedergabe aus vermittels 'Rasterbausteinen aus kleinen, untereinander luftisolierten und mesaförmigen Halbleiterbauteilen, die vermittels einer ■thermisch isolierenden Epoxyschicht auf einem keramischen Träger aufgebracht sind, ist bekannt. Jedes ein Rasterelement darstellende Halbleiterbauteil enthält einen in den Kollektorkreis eines eindiffundierten Transistors eingebrachten Widerstand, welcher zwekmässigerweise als eindiffundierter Kollektorbahnwiderstand ausgebildet ist. Ein durch den Kollektor fliessender Strom wird vermittels eines Steuerimpulses an der Basis des Transistors so gesteuert, dass der Kollektorwiderstand dadurch erhitzt v/erden kann- und somit das aufgeheizte Halbleiterbauteil einen Rasterpunkt zur Wiedergabe eines aus Rasterpunkten zusammengesetzten Zeichens bildet. Auf diese Weise kann die Farbe eines thermochromatischen Materials oder eines wärmeempfindlichen Papiers, welches.dem Raster genähert wurde, geändert werden. Seither war ein derartiges Raster so ausgelegt und eingesetzt worden, dass sich die Rasterelemente zwischen den einzelnen Zeichendarstellungsvorgängen, also in der Intervallzeit zwischen jeweils zwei Druckvorgängen wiederum auf Umgebungstemperatur abkühlen. Versuche, solche Verfahren und Anordnungen auch für hohe Wiedergabgeschwindigkeiten zu gebrauchen, führten zu schlechter Druckqualität bzw. unzureichender Wiedergabe, da Js nach Druckgeschwindigkeit, Druckdauer und Beheizungsfrequenz eines einzelnen Wiedergabeelementes die Temperatur der Elemente unterschiedlich und im Hittelwert ausserordentlich steuend war.

Aufgabe der Erfindung ist es nun, ein Verfahren sowie ein Gerät zur Durchführung des Verfahrens zu ersinnen, welches gestattet, eine hohe Wiedergabequalität auch bei hohen Wiedergabegeschwindigkeiten zu erzielen.

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Diese Aufgabe wird- für das Verfahren und Gerät der eingangs erwähnten Art gemäss der vorliegenden Erfindung dadurch gelöst, dass in jedem Wiedergabezyklus an die Wiedergabeeleraente des Rasters eine Spannung angelegt wird, die der Temperatur des Rasters vor oder während dieses Wiedergabezyklus entspricht, und das erfindungsgemässe Wiedergabegerät ist gekennzeichnet durch einen Temperaturfühler für das Rasten und eine diesen Fühler umfassende Regelschaltung zur Einstellung der Heizspannung für die Wiedergabeelemente entsprechend der Rastertemperatur. λ

Durch die Erfindung wird der Vorteil erzielt, dass die Wiedergabegeschwindigkeit keinen Einfluss mehr auf die gleichmässige Wiedergabequalität hat, weshalb das erfindungsgemässe Verfahren sowie das Gerät zur Durchführung dieses Verfahrens vorteilhafterweise dort "eingesetzt werden kann, wo hohe und geringe V/iedergabegeschwindigkeiten wahl- und wechselweise vorkommen, wie dies insbesondere bei von Hand und computerbetriebenen Wiedergabegeräten der Fall ist,

Zweckmässigerweise kann vermittels der hier vorliegenden Erfindung die Heizleistung zur Erhitzung der einzelnen Rasterelemente entsprechend der vom Fühler aufgenommenen Temperatur { ausgeregelt werden und überdies durch eine Vorhaltsteuerung, bei der Druckfrequenz und Rasterelementbelegung berücksichtigt werden, gesteuert werden. Eine Abfragung des Temperaturfühlers kann vor oder während eines Druckvorgangs erfolgen. Bei vorheriger Abfrage wird der Liesswert in einem Ivies swertspeicher so lange zwischengespeichert, bis er während des Druckvorgangs zur Steuerung der die Rasterelemente beaufschlagenden Heizenergie verwendet wird. Zweckmässigerweise ist der

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Temperaturfühler als wärmeempfindliche Diode oder als ein Thermistor und insbesondere als"IiTC-Widerstand ausgebildet. Zur Verstärkung des iäessignals wird ein Differenzverstärker verwendet, an dessen einem Eingang das ITessignal und an dessen anderein invertierenden Eingang ein Potentialgeber liegen kann, welch letzterer ein Differenzsignal nur während des Druckvorgangs entstehen lä.sst. Zweckmässigerweise werden die dem Vorhalt dienenden elektronischen Teile einstellbar ausgeführt, so dass eine Anpassung an verschiedene Betriebsbedingungen und Rasterausführungen leicht möglich ist.

.Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung können den beigefügten Ansprüchen und/oder der folgenden Beschreibung entnommen werden, die der Erläuterung von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen der Erfindung dient. Es zeigen: . '

Fig. 1 eine Ansicht einer Wiedergabeanordnung

zum elektronischen Drucken oder zur Farbwiedergabe von Zeichen;

Fig. 2 eine vergrösserte Darstellung des elektronischen Druckkopfes der Anordnung nach Fig.t;

Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie 3-3 der Fig.2;

Fig.. 4 ein erstes erfindüngsgemässes Ausführungs- beispiel eines Temperaturkompensationskreises zur Regelung der Temperatur des Druckkopfes der Fig. 1 bis 3;

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Fig. 5 ein Schnittbild einer zweiten Wiedergabeanordnung ' zum elektronischen Drucken oder Ausleuchten von Zeichen, bei welcher die Druckkopftemperatur ausgeregeit wird; und

Pig."6 ein teilschematisches Blockschaltbild zur Ausregelung der Temperatur des Druckkopfes der Fig.5 vermittels eines zweiten erfindungsgemässen Temperaturkompensationskreises.

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In den Fig. 1 bis 3 wird ein vermittels erhitzter Rasterelement e druckender Druckkopf 10 gezeigt, wie er bereits durch ältere Anmeldungen derselben Anmelderin (amtliches Aktenzeichen: . . . , . .) beschrieben wurde. Der Druckkopf 10 besteht aus einer 5.5-Rasteranordnung aus mesaförmigen Halbleiterrasterelementen 12, welche durch Luftzwischenräume (Fig.3) gegenseitig thermisch isoliert und vermittels einer ebenfalls thermisch isolierenden Epoxyschicht 16 auf einem keramischen Träger 14 befestigt sind. Ein Transistor ist zusammen mit einem Widerstand 20 (Fig.4) in der nach innen weisenden Oberfläche eines jeden Rasterelementes 12 durch Diffusion ausgebildet. Ein Treibertransistor 22 für jeden der 25 Transistoren 18 der Rasterelemente 12 ist in die Oberfläche eines Halbleiterplätthens 24 vorzugsweise innerhalb eines Gebietes 26 eindiffundiert; metallische Dünnfilmverbindungen, welche in den Figuren nicht dargestellt sind, stellen· die notwendigen Ohm'sehen Verbindungen zwischen den auf dem Gebiet 26 befindlichen Bauteilen und je nen her, die sich in den Rasterelementen 12 befinden. Gemäss Fig.3 wird die Spoxyschicht 16 von dem Keramikkörper 14 und dieser von einer Wärmeableitplatte 28 getragen, auf die er ebenfalls aufgeklebt ist. Leiterbahnen 30 auf einem gedruck-

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ten Schaltkreis 32 (?ig.i) stellen eine Zwischenverbindung zwischen Ausgangsverbindungen der Anordnung der Fig.2 und einem Streifenkabel 34 (Fig.1) dar, wobei die Kontakte durch Lötverbindungen hergestellt sind. Zuleitungen für die Basisanschlüsse der Treibertransistoren 22 endigen an der Peripherie des Halbleiterplättchens 24. Der Druckkopf 10 wird vermittels eines Druckwagens längs eines wärmeempfindlichen Papiers geführt,- wodurch Zeichen mit hoher Druckgeschwindigkeit ausgedruckt werden können.

Um auch bei hoher Druckgeschwindigkeit eine gleichmässige Druckschwärzung auf dem wärmeempfindlichen Papier zu erhalten, ist es erforderlich, die Rasterelemente bei jedem Druckvorgang auf dieselbe maximale Temperatur zu erhitzen, und zwar auch bei hohen Druckgeschwindigkeiten. Wird Information von einer Tastatur aus eingegeben, erfolgt der Ausdruck langsam und der manuellen Betätigung entsprechend unregelmässig;, wird der Druckser dagegen durch einen Computer angesteuert, erfolgt seine Beaufschlagung mit hoher Geschwindigkeit und im allgemeinen gleichmässig. Bei hoher Druckgeschwindigkeit verbleibt nun eine ungeregelte Durchschnittstemperatur der Rasterelernente auf einem höheren Viert als bei geringer Druck-' • geschwindigkeit. Wird während beliebiger Druckgeschwindigkeiten jedes anzuwählende Rasterelement mit demselben, von ~ der Temperatur unabhängigen Strom beschickt, resultiert also ■ eine beachtliche Ungleichheit in der Schwärzung.

In Pig.4 ist ein erster erfindungsgemässer Schaltkreis zur Temperaturkompensation der Rasterelemente mit 5Q bezeichn-et. Eine V/ärmeabfühldiode 52, welche gemäss den Pig.3 und 2 auf dem Halbleiterplättchen zwischen den Rasterelementen und dem Gebiet 26 angeordnet ist, bildet einen Teil eines Spannungsteilers aus einer Serienschaltung aus einem Widerstand 58, der V/ärmeabfühldiode 52 selbst und einem Widerstand 6o, welch letzterer nach Masse geführt ist. Der Widerstand 60 liegt

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überdies in der iitaitterstrecke. sämtlicher Transistoren 18 . und 22 des Druckkopfes 10. Der die Wärmeabfühldiode 52 enthaltende Spannungsteiler ist über d~en einen Anschluss des Widerstands 58 an einen Punkt 54- angeschlossen, welcher der Ausgang eines Zener-Spannungskreises ist. Der am Punkt 54 eine konstante positive Spannung abgebende Zener-Spannungskreis besteht aus einem nach + 12 V geführten Widerstand und einer mit dem Widerstand in Serie geschalteten Zener-Diode 56, die einseitig mit Masse verbunden ist.

Ein Punkt 62, welcher den Verbindungspunkt zwischen-dem anderen Anschluss des Widerstands 58 und der Anode der V/'ärmeabfühldioäe 52 darstellt,, ist über einen Schalter 64 und einen mit ihm,in Reihe liegenden Kondensator 66 nach Masse verbunden; auf diese Weise wird das am Punkt 62*abgefiihlte Potential bei leitendem Schalter 64 im Kondensator 66 gespeichert; der Schalter 64 leitet jeweils während der Druckintervalle, die. zwischen Druckvorgängen liegen, welche durch negative Druckimpulse definiert werden, die an einem Anschluss 27 erscheinen. Liegt nun am Anschluss 27 eine positive Spannung, wird ein dadurch beaufschlagter !Transistor 70 leitend, wodurch' ein ihm nachgeschalteter Transistor 72 ebenfalls leitet; auf diese Weise erscheint an einem Punkt welcher mit dem_>Kollektordes Transistors 72 verbunden ist, positives Potential, das den Schalter 64 Öffnet, Umgekehrt sperrt der Schalter 64, sobald am Anschluss 27 ein negativer Druckimpuls liegt.

Die durch den Kondensator 66 gespeicherte Kesgpanhung ist an den nichtinvertierenden Eingang eines Differenzverstärkers geführt. Das Ausgangssignal des Verstärkers 76 wird über zwei in Kaskade geschaltete Emitterfolger 78, 80 leistungs-

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massig, verstärkt und erscheint an einem Punkt 82; der Punkt 82 "bildet den Anschlusspunkt für die Kollektorstromversorgung sämtlicher Transistoren 18, 22 des Druckkopf es'. Bin Widerstand 85 zwischen dem Punkt 82 und Ilasse stellt eine Ersatzlast dar für den Pail, dass -während eines Druckvorgangs überhaupt keine Rasterelemente des Druckkopfes angewählt sind, wie dies beispielsweise beim Schreiben einer Leerstelle der Pail ist. Vorn Punkt 82 führt überdies ein Gegenkopplungswiderstand 84° an den invertierenden Eingang des Differenzverstärkers 76.

Ein Spannungsteiler aus der Serienschaltung eines veränderbaren Widerstands 86, eines "Widerstands 90 und eines veränderbaren Widerstands 94 ist zwischen den Abgriff eines Potentiometers 88 und einen Anschluss 96 geschaltet, welch letzterer der Ausgang eines Zenerkreises aus einer Zenerdiode 98 und einem über' einem Anschluss 99 nach-12 V führenden. Widerstand ist. Die Eingänge des Potentiometers 88 liegen einerseits am zenerstabilisferten Punkt 54 und andererseits an Masse. Der Punkt 96 führt etwa—9 V. Die Leitung zwischen den Widerständen 86 und 90 ist gleichzeitig mit dem invertierenden Eingang des Verstärkers 76 verbunden. Der gemeinsame Verbindüngspunkt zwischen dem Wider- , stand 90 und dem Widerstand 94 führt.über einen Anschlusspunkt 43 und einen Schalter 92 nach !.lasse. Der Schalter 92 ist gleichzeitig geöffnet, wenn der Schalter 64 offen ist und gleichzeitig geschlossen, wenn der Schalter 64 schliesst,

Zu Beginn einer Einstellung des Temperaturkompensationskreises 50 vor den Druckvorgängen muss zuerst der Potentrometerabgriff des Potentiometers 88 so eingestellt werden, dass

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die an ihm gemessene Spannung mit der des liesspunkts 62 gleich ist, wobei sich die Wärmeabfühldiode 52 auf.Raumtemperatur befinden soll* Normalerweise ist diese Spannung etwa + 0,7 V. Als nächstes werden relativ langsam wiederkehrende Druckimpulse an den Anschluss 27 angelegt, wobei nun der veränderbare Widerstand 94 so eingestellt wird, dass die Spannung am Emitterfolger-A'usgangspunkt 82 einen, solchen Wert annimmt, dass damit die erforderliche Druckschwärzung erzielt werden kann. Nun wird die Druckgeschwindigkeit auf'ihren maximalen Wert erhöht, um vermittels des veränderbaren Widerstands 86 eine solche Einstellung herbeizuführen, dass damit die vorige Druckqualität erreicht wird, wodurch somit etwa dieselbe Spannung am Punkt 82 gewonnen wird.

Zur Wirkungsweise des Kompensationskreises 50 ist zu sagen, dass die mittlere Temperatur des Druckkopfes durch den Span^- nungsfall an der Diode 52 messbar ist, welcher am Punkt 62 zyklisch während der Druckintervalle abgefühlt und im.Kondensator 66 gespeichert wird.,Auf diese Weise kann die dem Druckkopf während der Druckvorgänge zuzuführende Energie entsprechend der dort bereits vorhandenen Temperatur dosiert werden. Beispielsweise tritt bei geringer Druckgeschwindigkeit ein Diodenspannungsfall von etwa. 0,7 V auf, so dass der Kondensator 66 +0,7 "V während des Druckintervalls aufnimmt, solange der Schalter 64 leitet. Während dieser Zeit ist ebenfalls der Schalter 92 leitend, wodurch der Punkt 43 annähernd Massepotential erhält. Auf diese Weise geht die Ausgangsspannung am Punkt 82 auf etwa +3 V zurück, welche ausreicht, den.Verstärker aus dem Sättigungsgebiet herauszuhalten, jedoch noch nicht ausreicht, eine Druckschwärzung zu verursachen. Im übrigen sind alle Tranaistoren 18, 22 auch über ihre Basisstrecken während der Druckintervallzeit abgeschaltet,

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so dass mit Sicherheit keinerlei Ausdruck stattfinden kann. Sobald nun infolge eines negativen Druckimpulses am Anschluss 27 ein Druckvorgang abläuft,¹ beginnen die Schalter 64 und zu sperren und andererseits die angewählten Rasterelemente wegen ihrer entsprechend positiv angesteuerter Transistoren 18, 22 sich aufzuheizen.· Eine Abschaltung des Schalters 64 während des Druckzyklus bezweckt, dass die infolge des nun erhöhten Spannungsfalles am Widerstand 60 sich ebenso erhöhende Spannung am Prüfpunkt 62 eine entsprechende Erhöhung am nichtinvertierenden Eingang des Differenzverstärkers 76 und= damit einen falschen Regelverlauf und überdies Regelschwingungen erbrächte. Durch die Abschaltung des Schalters 92 zur Zeit des Druckzyklus wird der Punkt 43 stärker negativ, so dass die Ausgangsspannung am Punkt 82 erhöht wird. Da diese Ausgangsspannung überdies in Gegenkopplung rückgeführt wird, erhöht sich die Stabilität des Verstärkers.

Steigt nun die von der Diode 52 aufgenommene Temperatur an, sei es durch ein Ansteigen der Druekgeschwindigkeit, durch eine erhöhte Anzahl pro-Zeichen auszudruckender Rasterelemente oder, was von geringerem Einfluss ist, durch ein Ansteigen, der Umgebungstemperatur, fällt der Spannungsfall an der Diode 52, wodurch auch die vom Kondensator 66 gespeicherte Spannung absinkt, welche als nunmehr geringere Ausgangsspannung am Punkt 82 während der Druckvorgänge einen: geringeren Strom durch die Rasterelemente treibt. Steigt ι v_; beispielsweise die Temperatur des Druckkopfes um 50° C an",. > erniedrigt sich der Spannungsfall um 0,1 V auf etwa + 0,6 V, ·. so dass die während des Druckvorgangs am Punkt 82 erschei- f nende Ausgangsspannung geringer als zuvor ist und damit einen geringeren Strom durch die einzelnen angewählten Rasterelemente treibt. Die Gegenkopplungsspannung wird nun. auch in veränderter Weise durch den durch den veränderbaren Widerstand 86 fliessenden Strom beeinflusst, wobei eine Ein-

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stellung des Widerstände 86 den Grad der Spaunungsverminderung bestimmt, welcher bei einem gegebenen Temperaturanstieg der Diode 52 auftritt. ' . .

In !ig. 5 wird durch das Bezugszeichen 100 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung ausgewiesen, bei welchem ein Halbleiterdruckkopf 101 von. der zuvor beschriebenen Art vermittels einer kittenden Epoxyschicht 106 auf einem Keramikträger und dieser auf einer metallischen Wärmeableitung 108 befesügt ist. Ein Thermistor 110, welcher vOrzugsweise in kühlem Zustand hochdhmig und in heissem Zustand niederohmig ist und i also durch einen HTC-¥iderstand"dargestellt werden kann, haf-• tet an der Rückseite der metallischen Wärmeableitung 10.8. Der Druckkopf 101 kann wie beim vorigen Beispiel zum thermischen Drucken oder zum Ausleuchten von Ziffern verwendet werden; er kann an wärmeempfindlichem Papier vorbeibewegt werden oder stationär sein, so dass das Papier zu verschieben ist. . -. ■' -

Die Temperatur des Druckrasters des Druckkopfes 101 wird auf einer im v/esentlichen konstanten, von hoher oder niedriger Druckgeschwindigkeit unabhängigen Temperatur gehalten. Der zur Temperaturkompensation benutzte und zusätzlich mit Vor- ^ haltsteuerung ausgerüstete Regelschältkreis ist in Pig.6 dargestellt. Ein Spannungsteiler aus in Serie geschalteten Widerständen zwischen. + 18 Y und Hasse enthält, einen ver- .. ä-nd,erbaren Widerstand 114, einen zweiten veränderbaren Widerstand 116 und den dazu in Serie liegenden'Thermistor 110, dessen einer Anschluss mit Masse verbunden ist. Der gemeinsame Schaltungspunkt zv/ischem dem Widerstand 114 und dem Widerstand 116 führt über eine Leitung 113 an,den nichtinver- , tierenden Eingang eines Differenzverstärkers 112. Die

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tung 113 führt überdies über einen Speicherkondensator und einen mit ihm in Serie liegenden veränderbaren Yfiderstand 120 an den invertierenden Eingang des Differenzverstärkers 112, welcher durch die Leitung 122 ausgewiesen ist. Der=Kondensator 118 wird über einen einstellbaren Ladewiderstand 128, eine mit ihm in Serie liegende Diode 126 und einen vorgeschalteten variablen Widerstand 124 aus einer Spannungsquelle von + 18 V beladen, solange ein der Diode 126 und dem ladewiderstand 128 parallel geschalteter und nach Masse führender Schalter 130 sperrt. Letzterer v/ird durch einen NPiI-Transistor dargestellt, welcher an seiner Basis über einen Widerstand mit einem Anschluss 132 verbunden ist, an den ein" negativer Druckimpuls angelegt werden kann. Ist dieses Signal wirksam, sperrt der Schalter 130. Durch das negative Druckpulssignal am Anschluss 132 wird überdies ein weiterer Schalter 134 gesperrt.

Der ebenfalls als ITPIT-Transistor ausgebildete Schalter 134 ist kollektorseitig über eine Diode 135 an den Ausgang des Differenzverstärkers 112 und emitterseitig mit Masse verbunden, so dass_a er "bei positiver Beaufschlagung an seiner Basis den Differenzverstärkerausgang auf ITu 11 Volt ziehet* Am Kollektor des Transistorschalters 134 ist eine erste Ausgangstreiberstufe 136 und dieser eine weitere Ausgangsstufe 138 nachgeschaltet. Beide Treiberstufen sind als Emitterfolgerstufen geschaltet, welche eine durch + 22 V gespeiste Ausgangsleitung 140 haben, die an das Heizelementraster und ein Treiberraster 144 eine Kollektorspannung VCC führt, die der am Heizelementraster gemessenen Temperatur angepasst ist. Dadurch wird ein den Umständen angemessener Elementheizstrom er-zeugt, _a

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Die Leitung 140 ist <äesv;eit©ren über 'einen GegenkopplUngs-. Widerstand 146 mit defii invertierenden Eingang des Differ&nzverstärkers 112 verbünden* an welchen auch ein einseitig mit. Masse verbundener einstellbarer Widerstand 148 führt« Sohliesslich ist eine ErsatZflast 150 zwischen die Leitung 140 trad LIasse gelegt,- welche für den Fall -vorgeseben ist ^ dass während eines Druckvor'gangs kein -einziges Eäs'terelemetit beheizt werden soll\ ein Fall, der dann auftritt? wenii ein Ürückzwiscbenraöm in Form eines Zeicbenabstands erzeugt werden soll.

Ein Zeicnengenera/feor 152 empfängt Druökzeictien iü binärer Form jeweils 1mr Beginn eines Druckvorgangs und erötellt Ausgangssignäle_f äüröli weiche ireibertransistoreii des Treiberrasters" 144 und vermittels dieser Heiztransistoren des iieizelementrasters 142 in solcher Weise ausgesteuert werderLj dass daditroa die 'Beheizung derjenigen Drüökeieiöe'öte'' erfolgt, durch welche das darzustellende Zeichen wiedergegeben werden' kann.· Der Zeichengenerator 152 feat ntin Hoch eine weitere Aufgabe* Er hat' zn prüfen, wie vielö der iiisgesast 25 Druckelemente angewählt werden¹ tind. defiientspre- dhenä bestimmte Aüsgangssigiiale ZiX erstelieni Der: ®e:iie'rötör 152- schickt aöf eine Leitimg Ϊ56 dann ein Ittögängös' iii· Form einer positivett SteuerspannüHg an* die Basis Tröiisistors 160,- v^enn beim näöfestfölgenden Dr' tiür seeiis o^der weniger als secbs Druck elemente Werden* Da der Transistor 160 dem Transistor f3ö^: parallel geschaltet ist,· bedeutet dies, dass während eines sOleheö Druckvorgangs keinerlei Ladestrom über den Ladewiderstäüd 128 zum Speiöfrerkondetisatör* ti 8 flies sen kanti* De'ro Transistor fJO ist desweiteren eine SerieKSöhaltüng aus^ eliiem;-verändGtbaren Widerstand 162 und einem Transistor 158 ffärallel ge-

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schaltet* Der Transistor 158 wird über eine Leitung 154 aus dem Zeichengenerator 152 dann geöffnet ,- weiin im nachfolgenden Drückvörgäng sieben} acht öärer neun Drückelemente angewählt werden*' Auf diese Weise wird je nach Einstellung des'Widerstands 162 ein Teil des lädestroinsy der saust in ■Völler Höhe über den iadewiderstand zur' Aufladung des Speicherkondensators 118 verwendet wird, nach Masse abgezogen* da. die Korn- _binätion 158, 162 als Nebensehlusspfäd wirkt. Selbstverständlich dienen die angegebenen Zählen nur als Beispiele ι um zu zeigen* dass durch Einschaltung einer" mehr öder weniger gras- ■-sen Anzahl Von iJe.bensehlüsspfaden die Ladüngshöhe der Spannung am Speieherkondensator 118 gesteuert v/erden kamii Dürchden vollkommeneü Kurzschluss 116 in deii fällen von ö bis 6 angewählten Durckelemeniien während eines Druckvorgaiigs unterbleibt eine Ifeubelädung des Speioherköndensatörs 118 v/ähreüä des Drtickvörgangs, wobei jedoch der Eöndensaior 118 sich lediglich über die Widerstände 12ö und I40_f nicht aber über die iii Sperrichtung geschaltete Diode 126 und den nach Masse geöfftieten ir-ansistor 160 entladen ίέδηίΐί V/erden mehr als tiexm Druckeieiflente v/ährend des Ifruckvorgaogs beheizt, erstellt der äeichengeneratör weder auf der Leiitting 154 nodh auf der Lei- ■ ttitig T56 ei-K ⁼eiitsprechenäes Signal ztir' Aussteuerung der Hebensohlus'spfäele 1^!58_f 162 bzw* 16Oj s§ dass das irolle F©tential des Impulses* welches durch Sperrung des Transistors λ 130 zur Zeit eines negativen DTückinipülses über äen eiösteü^ baren Widerstand 124_f die Diode 126 und deii Lade'widerstand auf den Speieherkoiiderisator geführt wird, zur Beladung des Kondensators 118 verwendet werden kann. Da die Diode 126 im = nachfolgenden Drttokintervall einen· Rückfluss der ladung über den dann· wieder leitenden Transistor 130 verhindert,, entlädt si©h der Kondensator HS ifö. folgendött leiiglich W Widerstände ί2ΰ ma 148« ;

sei &ngenoiiif!letkt der liaibieiterdr'yekk-off ϊΰί wefi§ in Betiieiy getiomiTöä^ weiip ae'r fhermis'-lör ίίύ imföl^ö ©iües

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ren Llaschinenstillstands kalt und hochohmig ist. Der nicht" invertierende Eingang 113 des Differenzverstärkers 112 weist deswegen eine relativ hohe positive Spannung auf, welche ein Resultat des Spannungsteilerverhältnisses des Spannungsteilers 114, 116, 110 ist, da der Thermistor - v/ie gesagt - einen hohen Widerstandswert hat. Vor Erscheinen eines negativen Druckiiapülses am Anschluss 132 leiten die Transistoren 130 und 134", wodurch die Spannung an einem Punkt 125, welcher der Kollektoranschluss des Transistors 130 ist, und ebenso die Spannung an der Anode der Diode 135 g nahe ITuIl Volt liegt. Auf diese Weise befindet sich der Differenzverstärker 112 im Sättigungsgebiet.

Nimmt man an, dass nun negative Druckimpulse erscheinen, jedoch keine binären Druckzeichen, so sind keine Druckzeichen auszudrucken, wodurch keine Wärme entsteht, welche über die Wärmeableitung 108 weggeführt v/erden muss. Während solcher Druckvorgänge sperren zwar die Transistoren 130 und 134 stets, der Transistor 160 aber leitet und legt die Spännung am Punkt 125 nahe ITuIl Volt, so dass der Kondensator 118 nicht geladen werden kann. Somit wird währendeines solchen Druckvorgangs die um Null Volt befindliche Spannungsdifferenz an den Plätten des Speicherkondensators 118 von den Differenz- i eingängen 113,.122 des Differenzverstärkers 112 aufgenommen, wodurch am Auagang 140 des Verstärkers keine Kollektorspannung entsteht, welche in der lage wäre, Heizelemente im Raster 142 oder Treibertransistoren des Treiberrasters 144 mit Energie zu versorgen. Dies wird auch durch eine entsprechende Sinsteilung des veränderbaren Widerstandes 148 gewährleistet.

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Nun sei für einen weiteren Pall angenommen, dass in einem folgenden Druckvorgang mehr als neun Druckelemente angewählt .werden, und dass dieser Zustand bei relativ hoher Druckgeschwindigkeit über mehrere Druckvorgänge anhalte. Sobald die Transistoren 130 und 134 wiederum sperrend werden, wird die Ausgangsspannung auf der Leitung 140 im wesentlichen durch die Einstellung des Widerstandes 148 bestimmt. Während jedes Druckvorgangs wird nun jedoch der Kondensator 118"in dem" Maß und. mit solcher Geschwindigkeit aufgeladen, wie dies vorzugsweise durch die Einstellung des veränderbaren Lade-A Widerstands 128 bestimmt wird; dabei ist die Impulsamplitude durch-, die Einstellung des veränderbaren Widerstands 124 ein-' stellbar, Während der Druckintervalle wird die ladung des Kondensators 118 über die einstellbaren Widerstände 120, 148 entsprechend der Einstellung dieser Widerstände-nach Kasse abgeführt. In dem Maß nun, in dem der Speicherkondensator eine hohe Ladung aufweist, erscheint auch ein hoher .•Entladestrom über die Widerstände 120, 148, wodurch infolge der höheren Spannungsdifferenz an den Eingängen 113, 122 des Differenzverstärkers 1 1 2 eine höhere Ausgangsspannung in der Leitung 140 erscheint.

Bei anhaltender relativ hoher Druckgeschwindigkeit und fort- W währenden Druckimpulsen unter Anwahl von mehr als neun Druckelementen wird nun auch ein Wärmefluss in der Wärmeableitung 108 dergestalt von statten gehen, dass der Thermistor 110 entsprechend erwärmt und damit niederohmiger wird als er zuvor war; auf diese Weise wird also auf der leitung 113 wegen des Spannungsteilers aus den Widerständen 114, 116 und dem" Thermistor 110 eine negative Potentialverschiebung· erkennbar, wodurch wiederum die Ausgangsspannung auf der Leitung 140 erniedrigt wird. Durch die Aufladung des Kondensators 118 wäh-

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rend des Druckvorgangs und die entsprechende Entladung während der Druckintervalle wird die Druckgesehwindigkeit elektrisch abgebildet; wird doch das Druckraster während des Druckvorgangs beheizt und während der Druckintervalle abgekühlt, indem die. Wärme über die metallische Wärmeableitung 108 abgezogen wird; auf diese Weise wird eine Kompensation der V/'ärmeausbreitungszeit" (Tot-Zeit) des Wärmeflusses vom Druckraster bis zum Thermistor .110 durchgeführt.,

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Da nun die Geschwindigkeit,-" mit welcher das Druckraster aufgeheizt wird, ebenso von der Anzahl der jeweils .angewählten Druckelemente, pro Druckvorgang abhängt» ist die Beladungsgeschwindigkeit der Ladung des Kondensators 118 während eines Druckvorgangs ebenso durch die IJebenschlusspfade, welche durch die Schalter 158 und 160 realisiert sind, in Stu- . fen regelbar gehalten. Werden sieben bis neun Druckelemente angewählt, beginnt der Transistor 158-zu leiten, wodurch die Pulsamplitude zur Ladung des Kondensators über den Ladewiderstand 128 betragsmässig vermindert wird; durch eine Eins teilung des Widerstandes 162 ist das Ausmass der Vorhaltwirkung wählbar. Wie bereits gesagt, erfolgt bei einer Anwahl von sechs oder weniger Druckelementen während des Druck- ' Vorgangs ein völliger Kurzschluss der Impulsamplitude, so dass keinerlei Beladung des SpeicherkondensatOrs 118 während dieses Druckvorgangs erfolgen kann. Auf diese Weise ist also die Spannung am nichtinvertierenden Eingang 113 des Differenzverstärkers 112 ein Maß. der vom Thermistor 110 aufgenommenen Temperatur und die Ladung des Kondensators 118 ein vorabgeschätztes Maß. der Temperaturdifferenz zwischen-dem Halbleiterdruckkopf 101 und dem Thermistor 110 noch vor Beginn des Druckvorgangs selbst. Die Kollektorspannung VGG auf der Lei-

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'tung 140 und infolgedessen die Heizleistung für die -ange-. Wählten Rasterelemente des Rasters 142 liegt also völlig in-Relation zur absoluten Temperatur des Druckrasters während des folgenden Druckvorgangs, wodurch die zum gleichmässigen Ausdruck oder zur entsprechend gleichmässigen Ausleuchtung . eines Zeichens notwendige Temperatur am Halbleiterdruckkopf auf alle Fälle gewährleistet ist.

Im Rahmen des Erfindungsgedankens sind Abänderungen von den gezeigten zwei Ausführungsbeispielen möglich.

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Claims

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P at e η t an spräche.

ί. Verfahren zur Zeichendarstellung mittels mindestens eines Rasters von Wiedergabeßlementen, diewährend jeweils eines Wiedergabezyklus elektrisch beheizbar' sind, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Wiedergabezyklus an die Wiedergabeelemente des Rasters eine Spannung angelegt wird, die der Temperatur des Rasters | vor oder während dieses Wiedergabezyklu.s entspricht.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die angelegte Spannung der Temperatur zwischen zwei Wiedergabezyklen angepaßt wird. -
3» Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die angelegte Spannung dem Spannungsabfall an einem nähe dem Raster angeordneten pn-übergang (52) angepaßt wird.
k. Verfahren nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die" angelegte (j Spannung der zuvor herrschenden Rastertemperatur sowie der Häufigkeit der Wiedergabezyklen pro Zeiteinheit angepaßt wird,
5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorstehenden . Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die angelegte Spannung auch der Zahl der beheizten Wiedergabeelemente angepaßt wird.

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6. Wiedergabegerät, insbesondere zum Drucken von Zeichen auf wärmeempfindliches Papier, mit mindestens einem Raster von elektrisch beheizbaren Wiedergabeelementen, gekennzeichnet durch einen Temperaturfühler (52;110) für das Raster und eine diesen Fühler umfassende Regelschaltung zur Einstellung der Heizspannung für die Wiedergabeelemente entsprechend der Rastertemperatur.
7. Gerät nach Anspruch 6, mit durch Zwischenintervalle getrennten Wiedergabezyklen, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturfühler (52) in den Zwisehenintervallen abfragbar ist.
8. Gerät nach Anspruch 6 oder J₃ dadurch gekennzeichnet, daß dem eine Heßspannung abgebenden Temperaturfühler (52) ein die Regelschaltung steuernder Spannungsspeicher (66) zugeordnet ist.
9. Gerät nach einem öder mehreren der Ansprüche 6-8, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturfühler ein pnübergang (52) ist.
10. Gerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 6-8, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturfühler ein temperaturabhängiger Widerstand, insbesondere ein NTC-Widerstand (110) ist.

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11. Gerät nach Anspruch 7 u» S₃ dadurch gekennzeichnet, daß ein Differenzverstärker (76) zur Steuerung der angelegten Spannung vorgesehen ist, an dessen einem Eingang der Spannungsspeicher (66) liegt und an dessen anderen Eingang eine Rückf uhr schleife (8.4) angeschlossen ist.
12. Gerät' nach Anspruch 11, -dadurch gekennzeichnet, daß | in der Rückführsehleife ein Widerstand (84) liegt.
13. Gerät nach den Ansprüchen 11 und 12_? dadurch gekennzeichnet, daß der niehjb mit dem Spannungsspeicher verbundene verstärk.ereingang über einen ersten einstellbaren Widerstand (86) aneine einstellbare ferste Spannungsquelle (56) angeschlossen ist.
14. Gerät nach Anspruch 13 > dadurch gekennzeißhne.t, daß 4er yiicht init dem Spannungsspeicher verbunden^ Verstärkereingang außerdem Eber einen zweiten einstell-Jsarerj Widerstand (SH) an eine zweite ßpännungsiquelle

($6) angeschlpssep ist:, ■ ' '
15* Gerät nach eine-m öder mehrerer}^ der Ansprüejie 12-14, dadurch gekennzei,ehnet, daß der mit der Ruckfahrsehltifo verbundene Verstärkereingang über einen Schalter (92) an jein Potential angesißhlossi&n werden kann, das gleieh ,dem Potential am Verstärke rausgang während der frischen-' intervalle ist_f und 4aß dieser Schalter während der ZiMischenintervalle geschlossen ist.

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16. Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Differenzverstärker (112) vorgesehen ist, dessen Ausgang die angelegte Spannung steuert und dessen erster Eingang (113) an eine vom Temperaturfühler abgegebene'Meßspannung angelegt ist und an dessen zweiten Eingang (122) eine insbesondere einen Widerstand ClU-S) enthaltende

Bückführschleife führt, und daß der zweite Eingang (122)

,ferner überfeinen zweiten Widerstand (120) an eine Steuerspannung (Il8) gelegt ist, und daß der Strom durch diesen zweiten Widerstand zu !Compensationszwecken veränderbar ist.
17. Gerät nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Strom durch den zweiten Widerstand (120) in Abhängigkeit von der Dauer und Häufigkeit der Wiedergabgzyklen sowie der Zahl der jeweils beheizten Wieder *- gab ©elemente veränderbar ist.

Ip,- Gerät nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß am ersten Eingang (113) ein fCondensator (Il8) liegt, der über den zweiten Widerstand (120) mit dem zweiten Eingang (122) verbunden ist, und daß der vom; ersten Vers tär leere ingang abgekehrte Kondensafcoranschluß mit Impulsen beaufschlagbar ist, deren Höhe von der Zahl der jeweils beheizten Wiedergabeelemente abhängt,

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Le erse i t e