DE1964957A1 - Verfahren zur Zeichendarstellung sowie Wiedergabegeraet hierfuer - Google Patents
Verfahren zur Zeichendarstellung sowie Wiedergabegeraet hierfuerInfo
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Description
HÖGER - STELLRECHT-GRIESSBACH - HAECKER
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.
009829/U25
A 37 631 b - 2 -
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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k-35 ■ '
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.
'. ■ ' I
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 dassa 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
0 0 9 8 2 9 / U 2 5 «AD Original
A 57 681 b - 13
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
Ausgangssignälef 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-
. . ■ ■■ ".■.' -■-■.- ' ■-■ ' -"i 14"*
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1969
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 I40f 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!58f 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 124f 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
2Β/Π1Ϊ
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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.
. - 16 -
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BAD
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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.,
■ ■ ' ■ ' A
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.
ORIGINA
009829/1A2S
Claims (17)
- A- 37 681 b31. Okt. 1969P 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.- — ■ - 2 —■0 0 9 8 2 9/1 h 2 51 BW>A 37 681 b b - 13531. Okt. 1969
- 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.0098 29/1S64957A 37 681 bb - 135 · ' - Y-31. Okt. 1969 $
- 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 istf und 4aß dieser Schalter während der ZiMischenintervalle geschlossen ist.1984957A-37 681 bb - 13531. Okt. 1969
- 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) enthaltendeBückführschleife 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,8P98 29/U2SLe erse i t e
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
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