DE3012930C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Aufzeichnungsgerät gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

In der DE-OS 28 43 064 ist ein derartiges Aufzeichnungsgerät beschrieben, bei dem mehrere nebeneinander angeordnete Tröpfchenerzeugungsabschnitte aufeinanderfolgend durch einen Laserstrahl bestrahlt werden. Aufgrund des hohen Energiegehalts von Laserstrahlen bei gleichzeitig extrem kleiner Bündelung läßt sich hierbei eine selektive, energiereiche Ansteuerung einzelner gewünschter Düsen unter völliger Vermeidung einer unerwünschten Beeinflussung benachbarter Düsen selbst dann sicherstellen, wenn diese Düsen sehr dicht gepackt sind. Mit einem derartigen Aufzeichnungsgerät läßt sich somit ein sehr hohes Auflösungsvermögen erzielen. Zur aufeinanderfolgenden Abtastung der Tröpfchenerzeugungsabschnitte wird der von einem Festkörper- Laser erzeugte Laserstrahl über einen umlaufenden Polygonalspiegel und eine entsprechende Optik geführt. Die vorgeschlagene Konstruktion ist allerdings nicht sehr kompakt aufbaubar.

Auch bei dem in der DE-OS 29 43 164 beschriebenen Aufzeichnungsgerät werden die Tintentröpfchen unter Zuhilfenahme einer Laserstrahl-Erzeugungseinrichtung erzeugt. Über die Art der Anordnung der Laserstrahl-Erzeugungseinrichtung und ihre Ansteuerung sind dieser Druckschrift jedoch keine näheren Maßnahmen entnehmbar.

Darüber hinaus offenbart die US-PS 31 77 800 ein Aufzeichnungsgerät, bei dem in einem fest angeordneten Trägerteil eine Mehrzahl von tintengespeisten Öffnungen ausgebildet sind, in geringem Abstand zu denen das zu markierende Aufzeichnungsmaterial entlanggeführt wird. Zur Erzeugung von Markierungspunkten ist in jeder tintengefüllten Öffnung ein über eine Spannungsquelle erregbares Elektrodenpaar vorgesehen, bei dessen Erregung sich in der Tinte ein Funkenüberschlag ausbildet, der seinerseits bewirkt, daß die Tinte aus der Öffnung herausgeschleudert wird. Allerdings erfolgt dieses Herausschleudern nicht in Form eines Einzeltropfens, sondern in Form einer Vielzahl unregelmäßiger feinster Tröpfchen, die sich auf dem Aufzeichnungsmaterial niederschlagen. Aufgrund der Vielzahl der den Funkenüberschlag und das Herausschleudern der Tinte unkontrollierbar beeinflussenden variablen Parametern lassen sich mit diesem Verfahren allerdings keine Aufzeichnungspunkte definierter Form und Größe erzielen, so daß lediglich eine sehr unregelmäßige Aufzeichnung erreicht werden kann.

Ferner zeigt die US-PS 25 56 550 eine Schreibeinrichtung, bei dem eine Vielzahl von zellenförmig angeordneten, die gesamte Aufzeichnungsbreite überdeckenden Öffnungen vorgesehen ist, die in äußerst geringem Abstand zum Aufzeichnungsträger gehalten werden. Die Aufzeichnung erfolgt hierbei über gesteuerte optische Erwärmung der einzelnen, den Öffnungen jeweils selektiv zugeordneten Tintenkammern, wobei die wiederzugebende Vorlage zwischen einer Lichtquelle und der Tintenkammeranordnung hindurchbewegt wird und dabei eine entsprechende Intensitätsmodulation des auf die einzelnen Tintenkammern auftreffenden Lichts hervorruft. In lichtdurchlässigen Bereichen der Vorlage erfährt die Tinte in den dann bestrahlten Tintenkammern eine Erwärmung und damit eine, wenn auch nur verhältnismäßig geringe Ausdehnung, die eine Auswölbung der Tinte aus den jeweils zugeordneten Öffnungen zu dem in sehr geringem Abstand vorbeigeführten Aufzeichnungsträger. Auch hier ist allerdings die Wiedergabe-Punktgröße von einer Mehrzahl unkontrollierbarer Parameter wie etwa des nicht unmittelbar steuerbaren Übergangs der aus den Öffnungen ausgetragenen Tinte, die bei Berührung mit dem Aufzeichnungsträger in unbekannter Größe aus den Öffnungen abgesaugt wird, oder der nicht vorhersehbaren Interaktion zwischen aus benachbarten Öffnungen ausgetragenen Tröpfchen abhängig, so daß keine definierten Kopien mit hohem Auflösungsvermögen erzeugbar sind.

Bei der Aufzeichnungseinrichtung gemäß der DE-AS 14 36 647 wird ein lichtempfindlicher Aufzeichnungsträger eingesetzt, auf den die aufzuzeichnenden Zeichen optisch projiziert werden. Das Projektionsstrahlenbündel besitzt eine derartige Energie, daß sich die Farbpartikel des Aufzeichnungsträgers chemisch oder physikalisch verändern. Die elektromagnetische Strahlung kann hierbei durch einen Laser erzeugt werden. Alternativ können sich die Farbpartikel auch auf einem besonderen Farbträger statt auf dem Aufzeichnungsträger befinden. Eine Tintentröpfchenerzeugung findet nicht statt. Die Notwendigkeit der Verwendung eines speziellen Aufzeichnungsträgers beschränkt allerdings den Einsatzbereich der bekannten Aufzeichnungseinrichtung.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Aufzeichnungsgerät gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zu schaffen, das sich bei hoher Aufzeichnungsgeschwindigkeit und Aufzeichnungsdichte durch äußerst geringe Abmessungen auszeichnet.

Diese Aufgabe wird mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 genannten Merkmalen gelöst.

Mit der erfindungsgemäßen Anordnung der Laserstrahl-Erzeugungseinrichtung auf einem gezielt bewegbaren Schlitten und deren Ausstattung mit einem Halbleiterelement, das sich durch sehr kleine Abmessungen auszeichnet, kann das Aufzeichnungsgerät mit äußerst geringen Abmessungen hergestellt werden, wobei zudem hohes Auflösungsvermögen und sehr hohe Aufzeichnungsgeschwindigkeit und -dichte erzielbar ist.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 und 2 schematische Darstellungen zur Veranschaulichung des Funktionsprinzips einer Aufzeichnungseinheit,

Fig. 3A und 3B Ansichten eines Ausführungsbeispiels einer Aufzeichnungseinheit für ein Farbaufzeichnungsgerät,

Fig. 3C ein weiteres Ausführungsbeispiel der Aufzeichnungseinheit,

Fig. 4 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer Treiberschaltung für die Aufzeichnungseinheit gemäß Fig. 3C,

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels des Aufzeichnungsgerätes und

Fig. 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel des Aufzeichnungsgerätes.

In Fig. 1 ist das Funktionsprinzip der Aufzeichnungseinheit veranschaulicht. Eine Flüssigkeitskammer W wird durch Kapillarwirkung mit einer Aufzeichnungsflüssigkeit IK beschickt. Bei Einwirkung eines Laserimpulses LZP auf ein photothermisches Wandlerelement H 1, das in einem die Länge Δ l und von einer Auslaßöffnung OF den Abstand l aufweisenden Flüssigkeitskammerabschnitt W 1 angeordnet ist, erwärmt sich das Wandlerelement H 1 auf eine über dem Verdampfungspunkt der Aufzeichnungsflüssigkeit in dem Flüssigkeitskammerabschnitt W 1 liegende Temperatur. Dabei bildet sich an dem Wandlerelement H 1 eine Blase B, deren Volumen sich unter weiterem Temperaturanstieg rasch vergrößert. Dies hat zur Folge, daß der Druck in dem Flüssigkeitskammerabschnitt W 1 schnell ansteigt und die dort befindliche Aufzeichnungsflüssigkeit entsprechend der Volumenvergrößerung durch die Bildung der Blase B rasch in Richtung der Auslaßöffnung OF sowie in die entgegengesetzte Richtung bewegt wird. Ein Teil der in der Flüssigkeitskammer W mit der Länge l befindlichen Aufzeichnungsflüssigkeit wird somit über die Auslaßöffnung OF ausgestoßen. Die ausgestoßene Aufzeichnungsflüssigkeit bildet eine Flüssigkeitssäule, die sich dann einschnürt (Fig. 2; Pos.t 5, Q), wobei jedoch im vorderen Endabschnitt der Flüsigkeitssäule die bis zu diesem Zeitpunkt zugeführte kinetische Energie enthalten ist. Ferner wird bei einem Zusammenstoß der Blase mit der Decke des Flüssigkeitskammerabschnitts W 1 die entstehende Kollisionskraft in Längsrichtung umgelenkt, was zu einer weiteren Steigerung der Flüssigkeitsausstoßkraft führt. Bei Beendigung des an das Wandlerelement H 1 angelegten Laserimpulses LZP begnnt dessen Temperatur allmählich abzusinken, wodurch sich die Blase B mit einer geringen Verzögerung in bezug auf das Ende des Lasersignals LZP zusammenzuziehen beginnt. In Verbindung mit dieser Volumenverringerung der Blase B wird aus der Richtung der Auslaßöffnung OF sowie aus der entgegengesetzten Flüssigkeitsergänzungsrichtung Aufzeichnungsflüssigkeit in den Längenabschnitt Δ l eingespeist. Dies hat zur Folge, daß ein Teil der in der Nähe der Auslaßöffnung OF befindlichen Flüssigkeitssäule wieder in den Flüssigkeitskammerabschnitt W 1 zurückgezogen wird, so daß aufgrund entgegengesetzt gerichteter Kräfte bzw. kinetischer Energieanteile zwischen dem vorderen Endabschnitt der Flüssigkeitssäule und dem in der Nähe der Auslaßöffnung OF verbliebenen Teil der vordere Endabschnitt sich als winziges Flüssigkeitströpfchen ID abtrennt, das sich zu einem Aufzeichnungsmaterial PP bewegt und dort an einer vorgegebenen Position niederschlägt. Die Blase B an dem Wandlerelement H 1 verschwindet allmählich durch Wärmeabgabe. Hierbei bewirkt die allmähliche Abnahme der Blase B ein allmähliches Zurückziehen des Flüssigkeitsmeniskus IM. Auf diese Weise wird ein stabiler Oberflächenzustand des Meniskus während der Rückziehbewegung aufrechterhalten, so daß Störungen bei einer nachfolgenden Tröpfchenemission vermieden werden, die andernfalls bei übermäßigem Zurückziehen des Meniskus aufgrund eines bei zerstörtem Meniskus erfolgenden Lufteintritts auftreten könnten. Die Position für die Blasenbildung sollte in geeigneter Weise ausgewählt sein, da eine zu nahe an der Auslaßöffnung OF erfolgende Blasenbildung eine Emission der Blase selbst aus der Auslaßöffnung zur Folge hat, was gegebenenfalls zur Zerstörung des Flüssigkeitströpfchens ID führt, während eine Blase, die zu weit von der Auslaßöffnung entfernt erzeugt wird, keine Tröpfchenemission bewirkt. Die vorstehend beschriebene allmähliche Kontraktion der Blase B beruht auf Wärmeabgabe, Dampfkondensation zur Flüssigkeit, Flüssigkeitszufuhr durch Kapillarwirkung usw.

Die Größe des aus der Auslaßöffnung OF ausgestoßenen Flüssigkeitströpfchens ID hängt von den Parametern des Aufzeichnungsgerätes, wie z. B. von der zugeführten Wärmeenergiemenge, der Länge Δ l des die Wärmeenergie aufnehmenden Flüssigkeitskammerabschnitts, dem Innendurchmesser d der Flüssigkeitskammer W, dem Abstand l von der Auslaßöffnung OF zu der Position, an der der Laserimpuls LZP einwirkt usw., sowie von den physikalischen Eigenschaften der Aufzeichnungsflüssigkeit IK, wie z. B. von ihrer spezifischen Wärme, der Wärmeleitfähigkeit, dem Wärmeausdehnungskoeffizienten, der Viskosität, der Oberflächenspannung usw., ab.

In Fig. 2 ist der Vorgang der Aufzeichnungsflüssigkeitsemission (Tinten- bzw. Druckfarbenemission) in zehn Stufen t 0 bis t 9 dargestellt. Die Flüssigkeitsgrenzfläche zwischen der Tinte EK und Luft ist mit IM bezeichnet. Das Stadium t 0 zeigt den Zustand vor Beginn des Emissionsvorgangs, wobei zu einem zwischen t 0 und t 1 liegenden Zeitpunkt tp ein Treibersignal an eine den Laserimpuls erzeugende Laserstrahlerzeugungseinrichtung angelegt wird. Die Temperatur beginnt gleichzeitig mit dem Beginn des Treibersignals anzusteigen und überschreitet den Verdampfungspunkt der Tinte im Stadium t 1, bei dem die Blasenerzeugung einsetzt und sich der Flüssigkeitsmeniskus IM über die Auslaßöffnung OF hinaus ausdehnt. Im Stadium t 2 dehnt sich der Meniskus IM in Verbindung mit dem Wachstum der Blase B weiter aus. Im Stadium t 3 endet das Treibersignal, und die Temperatur erreicht ihr Maximum, wobei der Meniskus IM eine weitere Expansion zeigt. Zum Zeitpunkt t 4 sinkt die Temperatur bereits wieder ab, während die Blase B jedoch das Maximalvolumen erreicht, so da sich das Wachstum des Meniskus weiter fortsetzt. Zum Zeitpunkt t 5 beginnt die Blase B sich zusammenzuziehen, so daß die Tinte IK entsprechend über die Auslaßöffnung OF in die Tintenkammer W zurückgezogen und ein abgeschnürter Teil Q in dem Flüssigkeitsmeniskus IM gebildet wird. Die Blasenkontraktion setzt sich im Stadium t 6 weiter fort, bei dem sich ein Flüssigkeitströpfchen ID von dem Flüssigkeitsmeniskus IM′ trennt. Im Stadium t 7 setzt das Flüssigkeitströpfchen ID seine Flugbewegung fort, während sich der Meniskus IM′ aufgrund der fortgesetzten Kontraktion der Blase B der Auslaßöffnung OF nähert. Im Stadium t 8 ist die Blase B fast nicht mehr vorhanden und der Meniskus IM′ in das Innere der Auslaßöffnung OF eingezogen. Im Stadium t 9 ist der ursprüngliche Zustand durch auf Kapillarwirkung beruhende Tintenergänzung wiederhergestellt. Aus der Beschreibung dieses Vorgangs ist ersichtlich, daß die Form des Treibersignals einen wichtigen Faktor zur Erzielung einer stabilen Emission der Tinte IK darstellt, während die ebenfalls durch die Form des Treibersignals steuerbare Blasenkontraktion einen wichtigen Faktor zur Bestimmung der Abtrennung des Tintentröpfchens bildet. Darüber hinaus können auch die Tröpfchen-Emissionsgeschwindigkeit sowie die Emissionsfrequenz durch die Form des Treibersignals gesteuert werden.

In Fig. 3A ist ein Ausführungsbeispiel des Aufzeichnungsgerätes in perspektivischer Ansicht dargestellt, bei dem eine Mehrfarben-Aufzeichnungseinheit aus einem Substrat SS, einer mit Flüssigkeitszuführungsnuten versehenen Nutenplatte GL, Farbflüssigkeitsbehältern ITC, ITM, ITY und Flüssigkeitszuführungsrohren IPC, IPM, IPY zur Zuführung von Farbflüssigkeiten C, M, Y für eine Mehrfarben-Aufzeichnung besteht. Außerdem können ein als Kühlkörper dienendes wärmeleitfähiges Substrat HS sowie eine Düsenplatte OP zur Bildung der gewünschten Düsen vorgesehen sein.

In Fig. 3B ist die Positionsbeziehung zwischen der Nutenplatte und den Farbflüssigkeitsbehältern gemäß Fig. 3A näher veranschaulicht. Das Substrat SS besteht z. B. aus Aluminiumoxid, während die Nutenplatte GL aus einer Glas- oder Kunststoffplatte mit mittels eines Diamant-Mikroschneiders ausgebildeten Nuten MC, MM, MY für die Farbflüssigkeiten sowie Flüssigkeitszuführungseinlässen ISC, ICM, ISY besteht. Die Einlässe werden z. B. mit Hilfe eines Elektronenstrahlverfahrens jeweils entsprechend den Nuten der gleichen Farbe ausgebildet. Die Farbflüssigkeitsbehälter ITC, ITM, ITY sind jeweils mit Löchern TSC, TSM, TSY versehen, deren Positionen jeweils den Flüssigkeitszuführungseinlässen ISC, ISM, ISY entsprechen. Obwohl in Fig. 3B nur ein Farbflüssigkeitsbehälter ITY dargestellt ist, sind die anderen Farbflüssigkeitsbehälter ITC und ITM für die Farbflüssigkeiten C und M in der gleichen Weise auf der Nutenplatte GL angeordnet. Nach dieser Vorbereitung werden die Nutenplatte und die Farbflüssigkeitsbehälter in der entsprechenden Position einstückig miteinander verbunden. Mit LPY′ ist ein Rohr zur Beseitigung von Blasen beim Einfüllen der Farbflüssigkeiten in den Aufzeichnungskopf bezeichnet.

Ein solcher Aufbau ermöglicht eine einfach herzustellende Vielfach-Düsenanordnung, bei der Düsen zur Emission von Flüssigkeiten unterschiedlicher Farbe mit hoher Dichte angeordnet sind. Bei einem aus einer Vielzahl von Punkten bestehenden mehrfarbigen Bild wird allgemein davon ausgegangen, daß Positionsabweichungen von Punkten, die einen Betrag von 150 bis 170 µm überschreiten, zu einer deutlichen Verschlechterung des Tönungswiedergabevermögens oder der Farbwiedergabe führen. Mittels des beschriebenen Tintenstrahl-Aufzeichnungsgerätes lassen sich äußerst zufriedenstellende Ergebnisse in bezug auf die Bildauflösung und das Tönungswiedergabevermögen erzielen, da die Düsen in einer einen Wert von 30 Linien/mm überschreitenden Dichte angeordnet werden können, was erheblich über dem vorstehend genannten Grenzwert liegt. Das Aufzeichnungsgerät weist darüber hinaus den Vorteil auf, daß die Düsenanordnung bei verringerter Dicke in einem äußerst kompakten Aufbau herstellbar ist.

Zwischen der Düsendichte und der Dichte der Photosensorelemente sollte eine Zuordnung von Bildelement zu Bildelement getroffen sein. Bei einer dreifarbigen Aufzeichnung mit einer Düsenschicht von 36 Linien/mm kann daher eine Photosensordichte von 12 Linien/mm Verwendung finden.

Bei Verwendung einer solchen Vielfach-Düsenanordnung zur Aufzeichnung in Verbindung mit einem Kopiergerät oder einem Faksimilegerät weist eine Ausgestaltung der Photosensoreinrichtung CD als lineare Photosensoranordnung besondere Vorteile auf, da sich dann mit einer einzigen Abtastung eine Hochgeschwindigkeitsaufzeichnung oder eine hohe Auflösung erzielen läßt.

Ein solcher Aufbau ist darüber hinaus insofern vorteilhaft, als sich die Steuereinheit auf einfache Weise ohne spezielle Verzögerungsglieder, Speicher usw. zur Einstellung der zeitlichen Steuerung der Treibersignale realisieren läßt und die Düsenanordnung auf einfache Weise herstellbar ist.

Außerdem kann ein synchronisiertes Datenlesen und Datenaufzeichnen gleichzeitig mit hoher Geschwindigkeit unter Verwendung eines nachstehend noch näher beschriebenen Linearmotors durchgeführt werden, wenn die Photosensoreinrichtung CD in der in Fig. 3B dargestellten Weise in integrierter Bauweise an einem Schlitten CA angebracht ist, der den Laserkopf (Laserstrahlerzeugungseinrichtung) LZH trägt und gleitbar an einer Tragstange Y 2 angebracht ist. Eine solche Anordnung weist erhebliche Vorteile in bezug auf einen wirtschaftlichen Schaltungsaufbau und eine Vereinfachung der Bauweise auf und erlaubt damit die Realisierung eines äußerst kleinen Aufzeichnungsgerätes. Ein Ausführungsbeispiel für das in den Fig. 3A und 3B dargestellte Aufzeichnungsgerät wurde folgendermaßen hergestellt: Eine Nutenplatte GL, die mittels eines Mikroschneiders mit einer Düsendichte von 30 Linien/mm ausgebildete Nuten aufwies, sowie Glas-Farbflüssigkeitsbehälter ITC, ITM und ITY wurden an einem Substrat SS 1 befestigt, an dem außerdem ein Aluminium-Kühlkörper HS zur Wärmeableitung befestigt war.

Die Farbflüssigkeitsbehälter ITC, ITM und ITY wurden jeweils mit blauer, roter und gelber Tinte oder Farbflüssigkeit gefüllt. Auf diese Weise wurde eine Aufzeichnungseinheit mit einer Düsendichte von 30 Linien/mm hergestellt, der eine Gesamtzahl von 1200 Düsen oder 400 Düsen für jede Farbe aufwies.

Die Aufzeichnungseinheit wurde in Verbindung mit einer Photosensoreinrichtung und einer Steuerschaltung für eine Aufzeichnung mit Laserimpulsen verwendet, die blauen, roten und gelben Bildsignalen entsprachen, wobei die jeweilige Tinte bzw. Farbflüssigkeit der Aufzeichnungseinheit mit einem solchen Druck zugeführt wurde, daß ohne Wärmeerzeugung in der Tinte bzw. Farbflüssigkeit keine Flüssigkeitsemission über die Düsen erfolgte. Auf diese Weise wurde mit sehr hoher Aufzeichnungsgeschwindigkeit ein Farbbild erhalten, das eine zufriedenstellende Auflösung und Tönungswiedergabe zeigte. In Fig. 3C ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Aufzeichnungseinheit zum Ausdrucken der beiden Farben Schwarz und Rot veranschaulicht, wobei eine Nutenplatte GL 1 schwarze Tinte bzw. Farbflüssigkeit enthält und über eine Düsenöffnung OF 1 ausstößt, während eine Nutenplatte GL 2 rote Tinte bzw. Farbflüssigkeit enthält und über eine Düsenöffnung OF 2 ausstößt. Laserköpfe LZH 1 und LZH 2 werden gemeinsam von einem nachstehend noch näher beschriebenen Linearmotor verstellt. Für die oberen und unteren Tintenstrahldüsen ist gemeinsam ein Kühlkörper HS vorgesehen. Falls beide Tintenstrahldüsen für die gleiche Farbe verwendet werden, läßt sich auch die doppelte Aufzeichnungsgeschwindigkeit erzielen. Diese Anordnung ist insbesondere in bezug auf eine Miniaturisierung des Aufzeichnungsgerätes von Vorteil. Bei dem vorstehend beschriebenen Aufzeichnungsbeispiel unter Verwendung des Aufzeichnungskopfes gemäß den Fig. 3A und 3B kann das Bild z. B. in Bereichen, die in neutralem Grau erscheinen sollten, eine gelbliche Farbe aufweisen und im gesamten Bildbereich eine unzulängliche Bilddichte enthalten.

In einem solchen Falle wurden variable Stellwiderstände VRC, VRM und VRY der in Fig. 4 dargestellten Steuereinrichtung derart eingeregelt, daß Treiberimpulse für die Farbe Gelb erhalten wurden, die sich von denen für die Farben Blau und Rot unterschieden. Auf diese Weise konnte ein gut abgestimmtes neutrales Grau mit verbesserter Bilddichte erhalten werden.

Die bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel verwendeten Materialien sind in der folgenden Tabelle 1 wiedergegeben:

Aufzeichnungsmaterial: Feinpapier, Format A, 28,5 kg
Farbflüssigkeiten
Y: Gelb
Gelb RY	2,0 g
Äthanol	80,0 g
Diäthylenglykol	18,0 g
M: Magenta-Rot @	Rot BT	3,0 g
Äthanol	80,0 g
Diäthylenglykol	17,0 g
C: Cyan-Blau @	Blau RL	2,0 g
Äthanol	80,0 g
Diäthylenglykol	18,0 g

Die Schaltungsanordnung gemäß Fig. 4 umfaßt Schaltkreise CSC, CSM und CSY, die jeweils einen Photosensor und einen Analog-Digital-Umsetzer aufweisen, Impulsgeneratoren PGC, PGM und PGY zur Erzeugung von Treiberimpulsen in Abhängigkeit von den Ausgangssignalen der Schaltkreise CSC, CSM und CSY, Verstärker PAC, PAM und PAY zur Verstärkung der Ausgangssignale und variable Stellwiderstände VRC, VRM und VRY zur Einstellung der Dauer und Amplitude eines jeden Impulses.

Auf diese Weise besteht durch Einstellung der Stellwiderstände die Möglichkeit, optimale Lasersignale und damit optimale Blasen in den gemäß Tabelle 1 jeweils verschiedene Farbstoffe enthaltenden Farbflüssigkeiten C, M und Y zu bilden, wodurch sich die vorstehend genannten verschiedenen Forderungen auf einfache Weise erfüllen lassen. Anstelle einer manuellen Einstellung können die Stellwiderstände auch auf sehr einfache Weise in Abhängigkeit von den Ausgangssignalen von Vorlagen-Lesesensoren oder in Abhängigkeit von Faksimilesignalen eingeregelt werden.

Fig. 5 stellt eine schematische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels des Aufzeichnungsgerätes dar.

Bei diesem Ausführungsbeispiel findet ein Linearmotor zur Verstellung des eine Festkörper-Laserstrahlerzeugungseinrichtung LA tragenden Schlittens CA Verwendung.

Der Linearmotor weist einen geschlossenen magnetischen Kreis auf, der von einem Permanentmagneten PM, einer magnetischen Platte Y 1 und einem magnetischen Führungselement Y 2 gebildet wird. Auf einen gleitend verschiebbar an dem Führungselement Y 2 angebrachten Spulenkörper CB ist eine Spule gewickelt, die bei elektrischer Erregung eine Verstellung des mit dem Spulenkörper CB einstückig ausgeführten Schlittens CA gemäß der sog. Dreifingerregel bewirkt. Die Hin- und Herbewegung des Schlittens auf dem Führungselement Y 2 wird durch Änderung der Richtung des der Spule zugeführten Stromes erreicht. Eine Signalerzeugungsplatte, z. B. eine nichtmagnetische optische Schlitzplatte OS, ist zusammen mit dem Führungselement Y 2 und parallel zu diesem mit ihren beiden Enden an abgewinkelten Endteilen Y 1T der magnetischen Platte Y 1 befestigt. Der Schlitten CA ist mit dem Spulenkörper CB für die Spule, einer z. B. aus einer mit einem Klebematerial befestigten Leuchtdiode und einem mit einem Klebematerial befestigten Phototransistor bestehenden Schlitz-Detektoreinrichtung, einem Photosensorelement CD und einer gedruckten Leiterplatte PC versehen. Die gedruckte Leiterplatte PC ist elektrisch und mechanisch mit Anschlüssen und der Spule, Treiberanschlüssen der Festkörper-Laserstrahlerzeugungseinrichtung LA, Anschlüssen der Leuchtdiode, Anschlüssen des Phototransistors und Anschlüssen des Photosensorelementes CD verbunden. Diese Signalleitungen sind an einem Endabschnitt der gedruckten Leiterplatte PC mit einem Endteil FL 1 eines flexiblen Kabels FL verbunden, das durch mittiges Umbiegen zurückgeführt und über sein anderes Endteil mit einem nicht dargestellten Verbinder gekoppelt ist, so daß die Steuerung der Verstellung des Schlittens CA und der Festkörper- Laserstrahlerzeugungseinrichtung LA über das flexible Kabel FL erfolgt. Ein Farbflüssigkeitszuführungsrohr ST zur Zuführung von Farbflüssigkeit von einem Farbflüssigkeitsbehälter TA ist mit einer Platte GL der Aufzeichnungseinheit verbunden. Die optische Schlitzplatte OS ist zwischen der Leuchtdiode und dem Phototransistor angeordnet. In Verbindung mit der Verstellung des Schlittens bewirkt das von der Leuchtdiode abgegebene Infrarotlicht über einen Schlitzabschnitt SL der Schlitzplatte OS und einen an dem Phototransistor angebrachten, nicht dargestellten Empfangsschlitz von gleichen Abmessungen, daß der Phototransistor wiederholt durchgeschaltet und gesperrt wird und dadurch Zeitsteuerimpulse erzeugt. Diese Zeitsteuerimpulse dienen zur Ermittlung der Geschwindigkeit und Position des Schlittens CA sowie zur Steuerung der Schlittengeschwindigkeit, der Laserstrahlerzeugungseinrichtung und eines Schrittmotors für den Papiervorschub. Im Falle eines Zeilendruckens bestehen die Zeichen aus Punktmatrizen bzw. einem Punktraster. Die Verstellung des Schlittens CA setzt in Abhängigkeit von einem Druck-Befehlssignal ein, woraufhin Treiberimpulse der Laserstrahlerzeugungseinrichtung LZH an von den Zeitsteuerimpulsen ermittelten bestimmten Positionen des Schlittens zugeführt werden, was zur Folge hat, daß der Laserkopf Laserimpulse zur Bildung einer Farbflüssigkeitströpfchenemission abgibt, wodurch die Aufzeichnung einer Punktlinie auf dem Aufzeichnungspapier PP erfolgt. Bei Beendigung einer Punktlinie wird der (nicht dargestellte) Aufzeichnungsschrittmotor für den Papiervorschub um einen einer Punkt-Ganghöhe entsprechenden Betrag gedreht und gleichzeitig der Schlitten in der entgegengesetzten Richtung bewegt.

Wenn das Ausdrucken einer aus einer vorgegebenen Anzahl von Punktlinien (z. B. sieben Punktlinien) bestehenden Teile durch wiederholte Durchführung des vorstehend beschriebenen Vorgangs beendet ist, wird das Aufzeichnungspapier mittels des Schrittmotors um einen dem Zeilenabstand entsprechenden Betrag weiterbewegt, womit das Ausdrucken einer Zeile abgeschlossen ist. Sodann wird der Schlitten CA in eine vorgegebene Stellung bewegt und dort zum Stillstand gebracht.

Das Photosensorelement CD kann an einer Stirnseite des Schlittens CA gegenüber dessen Aufzeichnungsseite angebracht sein. Bei Verwendung in Verbindung mit einem kleinen Kopiergerät kann der zum Vorschub des Aufzeichnungspapiers dienende Schrittmotor auch zur synchronisierten Zuführung der Vorlage verwendet werden, wodurch sich ein miniaturisiertes Gerät herstellen läßt und eventuelle Abweichungen bei der Aufzeichnung vermeiden lassen. Darüber hinaus ist es von Vorteil, eine Leuchtdiode zur Ausleuchtung der Vorlage in der Nähe des Photosensorelementes CD anzuordnen.

Wie vorstehend erläutert, kann das Aufzeichnungsgerät in kleiner, dünner und einfacher Form ohne Störung des Magnetfeldes realisiert werden, da das Führungselement und die nichtmagnetische Schlitzplatte parallel zu der magnetischen Platte des Permanentmagneten angeordnet sind.

Darüber hinaus verursacht das Aufzeichnungsgerät außerordentlich geringe Arbeitsgeräusche, da der sonst für die Schlittenbewegung üblicherweise verwendete Rotationsmotor mit den zugehörigen Zahnrädern, Verbindungsgliedern, Zahnstangen usw. sowie das Schaltwerk, die Tauchkolben usw. für den Papiervorschub nicht vorhanden sind.

Weiterhin wird durch die Gleitberührung des Schlittens mit der Signalerzeugungsplatte eine eventuelle Ablagerung der Farbflüssigkeit auf der Signalerzeugungsplatte und damit ein mögliches Versagen der Detektoreinrichtung vermieden.

Die mit verschiedenen elektrisch betriebenen Teilen verbundene und auf dem Schlitten angebrachte gedruckte Leiterplatte ermöglicht zudem eine einfache und billige Herstellung, wobei die Verwendung eines flexiblen Kabels eine unbehinderte und einfache Verstellung des Schlittens erlaubt.

In Fig. 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des Aufzeichnungsgerätes dargestellt, bei dem der Schlitten CA zur Erzielung einer Hochgeschwindigkeitsaufzeichnung auf einem Endlosband BLT angebracht ist. Die Signalübertragung zu oder von dem Schlitten CA kann anstelle des üblichen flexiblen Kabels auch über Photosensorelemente LE, PT und an dem Schlitten CA angebrachte Photo-Koppelelemente PHC erfolgen.

Ein Teil der Photosensorelemente LE, PT wird für die Ermittlung von Position und Geschwindigkeit des Schlittens CA durch Erfassung von in den Nutenplatten GL 1 und GL 2 vorgesehenen Farbflüssigkeits- bzw. Tintennuten OM verwendet. Die Nutenplatten sind vorzugsweise mit integrierten Linien LNS zur Bündelung der von dem Halbleiter-Laserkopf abgegebenen Strahlen versehen. Außerdem wird vorzugsweise ein Halbleiter-Laserkopf verwendet, der einen ovalen Strahl LL derart aussendet, daß dessen längere Achse parallel zu der Richtung der Farbflüssigkeits- bzw. Tintennuten OM verläuft.

Die elektrische Stromversorgung für den Schlitten CA kann auch durch die Leiter PL des flexiblen Kabels und die Walze RO erzielt werden.

Darüber hinaus können die Vorlagen-Photosensor- Leseelemente CD vorteilhafterweise durch Photoelemente, wie Solarzellen SB 1 bis SBn ersetzt werden, die die Laserstrahlerzeugungseinrichtung LZH direkt antreiben. Diese kann auch mit mehreren Lasern zur Erzielung einer gleichzeitigen Emission mehrerer Tröpfchen versehen sein. In diesem Falle kann das Endlosband BLT intermittierend angetrieben werden.

Falls ein Substrat HS relativ dick ist, kann sich auf dem Aufzeichnungspapier eine Leerstelle bilden, jedoch kann eine solche Leerstelle später aufgefüllt werden, wobei sich ein derartiges Aufzeichnungsverfahren durch Verwendung von Speichern und Mikroprozessoren bekannter Art auf einfache Weise durchführen läßt.

Claims (5)

1. Aufzeichnungsgerät mit einer Aufzeichnungseinheit, die mehrere seitlich aufeinanderfolgend in Form einer Linie angeordnete Tröpfchenerzeugungsabschnitte zur Abgabe von Tinte in einer zur Richtung der Tröpfchenerzeugungsabschnittanordnung senkrechten Richtung aufweist und funktionell mit einer Tintenversorgungseinrichtung verbunden ist, und einer Laserstrahl-Erzeugungseinrichtung zur Erzeugung der Tintentröpfchen, die die Tröpfchenerzeugungsabschnitte aufeinanderfolgend abtastet, wobei jeder Tröpfchenerzeugungsabschnitt ein photothermisches Wandlerelement zum Bewirken einer Phasenänderung der Tinte mit einhergehender Volumenänderung in einer Flüssigkeitskammer aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Laserstrahlerzeugungseinrichtung (LZH ; LZH 1, LZH 2) relativ zu den Tröpfchenerzeugungsabschnitten (Flüssigkeitskammerabschnitte W 1) bewegbar, auf einem inkremental in Richtung der Tröpfchenerzeugungsabschnittanordnung und rechtwinklig zur Tintenabgaberichtung verlagerbaren Schlitten (CA) angeordnet ist und ein Halbleiterelement aufweist, das Laser-Impulse (LZP) in Richtung der Tröpfchenerzeugungsabschnitte (Flüssigkeitskammerabschnitte W 1) erzeugt. 2. Aufzeichnungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Halbleiterelement die Laser-Impulse (LZP) senkrecht zur Richtung der Tröpfchenerzeugungsabschnitte (Flüssigkeitskammerabschnitte W 1) erzeugt. 3. Aufzeichnungsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Detektoreinrichtung (SL) zur Ermittlung der Position und vorzugsweise auch der Verlagerungsgeschwindigkeit des Schlittens (CA).

4. Aufzeichnungsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Laserstrahl-Erzeugungseinrichtung (LZH ; LZH 1, LZH 2) mehrere Halbleiterelemente umfaßt. 5. Aufzeichnungsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verlagerung des Schlittens (CA) eine Linearmotoreinwirkung (PM, Y 1, Y 2, CB) vorgesehen ist.

6. Aufzeichnungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitten (CA) an einer insbesondere als endloses Band ausgebildeten endlosen Transporteinrichtung (BLT) angebracht ist, die die Tröpfchenerzeugungsabschnitte umgibt.

7. Aufzeichnungsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Laserstrahlerzeugungseinrichtung jeden Tröpfchenerzeugungsabschnitt aufeinanderfolgend abtastet, wobei das fotothermische Wandlerelement in dem jeweiligen Tröpfchenerzeugungsabschnitt das Bestrahlungslicht in Wärmeenergie zur Erzeugung einer Dampfblase und zur Veränderung von deren Volumen umwandelt.

8. Aufzeichnungsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Tintentröpfchen aufgrund der Volumenänderung der Dampfblasen erzeugt werden.