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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben
einer Thermodruckereinheit mit einem Druckkopf und mit dem Druckkopf
zugeordneten Heizelementen.
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Bei
Thermodruckereinheiten wird ein Druckträger, z. B. Druckpapier und
der Druckkopf, der aus einer Mehrzahl kleiner Heizelemente besteht,
aneinander vorbeibewegt. Bei Thermodruckereinheiten unterscheidet
man im Wesentlichen drei Drucktechniken, einen Thermodirektdruck,
einen Thermotransferdruck und einen Thermosublimationsdruck.
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Bei
dem Thermodirektdruck wird der Druckkopf direkt auf einen thermosensitiven
Druckträger gedrückt, welcher
sich bei Erhitzung schwärzt.
Dieses Verfahren kommt beispielsweise bei Bon-, Etiketten- oder
Ticket-Druckern zum Einsatz.
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Bei
dem Thermotransferdruck wird über
dem Druckträger
eine spezielle Farbfolie unter den Druckkopf hindurch geführt, der
Hunderte von Heizelementen besitzt, die das Druckbild übertragen.
Wird ein Heizelement angesteuert und erhitzt, schmilzt in der Folie
die Farbschicht und wird auf den Druckträger übertragen. Dieses Verfahren
kommt beispielsweise bei Druckern für Schaltschrank- und Gerätekennzeichnungen
zum Einsatz.
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Ähnlich zu
dem Thermotransferdruck ist der Thermosublimationsdruck. Der Unterschied
liegt darin, dass Wachs verdampft wird und in den Druckträger eindringt.
Dabei erfolgt ein Erhitzen auf besonders hohe Temperaturen, wodurch
das Wachs in einen gasförmigen
Zustand versetzt und aufgedampft wird. Es können auch mehrfarbige Ausdrücke auf den
Druckträger übertragen
werden, wobei je Druckvorgang immer nur eine Farbe pro Ansteuerung
aufgebracht werden kann. Für
den Ausdruck von Farbbildern muss je (Farb-)Pixel bis zu vier Mal
dieselbe Druckposition präzise
angesteuert werden, um mit den üblichen
vier Standarddruckfarben, also gelb, magenta, cyan und schwarz den
gewünschten
Farbton zu erzeugen. Der Thermosublimationsdruck kommt beispielsweise
bei Fotodruckern zum Einsatz.
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Die
Thermodruckereinheit besteht typischerweise aus dem Druckkopf und
einer Druckträgervorschubeinheit.
Zum Betreiben der Thermodruckereinheit wird beispielsweise ein Mikrocontroller
verwendet, der dazu ausgebildet ist, den Druckkopf und die Druckträgervorschubeinheit
entsprechend einem zu druckenden Zeichen anzusteuern. Die dem Druckkopf
zugeordneten Heizelemente werden entsprechend dem zu druckenden
Zeichen angesteuert und erhitzt und der Druckträger beispielsweise durch kurzzeitigen
direkten Kontakt mit den erhitzten Heizelementen geschwärzt. Nach
einer Übertragung
einer Pixelzeile auf den Druckträger
wird die Druckträgervorschubeinheit
angesteuert und der Druckträger entsprechend
vorgeschoben und die nächste
Pixelzeile entsprechend dem zu druckenden Zeichen bedruckt.
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Die
im Mikrocontroller programmierte Ansteuerung für den Druckkopf setzt die zu
druckenden Zeichen in eine Vielzahl von Bitsequenzen um, wobei eine
und/oder mehrere Bitsequenzen eine zu druckende Pixelzeile repräsentieren.
Die Bitsequenz besteht aus einer Anzahl von Bits, so z. B. 288,
die der Anzahl der Pixel je Pixelzeile entspricht und/oder der Anzahl
der Heizelemente im Druckkopf. Die einzelnen Bits der Bitsequenz
entsprechen den Schaltzuständen
der entsprechenden Heizelemente. Dabei entspricht beispielsweise
der Schaltzustand einer 1 des jeweiligen Bits einem eingeschalteten
Heizelement und der Schaltzustand einer 0 des jeweiligen Bits einem
ausgeschalteten Heizelement im Druckkopf. Der Mikrocontroller übermittelt
der Thermodruckereinheit die aus dem zu druckenden Zeichen umgesetzten
Bitsequenzen beispielsweise mittels einer seriellen Übertragung
und startet die Ansteue rung der Heizelemente entsprechend der gerade
gültigen Bitsequenz
mittels Druckbefehlsignalen. Soll beispielsweise eine über der
Breite des Druckträgers durchgezogene
Linie auf den Druckträger übertragen werden,
ist jedes Bit der Bitsequenz auf 1 gesetzt. Nach der Übermittelung
der Bitsequenz an die Thermodruckereinheit werden die dem Druckkopf
zugeordneten Heizelemente entsprechend der übermittelten Bitsequenz mittels
der Druckbefehlsignale kurzzeitig, so z. B. 1 ms, eingeschaltet.
In dem Schaltzustand, in dem alle dem Druckkopf zugeordneten Heizelemente
eingeschaltet sind, hat die Thermodruckereinheit einen maximalen
Strombedarf, so z. B. 8 A.
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Thermodruckereinheiten
werden beispielsweise in digitalen Tachographen eingesetzt. Diese Art
von Fahrtschreibern und/oder Tachographen verwendet zur Aufzeichnung
der Fahrzeugbetriebsdaten nicht mehr, wie herkömmlich eingesetzt, eine Diagrammscheibe
aus Papier, sondern speichert die Fahrzeugbetriebsdaten und Fahrerdaten
auf einem elektronischen Medium. In einer erweiterten Ausführung finden
in Fahrtschreibern und/oder digitalen Tachographen auch Thermodruckereinheiten
Einsatz, um bei Bedarf die gerade gültigen Fahrzeugbetriebsdaten
und Fahrerdaten auf einen Druckträger zu übertragen.
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Digitale
Tachographen werden beispielsweise in Fahrzeugen nach der Gefahrengutverordnung Strasse
(GGVS) eingesetzt, so z. B. in Tanklastkraftfahrzeugen. Die digitalen
Tachographen sind dabei am Bordnetz des Tanklastkraftfahrzeugs angeschlossen.
In dem Bordnetz von Tanklastkraftfahrzeugen unterscheidet man typischerweise
zwischen einem Dauerspannungskreis und einem Zündspannungskreis. An einer
dem Dauerspannungskreis zugeordneten Anschlussklemme für einen
Anschluss von externen Geräten,
typischerweise Klemme 30, liegt eine Dauerspannung an, so z. B.
24 V. Diese Klemme darf bei bestimmten Zulassungsarten der Fahrzeuge nach
GGVS nur mit einem vorgegebenen Stromhöchstwert, so z. B. 1 A, belastet
werden. An einer dem Zündspannungskreis
zugeordneten Anschlussklemme für
den Anschluss von externen Geräten,
typischerweise Klemme 15, liegt nur bei eingeschalteter Zündung des
Tanklastkraftfahrzeugs eine Spannung an, die typischerweise der
des Dauerspannungskreises entspricht. Ein der Klemme des Zündspannungskreises
vorgegebener Stromhöchstwert ist
in den meisten Fällen
nicht vorgegeben.
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Der
digitale Tachograph ist typischerweise an der Klemme des Dauerspannungskreises
angeschlossen und somit ausgebildet, die Fahrzeugbetriebsdaten zuverlässig und
zu jeder Zeit aufzuzeichnen. Dabei darf der Strombedarf des digitalen
Tachographen in allen seinen verfügbaren Betriebzuständen den
für den
Dauerspannungskreis vorgegebenen Stromhöchstwert nicht überschreiten.
Um dennoch den maximalen Strombedarf der Thermodruckereinheit zu
decken, kann der digitale Tachograph neben dem Anschluss an die
Klemme des Dauerspannungskreises zusätzlich an die Klemme des Zündspannungskreises
angeschlossen werden. Wird die Thermodruckereinheit im digitalen
Tachographen mit einer zum Zündspannungskreis
unterschiedlichen Versorgungsspannung gespeist, so z. B. 8 V, wird
als eine zusätzliche
Versorgungsspannungsquelle typischerweise ein Gleichspannungswandler zwischen
der Klemme des Zündspannungskreises und
dem digitalen Tachographen eingesetzt.
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Die
Aufgabe, die der Erfindung zugrunde liegt, ist ein Verfahren und
eine Vorrichtung zum Betreiben einer Thermodruckereinheit zu schaffen,
das bzw. die einfach und kostengünstig
ist.
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Die
Aufgabe wird gelöst
durch die Merkmale der unabhängigen
Patentansprüche.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
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Die
Erfindung zeichnet sich aus durch ein Verfahren und eine korrespondierende
Vorrichtung zum Betreiben einer Thermodruckereinheit mit einem Druckkopf
und dem Druckkopf zugeordneten Heizelementen, bei dem bzw. der je
Pixelzeile eine Art eines Gruppierens gleichzeitig anzusteuernder
Heizelemente abhängig
von den anzusteuernden Heizelementen je Pixelzeile und einer vorgegebenen
Maximalanzahl maximal gleichzeitig anzusteuernder Heizelemente ermittelt
wird. Werden mehr als eine Gruppe gleichzeitig anzusteuernder Heizelemente
aus der Art des Gruppierens ermittelt, werden die Gruppen zeitlich
versetzt zueinander angesteuert, wobei die anzusteuernden Heizelemente
der jeweiligen Gruppe bei einer Ansteuerung der Gruppe gleichzeitig
angesteuert werden. Die anzusteuernden Heizelemente je Pixelzeile
entsprechen dabei den zu druckenden Pixel, die je Pixelzeile entsprechend
dem zu druckenden Zeichen beispielsweise geschwärzt werden. So kann bei geeigneter
Vorgabe der Maximalanzahl eine Leistungsaufnahme der Thermodruckereinheit
auf einen gewünschten
Wert begrenzt werden.
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Gemäß einer
vorteilhaften Ausgestaltung werden durch die Art des Gruppierens
eine oder mehrere Gruppen gleichzeitig anzusteuernder Heizelemente
derart ermittelt, dass jeder Gruppe, außer einer letzten Gruppe, die
vorgegebene Maximalanzahl an Heizelementen zugeordnet wird und der
letzten Gruppe eine Anzahl an Heizelementen zugeordnet wird, die
kleiner oder gleich der vorgegebenen Maximalanzahl ist. Ist die
Anzahl der anzusteuernden Heizelemente der jeweiligen Pixelzeile
so gering, dass nur eine Gruppe ermittelt werden kann, dann entspricht
diese Gruppe der letzten Gruppe. Bei dieser Art des Gruppierens
werden besonders wenige Gruppen je zu druckender Pixelzeile gebildet
und somit die Anzahl der zeitlich zueinander versetzten Ansteuerungen
erheblich reduziert, was zu einem besonders schnellen Ausdruck der
jeweiligen Pixelzeile führt
bei Begrenzung der Leistungsaufnahme.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausgestaltung werden die Heizelemente der
jeweiligen Pixelzeile mindestens zwei Blöcken zugeordnet, wobei ein
Block eine Anzahl von mindestens zwei örtlich benachbarten Heizelementen
umfasst und jeder Gruppe je mindestens ein Block zugeordnet wird.
Eine Einteilung der Heizelemente in Blöcke ermöglicht eine besonders flexible
Zuordnung der anzusteuernden Heizelemente in entsprechende Gruppen.
Dabei kann jeder Gruppe auch mehr als ein Block zugeordnet sein,
was die Anzahl zeitversetzter Gruppenansteuerungen erheblich reduziert.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die Anzahl der Heizelemente
je Block abhängig
von den anzusteuernden Heizelementen je Pixelzeile und der vorgegebenen
Maximalanzahl und jeder Gruppe werden die je Block zugeordneten
anzusteuernden Heizelemente zugeordnet. Dies ermöglicht ein steuertechnisch
besonders einfaches Sicherstellen des Begrenzens der Leistungsaufnahme.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausgestaltung werden die Blöcke je Pixelzeile
derart zu jeweiligen Gruppen zusammengefasst, dass die resultierende
Anzahl der gleichzeitig anzusteuernden Heizelemente kleiner oder
gleich der vorgegebenen Maximalanzahl ist. Es lassen sich somit
auch nicht örtlich
benachbarte Blöcke
zu Gruppen zusammenfassen und dadurch eine besonders effiziente
Gruppenbildung verwirklichen, die auch die Anzahl zeitversetzter
Gruppenansteuerungen reduziert, wobei die Anzahl der mindestens
zwei örtlich
benachbarter Heizelemente für
jeden Block auch unabhängig
von der Maximalanzahl, insbesondere geeignet niedrig, gegebenenfalls
auch fest vorgegeben sein kann.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird die vorgegebene Maximalanzahl
abhängig
von einem Stromhöchstwert
ermittelt, mit dem eine die Thermodruckereinheit versorgende Versorgungsspannungsquelle
maximal belastet werden darf. Dadurch ist eine zusätzliche
Versorgungsspannungsquelle und damit verbunden eine zusätzliche Beschaltung
nicht notwendig. Das erweitert einen Einsatzbereich der Thermodruckereinheit
und ermöglicht
einen besonders kostengünstigen
Betrieb. Somit lassen sich Anwendungen mit Thermodruckereinheit
beispielsweise in batteriebetriebenen Anwendungen oder Anwendungen
mit besonderen Vorgaben, wie beispielsweise die nach GGVS, umsetzen.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird die vorgegebene Maximalanzahl
abhängig
von einer Betriebstemperatur der Thermodruckereinheit ermittelt.
So kann besonders einfach der Einfluss der Betriebstemperatur auf
eine Leistungsaufnahme der Thermodruckereinheit berücksichtigt und
ein zuverlässiger
Betrieb der Thermodruckeinheit gewährleistet werden.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird die vorgegebene Maximalanzahl
abhängig
von Spannungsschwankungen der Versorgungsspannungsquelle ermittelt.
So kann ein zuverlässiger
Betrieb der Thermodruckeinheit auch bei Spannungsschwankungen gewährleistet
werden.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind im Folgenden anhand der schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es
zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung einer Thermodruckereinheit mit Steuervorrichtung,
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2 ein
Ablaufdiagramm eines Entscheidungsprogramms,
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3 ein
Ablaufdiagramm einer 2-Divide-Ansteuerung,
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4 ein
Ablaufdiagramm einer 4-Divide-Ansteuerung,
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5 ein
Ablaufdiagramm einer 6-Divide-Ansteuerung,
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6 ein
Ablaufdiagramm einer Ansteuerung,
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7 ein
Ablaufdiagramm einer weiteren Ansteuerung.
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Elemente
gleicher Konstruktion oder Funktion sind figurenübergreifend mit den gleichen
Bezugszeichen gekennzeichnet.
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Eine
Thermodruckereinheit TPU in 1 umfasst
einen Druckkopf PH und dem Druckkopf PH zugeordnete Heizelemente
HE. Der Druckkopf PH ist beispielsweise so ausgebildet, dass er
288 Heizelemente HE umfasst. Ein Heizelement HE repräsentiert ein
Pixel und die 288 Heizelemente HE des Druckkopfs PH repräsentieren
eine Pixelzeile PL. Die Pixelzeile PL wird in eine erste Halbpixelzeile
HPL_1 und in eine zweite Halbpixelzeile HPL_2 unterteilt. Die erste
Halbpixelzeile HPL_1 umfasst die Heizelemente HE 1 bis 144 und wird
durch ein erstes Treiberelement DR_1 angesteuert. Die zweite Halbpixelzeile
HPL_2 umfasst die Heizelemente HE 145 bis 288 und wird durch ein
zweites Treiberelement DR_2 angesteuert. Die Pixelzeile PL kann
beispielsweise als eine Bitsequenz repräsentiert werden mit 288 Bits,
die eine Steuervorrichtung CONTROLLER mittels eines seriellen Datensignals
DATA an das erste und zweite Treiberelement DR_1 und DR_2 des Druckkopfs
PH der Thermodruckereinheit TPU übermittelt.
Die der Bitsequenz zugeordneten Bits entsprechen dabei Schaltzuständen der
jeweiligen Heizelemente HE. Dabei entspricht beispielsweise eine 1
des jeweiligen Bits einem anzusteuernden Heizelement. Eine 0 des
jeweiligen Bits entspricht beispielsweise einem nicht anzusteuernden
Heizelement. Die eigentliche Ansteuerung der anzusteuernden Heizelemente
HE entsprechend der übermittelten
Bitsequenz wird mittels eines ersten Druckbefehlsignals ST_1 für die erste
Halbpixelzeile HPL_1 und eines zweiten Druckbefehlsignals ST_2 für die zweite
Halbpixelzeile HPL_2 kurzzeitig, so z. B. 1 ms, durchgeführt und
die jeweiligen Pixel entsprechend der Bitsequenz auf den Druckträger TM übertragen.
Dabei ist der Druckkopf PH so ausgebildet, dass die erste und die
zweite Halbpixelzeile HPL_1 und HPL_2 mittels des ersten und zweiten
Treiberelements DR_1 und DR_2 unabhängig voneinander geschaltet
werden kann. Nachdem eine gesamte Pixelzeile PL auf den Druckträger TM übertragen
wurde, steuert die Steuervorrichtung CONTROLLER mittels eines Druckträgervorschubsignals
TMVS ein der Druckträgervorschubeinheit
TMV zugeordneten Schrittmotor SM an, um den Druckträger TM um
eine durch das Druckträgervorschubsignal
TMVS vorgegebene Schrittweite vorzuschieben. Mittels eines temperaturabhängigen Widerstands
R_TH in der Thermodruckereinheit TPU kann die Steuervorrichtung
CONTROLLER auch die Betriebstemperatur der Thermodruckereinheit
TPU erfassen und entsprechend bei der Ansteuerung berücksichtigen.
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Die
Steuervorrichtung CONTROLLER, die auch als Vorrichtung zum Betreiben
der Thermodruckereinheit bezeichnet werden kann und auch einen Mikrocontroller
umfassen kann, ist dazu ausgebildet Programme abzuarbeiten, die
anhand der Ablaufdiagramme in 2, 3, 4 und 5 näher erläutert wird.
Dabei wird zwischen einer zu druckenden Pixelanzahl X der ersten
Halbpixelzeile HPL_1 und einer zu druckenden Pixelanzahl Y der zweiten Halbpixelzeile
HPL_2 unterschieden.
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Ein
Entscheidungsprogramm wird in einem Schritt S0 gestartet und Schwellwerte
SW1, SW2 und/oder SW3, SW4 entsprechen verschiedenen vorgegebenen
Maximalanzahlen maximal gleichzeitig anzusteuernder Heizelemente
HE für
die erste Halbpixelzeile HPL_1 und/oder die zweite Halbpixelzeile
HPL_2. Die vorgegebenen Schwellwerte SW1 bis SW4 werden in einem
Schritt S1 bevorzugt aus dem Stromhöchstwert IMAX, mit dem die
Thermodruckereinheit versorgende Versorgungsspannungsquelle maximal
belastet werden darf, und abhängig von
der Betriebstemperatur, welche mittels dem temperaturabhängigen Widerstands
R_TH erfasst wird, ermittelt. Auch Spannungsschwankungen der Versorgungsspannung
V_IN werden in der Bestimmung der vorgegebenen Maximalanzahl MAX
bevorzugt berücksichtigt.
Dabei sind die Schwellwerte SW1 und SW3 typischerweise kleiner zu
wählen
als die Schwellwerte SW2 und SW4, wobei SW1 dem Wert von SW3 und
SW2 dem Wert von SW4 entsprechen kann. In einem Schritt S2 wird
die Anzahl der zu druckenden Pixel X der ersten Halbpixelzeile HPL_1
mit dem ersten Schwellwert SW1 verglichen, so z. B. 40. Überschreitet
die zu druckende Pixelanzahl X der ersten Halbpixelzeile HPL_1 den
ersten Schwellwert SW1, wird in einem Schritt S3 die zu druckende
Pixelanzahl X der ersten Halbpixelzeile HPL_1 mit dem zweiten Schwellwert
SW2 vergli chen, so z. B. 80. Wird auch der zweite Schwellwert SW2 überschritten,
wird in einem Schritt S4 eine 6-Divide-Ansteuerung A6D ausgeführt. Die
6-Divide-Ansteuerung A6D teilt die Heizelemente HE in sechs gleichgroße Blöcke ein,
wobei ein Block mindestens zwei örtlich
benachbarte Heizelemente HE umfasst.
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Unterschreitet
in dem Schritt S2 die zu druckende Pixelanzahl X der ersten Halbpixelzeile HPL_1
den ersten Schwellwert SW1, wird in einem Schritt S5 die zu druckende
Pixelanzahl der zweiten Halbpixelzeile HPL_2 mit dem dritten Schwellwert SW3
verglichen, so z. B. 40. Wird der dritte Schwellwert unterschritten,
wird in einem Schritt S8 eine 2-Divide-Ansteuerung A2D ausgeführt. Die
2-Divide-Ansteuerung A2D teilt die Heizelemente HE in zwei gleichgroße Blöcke ein.
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Unterschreitet
in dem Schritt S3 die zu druckende Pixelanzahl X der ersten Halbpixelzeile HPL_1
den zweiten Schwellwert SW2 und unterschreitet in einem Schritt
S6 die zu druckende Pixelanzahl Y der zweiten Halbpixelzeile HPL_2
den vierten Schwellwert SW4, so z. B. 80, wird in einem Schritt
S7 eine 4-Divide-Ansteuerung MD ausgeführt. Die 4-Divide-Ansteuerung
A4D teilt die Heizelemente HE in vier gleichgroße Blöcke ein.
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Nach
der Abarbeitung der entsprechenden Divide-Ansteuerung A2D, A4D oder
A6D wird in einem Schritt S9 überprüft, ob ein
Zustand ZPL erreicht ist, in dem keine weitere zu druckende Pixelzeile
PL vorhanden ist. Ist dieser Zustand ZPL erreicht, wird das Entscheidungsprogramm
in einem Schritt S10 beendet. Wird der Zustand ZPL nicht erreicht,
wird die nächste
zu druckende Pixelzeile PL entsprechend dem Entscheidungsprogramm
untersucht.
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Zum
Abarbeiten des Schritts S8 wird bevorzugt ein Programm nach 3 ausgeführt. Dabei wird
die zu übertragende
Pixelzeile PL in zwei Blöcke gleicher
Anzahl an Heizelementen HE eingeteilt. Der erste Block ist den Heizelementen
HE 1 bis 144 zugeordnet und der zweite Block den Heizelementen HE
145 bis 288, wobei jeder Block einer Gruppe zugeordnet wird. Die
den zwei Blöcken
zugeordneten Heizelemente HE werden durch eine einzige Bitsequenz
repräsentiert,
die in einem Schritt S11 in einer ersten Übertragung LPL1 mittels dem
Datensignal DATA zu dem ersten und dem zweiten Treiberelement DR_1
und DR_2 übermittelt
wird. In einem Schritt S12 steuert die Steuervorrichtung CONTROLLER
mittels des ersten Druckbefehlsignals ST_1 nur das erste Treiberelement
DR_1 und somit die Heizelemente HE der ersten Halbpixelzeile HPL_1
entsprechend der übermittelten
Bitsequenz an. Somit wird nur die erste Halbpixelzeile HPL_1 auf
den Druckträger
PT übertragen,
der beispielsweise Papier sein kann.
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In
diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, dass eine Ansteuerung
des Schrittmotors SM in einem Schritt S13 zu einem Zweck der Zeitoptimierung
erfolgt. Durch die Ansteuerung des Schrittmotors SM zwischen dem Übermitteln
der ersten Halbpixelzeile auf den Druckträger TM und der zweiten Halbpixelzeile
auf den Druckträger
TM, wird ein Komplettstillstand des Schrittmotors vermieden. Die Ansteuerung
des Schrittmotors SM aus dem Zustand des Komplettstillstands würde aufgrund
einer dem Schrittmotor zugeordneten Trägheit eine verlängerte Zeitdauer
in Anspruch nehmen, so z. B. 5 ms, während die Ansteuerung des Schrittmotors
SM aus einem aktiven Zustand eine verkürzte Zeitdauer in Anspruch
nimmt, so z. B. 1 ms. Durch die Ansteuerung des Schrittmotors SM
im Schritt S13 ergibt sich eine Verschiebung zwischen der ersten
und zweiten übertragenen
Halbpixelzeile auf dem Druckträger
TM, die einer minimalen Schrittweite der Druckträgervorschubeinheit TMV entspricht,
so z. B. 0,03 mm. Des Weiteren sei in diesem Zusammenhang darauf
hingewiesen, dass bei fehlenden anzusteuernden Heizelementen HE
in der ersten Halbpixelzeile HPL_1 der Schritt S12 und Schritt S13 übersprungen
werden kann.
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In
einem Schritt S14 wird das zweite Treiberelement DR_2 und somit
die Heizelemente HE entsprechend der zweiten Halbpixelzeile HPL_2
mittels des zweiten Druckbefehlsignals ST_2 ange steuert und somit
die zweite Halbpixelzeile HPL_2 entsprechend der übermittelten
Bitsequenz auf den Druckträger
TM übertragen.
In einem Schritt S15 erfolgt die Ansteuerung des Schrittmotors SM
zum Papiervorschub und in einem Schritt S16 wird die Abarbeitung der
2-Divide-Ansteuerung A2D für
die gerade gültige Pixelzeile
PL beendet.
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Zum
Abarbeiten des Schritts S7 wird bevorzugt ein Programm nach 4 ausgeführt. Dabei wird
die zu bedruckende Pixelzeile PL in vier Blöcke gleicher Anzahl an Heizelementen
HE eingeteilt. Der erste Block ist den Heizelementen HE 1 bis 72
zugeordnet, der zweite Block ist den Heizelementen HE 72 bis 144
zugeordnet, der dritte Block ist den Heizelementen HE 145 bis 216
zugeordnet und der vierte Block ist den Heizelementen HE 217 bis
288 zugeordnet, wobei jeder Block einer Gruppe zugeordnet wird.
Die den vier Blöcken
zugeordneten Heizelemente HE werden durch zwei Bitsequenzen repräsentiert,
wobei in einem Schritt S21 zunächst
die erste Übertragung
LPL1 der ersten Bitsequenz mittels Datensignals DATA an das erste
und zweite Treiberelement DR_1 und DR_2 übermittelt wird. Die erste Bitsequenz
enthält
in diesem Schritt S21 nur die relevanten Schaltzustände der
Heizelemente HE für
eine erste Viertelpixelzeile und eine dritte Viertelpixelzeile. Die übrigen Bits
der Bitsequenz sind auf 0 gesetzt und führen zu keiner Ansteuerung
der übrigen
Heizelemente HE. Die erste Viertelpixelzeile entspricht einer ersten
Hälfte
der ersten Halbpixelzeile HPL_1. Die dritte Viertelpixelzeile entspricht
einer ersten Hälfte
der zweiten Halbpixelzeile HPL_2. In einem Schritt S22 werden die
Heizelemente HE der ersten Halbpixelzeile HPL_1 mittels des ersten
Druckbefehlsignals ST_1 angesteuert und die erste Viertelpixelzeile
auf den Druckträger
TM übertragen.
In einem Schritt S23 werden die Heizelemente HE der zweiten Halbpixelzeile
HPL_2 mittels des zweiten Druckbefehlsignals ST_2 angesteuert und
die dritte Viertelpixelzeile auf den Druckträger TM übertragen. Ein Schritt S24
wird analog zu dem Schritt S13 in 3 ausgeführt. In
einem Schritt S25 wird mittels Datensignals DATA die zweite Bitsequenz
in einer zweiten Übertragung
LPL2 an das erste und zweite Treiberelement DR_1 und DR_2 übermittelt.
Die zweite Bitsequenz enthält
in diesem Schritt S24 nur die relevanten Schaltzustände der
Heizelemente HE für
eine zweite Viertelpixelzeile und eine vierte Viertelpixelzeile.
Die übrigen
Bits der Bitsequenz sind auf 0 gesetzt und führen zu keiner Ansteuerung
der übrigen Heizelemente
HE. Die zweite Viertelpixelzeile entspricht einer zweiten Hälfte der
ersten Halbpixelzeile HPL_1. Die vierte Viertelpixelzeile entspricht
einer zweiten Hälfte
der zweiten Halbpixelzeile HPL_2. In einem Schritt S26 werden die
Heizelemente HE der ersten Halbpixelzeile HPL_1 mittels des ersten Druckbefehlsignals
ST_1 angesteuert und die zweite Viertelpixelzeile auf den Druckträger TM übertragen. In
einem Schritt S27 werden die Heizelemente HE der zweiten Halbpixelzeile
HPL_2 mittels des zweiten Druckbefehlsignals ST_2 angesteuert und
die vierte Viertelpixelzeile auf den Druckträger TM übertragen. In einem Schritt
S28 erfolgt die Ansteuerung des Schrittmotors SM zum Papiervorschub
und in einem Schritt S29 wird die Abarbeitung der 4-Divide-Ansteuerung
MD für
die gerade gültige
Pixelzeile PL beendet. In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen,
dass bei fehlenden anzusteuernden Heizelementen HE in den entsprechenden
Blöcken,
die Schritte S22 und/oder S23 und/oder S26 und/oder S27 entsprechend übersprungen
werden können.
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Zum
Abarbeiten des Schritts S4 wird bevorzugt ein Programm nach 5 ausgeführt. Dabei wird
die zu bedruckende Pixelzeile PL in sechs Blöcke gleicher Anzahl an Heizelementen
HE eingeteilt, wobei jeder Block einer Gruppe zugeordnet wird. Die den
sechs Blöcken
zugeordneten Heizelemente HE werden durch drei Bitsequenzen repräsentiert,
die durch die erste, die zweite und eine dritte Übertragung LPL1, LPL2 und LPL3
in den Schritten S41, S44 und S48 an das erste und zweite Treiberelement DR_1
und DR_2 übermittelt
werden. Im Schritt S41 werden die relevanten Zustände für eine erste
und eine vierte Sechstelpixelzeile übertragen. Im Schritt S44 werden
die relevanten Zustände
für eine
zweite und eine fünfte
Sechstelpi xelzeile übertragen.
Im Schritt S48 werden die relevanten Zustände für eine dritte und eine sechste
Sechstelpixelzeile übertragen.
Die erste, zweite und dritte Sechstelpixelzeile werden mittels des
ersten Druckbefehlsignals ST_1 in zeitlich zueinander versetzten
Ansteuerungen in den Schritten S42, S45 und S49 entsprechend der ersten,
zweiten und dritten Bitsequenz auf den Druckträger TM übertragen. Die vierte, fünfte und sechste
Sechstelpixelzeile werden mittels des zweiten Druckbefehlsignals
ST_2 in zeitversetzten Ansteuerungen in den Schritten S43, S47 und
S50 entsprechend der ersten, zweiten und dritten Bitsequenz auf
den Druckträger
TM übertragen.
Ein Schritt S46 wird analog zu dem Schritt S13 in 3 ausgeführt. In
einem Schritt S51 erfolgt die Ansteuerung des Schrittmotors SM zum
Papiervorschub und in einem Schritt S52 wird die Abarbeitung der
2-Divide-Ansteuerung für
die gerade gültige
Pixelzeile PL beendet. Auch in diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen,
dass bei entsprechend fehlenden anzusteuernden Heizelementen HE
in der jeweiligen Sechstelpixelzeile, die entsprechenden Ansteuerungen
der Treiberelemente mittels der Druckbefehlsignale ST_1 und ST_2
in den Schritten S42, S43, S45, S47 und S48 übersprungen werden können zur
Zeitoptimierung.
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In
einem weiteren Ausführungsbeispiel (6)
wird ein Programm in einem Schritt S60 gestartet und in einem Schritt
S61 Gruppen G[0] bis G[n] in Abhängigkeit
der anzusteuernden Heizelemente HE je Pixelzeile PL und der vorgegebenen Maximalanzahl
MAX maximal gleichzeitig anzusteuernder Heizelemente HE ermittelt.
Dabei werden n Gruppen ermittelt, die, außer einer letzten Gruppe, die
vorgegebene Maximalanzahl MAX an anzusteuernden Heizelementen HE
umfassen, wobei die Anzahl der anzusteuernden Heizelementen HE der
letzten Gruppe kleiner oder gleich der vorgegebenen Maximalanzahl
MAX ist. In einem Schritt S62 wird ein Zählindex i auf den Wert 0 gesetzt,
wobei der Wert 0 des Zählindex
i der ersten Gruppe der ermittelten Gruppen entspricht. In einem
Schritt S63 wird eine Bitsequenz entsprechend der gerade gültigen Gruppe
G[i] zur Thermodruckereinheit übermittelt
und mittels der Druckbefehlsignale ST_1 und ST_2 angesteuert und
entsprechend der zu druckenden Pixelzeile PL auf den Druckträger TM übertragen.
In einem Schritt S64 wird der Wert des Zählindex i mit der ermittelten
Gruppenanzahl n verglichen. Ist der Wert des Zählindex i kleiner als die ermittelte
Gruppenanzahl n, wird in einem Schritt S66 der Wert des Zählindex
i um 1 inkrementiert und die nächste
gültige Gruppe
G[i] abgearbeitet. Ist der Wert des Zählindex i größer oder
gleich der ermittelten Gruppenanzahl n, wird in einem Schritt S65 überprüft, ob ein
Zustand ZPL erreicht ist, in dem keine weitere zu druckende Pixelzeile
PL vorhanden ist. Ist dieser Zustand ZPL erreicht, wird das Programm
in einem Schritt S67 beendet. Wird der Zustand ZPL nicht erreicht,
wird die nächste
zu druckende Pixelzeile PL abgearbeitet.
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In
einem weiteren Ausführungsbeispiel (7)
wird ein Programm in einem Schritt S70 gestartet und in einem Schritt
S71 für
die gerade gültige Pixelzeile
PL Blöcke
B[0] bis B[m] gleicher Anzahl von Heizelementen HE ermittelt. Es
werden m Blöcke ermittelt,
die in einem Schritt S72 in Gruppen G[0] bis G[n] zusammengefasst
werden, wobei die der entsprechenden Gruppe zugeordnete Anzahl von
Blöcken
abhängig
ist von der vorgegebenen Maximalanzahl MAX maximal gleichzeitig
anzusteuernden Heizelementen HE. Dabei ist die Anzahl der gleichzeitig anzusteuernden
Heizelemente HE je Gruppe kleiner oder gleich der vorgegebenen Maximalanzahl
MAX. In einem Schritt S73 wird ein Zählindex i auf den Wert 0 gesetzt,
wobei der Wert 0 des Zählindex
i der ersten Gruppe der ermittelten Gruppen entspricht. In einem Schritt
S74 wird eine Bitsequenz entsprechend der gerade gültigen Gruppe
G[i] zur Thermodruckereinheit übermittelt
und mittels der Druckbefehlsignale ST_1 und ST_2 angesteuert und
entsprechend der zu druckenden Pixelzeile PL auf den Druckträger TM übertragen.
In einem Schritt S75 wird der Wert des Zählindex i mit der ermittelten
Gruppenanzahl n verglichen. Ist der Wert des Zählindex i kleiner als die ermittelte
Gruppenanzahl n, wird in einem Schritt S77 der Wert des Zählindex
i um 1 inkrementiert und die nächste
gültige
Gruppe G[i] abgearbeitet. Ist der Wert des Zählindex i größer oder
gleich der ermittelten Gruppenanzahl n, wird in einem Schritt S76 überprüft, ob ein
Zustand ZPL erreicht ist, in dem keine weitere zu druckende Pixelzeile
PL vorhanden ist. Ist dieser Zustand ZPL erreicht, wird das Programm
in einem Schritt S78 beendet. Wird der Zustand ZPL nicht erreicht,
wird die nächste
zu druckende Pixelzeile PL abgearbeitet.
-
Thermodruckereinheit
- V_IN
- Versorgungsspannungsquelle
- GND
- Bezugspotential
- IMAX
- Stromhöchstwert
der Versorgungsspannungsquelle
- TPU
- Thermodruckereinheit
- CONTROLLER
- Steuervorrichtung
- DATA
- Datensignal
- ST_1
- erstes
Druckbefehlsignal zur Ansteuerung der ersten Halbpixelzeile
- ST_2
- zweites
Druckbefehlsignal zur Ansteuerung der zweiten Halbpixelzeile
- TM
- Druckträger
- TMVS
- Druckträgervorschubsignal
- TMV
- Druckträgervorschub
- HE
- Heizelemente
- HPL_1
- erste
Halbpixelzeile
- HPL_2
- zweite
Halbpixelzeile
- DR_1
- erstes
Treiberbauelement
- DR_2
- zweites
Treiberbauelement
- PH
- Druckkopf
- PL
- Pixelzeile
- SM
- Schrittmotor
- R_TH
- temperaturabhängiger Widerstand
-
Ablaufdiagramme
- X
- zu
druckende Pixelanzahl der ersten Halbpixelzeile
- Y
- zu
druckende Pixelanzahl der zweiten Halbpixelzeile
- SW1
- erster
Schwellwert
- SW2
- zweiter
Schwellwert
- SW3
- dritter
Schwellwert
- SW4
- vierter
Schwellwert
- A2D
- 2-Divide-Ansteuerung
- A4D
- 4-Divide-Ansteuerung
- A6D
- 6-Divide-Ansteuerung
- ZPL
- Zustand
Druckende
- LPL1
- erste Übertragung
einer Bitsequenz
- LPL2
- zweite Übertragung
einer Bitsequenz
- LPL3
- dritte Übertragung
einer Bitsequenz
- G[0]...G[n]
- Gruppen
gleichzeitig anzusteuernder Heizelemente
- B[0]...B[m]
- Blöcke von
Heizelementen
- i
- Zählindex