DE2506892C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrothermischen Drucker der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.

Mit einem derartigen, aus der DE-OS 23 15 226 bekanntgewordenem Drucker ist vor allem bei der Verwendung von Papier als Aufzeichnungsmedium lediglich ein mäßiges Druckergebnis erzielbar. Der Grund hierfür liegt am verwendeten Aufzeichnungsträger, der wie etwa im Fall von Papier herstellungsbedingte Oberflächen-Unebenheiten aufweist, die dazu führen, daß der Druckknopf das Farbband im Bereich der Druckelemente nicht flächendeckend, sondern lediglich punktweise an den der unebenen Oberfläche des Aufzeichnungsträgers anlegt. Dies führt zu einem Verlust an Klarheit und Kontrast der ausgedruckten Schriftzeichen.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen elektrothermischen Drucker der eingangs genannten Art zu schaffen, der einen hochwertigen Ausdruck auch auf einem Aufzeichnungsmedium mit unebener Oberfläche, wie etwa Papier, gewährleistet.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Demnach besteht die Erfindung in einer zweilagigen Halteplattenschicht, wobei die außenliegende Materiallage weicher gewählt ist als die innenliegende Materiallage. Oberflächenunebenheiten des Aufzeichnungsmediums werden dadurch bei der Bewegung des Druckkopfes entlang der Druckzeile gewissermaßen ausgebügelt, so daß auch Papier mit seinen herstellungsbedingten Oberflächenunebenheiten als Aufzeichnungsmedium, bei gutem Druckergebnis, Verwendung finden kann.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sind nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht eines elektrothermischen Druckers entsprechend der Erfindung,

Fig. 2 eine im Schnitt dargestellte vergrößerte Einzelheit des Druckkopfes von Fig. 1 während des Druckvorgangs.

Die Fig. 1 und 2 zeigen einen thermischen Druckkopf 10 bekannter Bauart.

Dieser Druckkopf 10 umfaßt einen Träger aus Isoliermaterial 11, der z. B. die Form eines Prismas mit einem gleicheckigen trapezförmigen Querschnitt und einem Winkel β gerade unter 180° zwischen der kleineren Basis und der schrägen Seite aufweist.

Auf der flachen Oberfläche 12 und entsprechend zur kleineren Basis befinden sich N Heizelemente 13, die parallel zu den Ecken des Trägers 11 ausgerichtet sind. Die Anzahl N kann z. B. Sieben betragen.

Fig. 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Drucker unter Verwendung eines Druckkopfes 10 der oben beschriebenen Art.

Der Druckkopf 10 ist mit einem Druckkopf-Träger 30 verbunden, der Einstell- und Führungselemente 33 umfaßt, die mit entsprechenden Einstell- und Führungselementen 34 auf einem Wagen 36 zusammenwirken können, der den Druckkopf 10 entlang der Druckzeile eines Aufzeichnungsmediums 60 führt (Fig. 2).

Zu diesem Zweck ist der Wagen 36 auf Stangen 39 und 40 angebracht, die mit den Endplatten 41 und 42 des Druckerrahmens verbunden sind. Die Führungsstange 40 durchdringt Öffnungen 46 und 45 in der rechten bzw. linken Endplatte und arbeitet in Verbindung mit dem Arm 50 eines drehbar gelagerten Hebels 51, der mit der Führungsstange 39 verbunden ist und einen zweiten Arm 53 hat.

Zwischen dem Arm 53 und dem Rahmen des Druckers ist eine Feder 99 gespannt.

Der Hebel 51 kann zwei bestimmte Stellungen einnehmen. Die eine ist in Fig. 1 dargestellt, und in der anderen ist der Hebel gegenüber der Stellung entsprechend der Fig. 1 im Uhrzeigersinn gedreht. Die Führungsstange 40 wird in gleicher Weise nach oben an die Oberseite der Öffnung 45 und 46 gebracht oder zur Unterseite der Öffnung 45 und 46, wodurch der drehbar auf der Führungsstange 39 gelagerte Wagen in bezug auf die in Fig. 1 dargestellte Stellung im Uhrzeigersinn gedreht wird.

Das Aufzeichnungsmedium 60, das vorzugsweise aus gewöhnlichem Papier besteht, wird normalerweise von einer Spule 61 abgerollt, die drehbar auf den Endplatten 41 und 42 des Druckerrahmens gelagert ist. Das Papier 60 wird mittels einer Antriebswalze 65 zugeführt, die drehbar an den Endplatten 41 und 42 angebracht ist, sowie mittels der Druckwalzen 67 und 68, die drehbar an den Hebeln 69 und 70 angebracht sind. Diese Hebel sind an den Endplatten 41 und 42 schwenkbar und mit diesen über Federn 71 und 72 verbunden, die auf die Walzen 67 und 68 Druck ausüben und sie veranlassen, mit der Antriebswalze 65 zusammenzuwirken.

Die Antriebswalze 65 wird mit Hilfe eines in den Zeichnungen nicht dargestellten Schrittmotors bekannter Bauart gesteuert, der den senkrechten Zeilenabstand des Aufzeichnungsblattes steuert. Das Aufzeichnungsmedium 60 wird entlang der Druckzeile mit einer Platte 80 in Berührung gehalten, die eine starre Halterung 100 umfaßt, welche an dem Rahmen des Druckers befestigt und mit einer dünnen Lage aus einem nicht widerstandsfähigen elastisch-plastischen Material 101 bedeckt ist, z. B. einer Lage aus mit einer Schicht aus Kunststoffmaterial, z. B. Polyvinylchlorid überzogenem Hartgummi.

Zwischen der Wagenanordnung mit dem Druckknopf 10 und dem Aufzeichnungsmedium 60 ist entlang der Platte 80 ein Farbband 83 eingesetzt, das aus einem Träger besteht, der mit einer Schicht von unter Wärmeeinfluß abdruckbarem Material aus der dem Aufzeichnungsmedium zugekehrten Seite überzogen ist. Das Band 83 wird durch eine Aufnahmespule 86 und eine Zuführspule 85 bewegt, die auf dem Druckerrahmen angebracht und beide durch einen Motor gesteuert werden, damit das Band gespannt gehalten und exakt geführt wird.

Zwei Bandführungen 87 und 88 liegen nahe den Endplatten 41 und 42 und sind mit den Endplatten aus einem Stück gefertigt. Durch Einsetzen des Druckkopfträgers 30 in die Wagenanordnung 36 wird der Druckkopf mit der Reihe der Heizelemente 13 senkrecht zur Druckzeile und in Berührung mit dem Band 83 eingestellt. Der Wagen trägt acht elektrische Kontakte aus biegsam blattförmigen Leitern 90, die über ein biegsames Kabel 91 zur Auswahl und elektrischen Steuerung der nicht in den Zeichnungen dargestellten Heizelemente bekannter Bauart an den Stromkreis angeschlossen sind. Das ermöglicht die elektrische Verbindung zwischen diesem Stromkreis selbst und den Leitern 15 und 18 der Heizelemente 13 des Druckkopfes 10.

Während des Schreibvorganges wird der Wagen bei gleichmäßiger Geschwindigkeit von links nach rechts bewegt (Fig. 1), wobei ein in Fig. 1 nicht dargestellter Motor bekannter Bauart verwendet wird.

Während dieser Bewegung wird der Druckkopf 10 in Berührung mit dem Band 83 gehalten, während der Hebel 51 sich in der in Fig. 1 gezeigten Stellung befindet, und die Feder 99 übt unter Verwendung des Hebels 51 und der Führungsstange 40 den erforderlichen Druck auf den Druckkopf 10 aus. Auch während der Bewegung und synchron zu dieser erregt der Steuer- und Auswählstromkreis die Heizelemente 13, die erforderlich sind, um die Punkte all der Schriftzeichen der Drucklinie zu schreiben.

Aus diesem Grund wird an all den Punkten des Bandes 83, an denen während des Durchlaufs des Druckkopfes 10 gleichzeitig Druck und Wärme durch die Heizelemente 13 erzeugt wird, das thermisch abdruckbare Material des Bandes 83 auf das Anzeigemedium abgedruckt, und infolgedessen werden Schriftzeichen 110 gedruckt.

Am Ende des Laufes von links nach rechts, d. h. nach dem Schreiben einer Linie auf dem Aufzeichnungsmedium 60, wird der Hebel 51 im Uhrzeigersinn gegen die Wirkung der Feder 99 gedreht, wodurch die Führungsstange 40 in den unteren Teil der Öffnungen 46 und 45 eingreift und die Drehung des Wagens 36 um die Führungsstange 39 im Uhrzeigersinn bewirkt, so daß der Druckkopf vom Aufzeichnungsmedium entfernt wird. Der Wagen kehrt dann von rechts nach links zurück, wobei er durch einen Motor bekannter Bauart gesteuert wird. Am Schluß seines Rücklaufes befinden sich Hebel 53 und der Wagen wieder in ihrer in Fig. 1 dargestellten Stellung. In der Zwischenzeit hat die vom Schrittmotor gesteuerte Antriebswalze 65 das Anzeigemedium um eine Zeile weitergeführt, und ein Teil des Bandes 83 ist von der Zuführspule 85 um ein Stück, das der Drucklinie entspricht zur Aufnahmespule 86 hin geführt worden. Auf diese Weise ist die Maschine bereit, eine weitere Linie von Schriftzeichen zu drucken.

Die Form der Heizelemente bedingt die Qualität des Abdrucks auf der Beschichtung, insbesondere auf gewöhnlichem Papier.

Tatsächlich ist die dem Aufzeichnungsmedium zugekehrte Oberfläche der Beschichtungen von Material gewöhnlich sehr glatt, insbesondere aufgrund der Materialien, aus denen sie hergestellt ist, und auch wegen des Beschichtungsvorganges.

Andererseits hat das aus gewöhnlichem Papier bestehende Anzeigemedium eine unregelmäßige unebene Oberfläche. Es ist daher erforderlich sicherzustellen, daß bei thermischem Abdruck auf gewöhnliches Papier enge Berührung zwischen der Oberfläche der Beschichtung und dem Papier selbst besteht, damit diese Unebenheit überwunden wird.

Dies wird erreicht durch Ausüben ausreichenden Drucks auf die Rückseite des Bandes, jedoch sind auch die Form und die Größe der diesen Druck ausübenden Fläche wichtig. Wenn diese flach und ziemlich breit ist, wie z. B. die Heizelemente eines Druckkopfes, der so viele Heizelemente hat wie Punkte auf der Formmatrize sind und der im Hinblick auf das Band und das Papier während jedes Druckvorganges feststeht (wobei als Formmatrize eine solche aus sieben Reihen mit jeweils fünf Punkten angesehen wird, bei der die Schriftzeichen 2 mm breit und 2,5 mm hoch sind und die Heizelemente gewöhnlich eine viereckige Form mit einer Seitenlänge von 0,3 mm = 300 µm haben), wird es sehr schwierig sein, enge Berührung zwischen der thermisch abdruckbaren Beschichtung und dem Papier über die gesamte Druck ausübende Oberfläche hin zu erreichen, oder überhaupt wesentlichen Druck auszuüben. Diese Berührung ist nur an den obersten Stellen des unebenen Bereichs gewährleistet, und die Beschichtung wird nur an diesem Punkt abgedruckt werden, was folglich zu Verlust an Klarheit und Kontrast des gedruckten Punktes und des gedruckten Schriftzeichens führt.

Fig. 2 zeigt eine vergrößerte Ansicht einer Reihe von Heizelementen 13 des Druckkopfs 10, die entsprechend der Erfindung während des Schreibens gegen den Träger 110 des Bandes 83 anliegt, wobei entsprechend der Erfindung die thermisch abdruckbare Färbschicht 111 in Berührung mit der Oberfläche 113 des Aufzeichnungsmediums 60 ist, das Unebenheiten 112 aufweist.

Das Aufzeichnungsmedium 60 liegt an der elastisch-plastischen Schicht 101 der Halteplatte 80 an, d. h. an einer Schicht aus Kunststoffmaterial 115, wie z. B. aus Polyvinylchlorid, und einer Unterlage aus Hartgummi 116.

Der durch die Feder 99 auf den Druckkopf 10 ausgeübte Druck macht es möglich, daß die Reihe der Heizelemente 13 das Band 83 und das Anzeigemedium 60 im Kontaktbereich "d" "versenkt" und die thermisch abdruckbare Beschichtung 111 und das Aufzeichnungsmedium 60 in diesem Bereich mit Hilfe der elastisch- plastischen Biegsamkeit der Platte 80 zusammenzwingt und den Bereich der Unebenheiten 112 im Bereich "d" glättet.

Wenn das Heizelement 13 auf eine Temperatur erhitzt wird, bei der die Beschichtung 111 in diesem Bereich schmilzt, klebt die Beschichtung 111 an der Oberfläche 113 fest, und daher kommen das Band 83 und das Aufzeichnungsmedium 60 an diesen Punkten in Berührung.

Die Bewegung des Druckkopfes 10 veranlaßt diese Versenkungen, sich zu den nächsten Druckstellen des Druckkopfes hin zu bewegen, wodurch die unebenen Stellen 112 "ausgebügelt" werden und gewährleistet wird, daß gute Berührung über die gesamte Breite des gedruckten Punktes besteht.

Die Trennung von Band 83 und Aufzeichnungsmedium 60 am Schluß des Druckens einer Zeile, wenn die Beschichtung 111 sich absetzt, läßt wieder die Teile der Beschichtung, die vorher erweicht waren und an dem Anzeigemedium 60 klebten, auf dem Aufzeichnungsmedium 60 selbst zurück und erzeugt damit das erforderliche Drucken.

Für eine gute Druckqualität ist es erforderlich, daß die Schicht 101 keine örtlich begrenzte Reaktion auf den Druck eines jeden Heizelementes 13 erzeugt, die proportional zum örtlichen Eindringen eines jeden Heizelementes ist. Es ist auch erforderlich, daß das Eindringen eines jeden Heizelementes nicht aufgrund der Flexibilität der Schicht 101 das Eindringen des ihm in der Reihe am nächsten liegenden Heizelementes bedingt und daß die Reaktion auch für verschiedene Eindringungen praktisch konstant ist.

Von diesem Gesichtspunkt aus ergab die Schicht aus Kunststoffmaterial 115 z. B. aus Polyvinylchlorid mit einer Unterlage 116 aus Hartgummi zufriedenstellende Ergebnisse insofern, als sie eine wesentliche elastische Nachwirkung ergab, und daher das Zurückspringen längere Zeit in Anspruch nimmt als die Zeit, während der der Druck auf den Druckkopf ausgeübt wird.

Claims (3)

1. Elektrothermischer Drucker zum zeilenweise Ausdrucken von Punktmatrixzeichen auf einem Aufzeichnungsmedium (60) mit einer das Aufzeichnungsmedium (60) entlang der Druckzeile abstützenden Halteplatte (80), die an das Aufzeichnungsmedium (60) angrenzend eine elastische Schicht (101) aufweist, einem für den Druckvorgang entlang der Druckzeile bewegten thermischen Druckkopf (10), dessen Druckelemente (13) entlang wenigstens einer im rechten Winkel zur Druckzeile verlaufenden Reihe angeordnet sind sowie in zeitlicher Beziehung zur Druckkopfbewegung selektiv beheizt werden, und einem zwischen dem Druckkopf (10) und dem Aufzeichnungsmedium (60) angeordneten Farbband (83) mit einer thermisch abdruckbaren Färbschicht (111), dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Schicht (101) der Halteplatte (80) aus zwei Materiallagen (115, 116) unterschiedlicher Härte besteht, wobei die an das Aufzeichnungsmedium angrenzende, außenliegende Materiallage (115) weicher gewählt ist als die innenliegende Materiallage (116).

2. Drucker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die härtere Materiallage (116) ein Hartgummi und die weichere Materiallage (115) ein Kunststoff ist.

3. Drucker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die weichere Materiallage (115) der Zweilagenschicht (101) der Halteplatte (80) aus Polyvinylchlorid besteht.