DE3241768A1

DE3241768A1 - Thermodrucker

Info

Publication number: DE3241768A1
Application number: DE19823241768
Authority: DE
Inventors: Osamu Tokyo Asakura; Masasumi Yokosuka Kanagawa Nagashima; Mineo Kawasaki Kanagawa Nozaki; Yoshio Yokohama Kanagawa Uchikata
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1981-11-13
Filing date: 1982-11-11
Publication date: 1983-05-26
Also published as: US4672393A; DE3241768C2; JPS5884777A; IT1148655B; IT8249470A0

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Thermodrucker für Mehrfarbendruck.

Es wurden mancherlei Versuche unternommen, einen Thermodrucker für Mehrfarbendruck zu schaffen. Die bisher vorgeschlagenen Thermodrucker für Mehrfarbendruck sind jedoch alle nicht zufriedenstellend. Sie ergeben verschiedenerlei Probleme im Hinblick auf den praktischen Einsatz.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Thermodrucker zu schaffen, der einfach aufgebaut,
klein bemessen und preiswert ist und der ein Drucken mit hoher Geschwindigkeit ermöglicht.

Mit der Erfindung soll ein Thermodrucker geschaffen werden, der mit einer Speichervorrichtung zum Speichern von Daten über Farben in Bezug auf mittels des Thermokopfs aufzuzeichnende Informationen versehen ist.

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Ferner soll der erfindungsgemäße Thermodrucker für den Mehrfarbendruck eine Einrichtung zum Ändern der Wärmeenergiemenge aus dem Thermokopf entsprechend der Farbe eines Aufzeichnungsfarbstoffs aufweisen.

Weiterhin soll mit der Erfindung ein Mehrfarben-Farbband geschaffen werden, mit dem der Mehrfarbendruck sehr wirtschaftlich ausführbar ist.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 ist ein Blockschaltbild des Thermodruckers gemäß einem Ausführungsbeispiel.

Fig. 2 zeigt die Signalkurvenform eines Ansteuerungssignals zum Betreiben eines Warmübertragungskopfs.

Fig. 3 ist eine schematische Schnittansicht eines Mehrfarben-Farbbands gemäß einem Ausführungsbeispiel.

Fig. 4 ist eine graphische Darstellung, die die Schmelzviskosität-Kennlinien des Farbbands zeigt.
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Fig. 5 ist eine graphische Darstellung, die die Temperatur/Energie-Kennlinie des Warmübertragungskopfs zeigt.

Fig. 6 veranschaulicht die Übertragung von Druckfarben von dem Farbband auf ein Aufzeichnungspapier mittels des Warmübertragungskopfs.

Fig. 7A und 7B sind Blockschaltbilder von Ausführungsbeispielen einer Stromversorgungsschaltung.

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In der Fig. 1, die ein Ausführungsbeispiel des Thermodrukkers zeigt, ist 1 ein Mehrfarben-Farbband mit Schichten von durch Wärme schmelzbaren Druckfarben, dessen Aufbau später in Einzelheiten erläutert wird. 2 ist ein Warmüber-5' tragungskopf, mit dem das Farbband gegen ein Auf zeich-·' '
nungspapier 3 gedruckt wird, das an einer (nicht gezeigten) Druckwalze aufliegt. 4 ist eine Steuerschaltung zum Steuern der Anlegespannung und der Anlegezeit von Ansteuerungssignalen, die an (nicht gezeigte) Heizelemente in dem Warmübertragungskopf 2 anzulegen sind. Die Steuerschaltung 4 legt die Spannung und die Zeitdauer in Abhängigkeit von einem Farbbestimmungssignal für ein aus dem zu druckenden Zeichen, Bild oder dergleichen abgeleitetes Bildmustersignal fest. Zu diesem Zweck ist beispielsweise in einem Festspeicher (ROM) eine Korrelationstabelle für das Farbbestimmungssignal in Bezug auf die Spannung und die Zeitdauer gespeichert.

Die Steuerschaltung 4 gibt ein Spannungssteuersignal und ein Zeitsteuersignal ab. Diese Ausgangssignale der Steuerschaltung 4 werden vorübergehend mittels eines Zwischenspeichers 5 gespeichert und dann über eine Spannungsdatenleitung 6 bzw. eine Zeitdatenleitung 7 zu einer Strom.-Versorgungsschaltung 8 übertragen. Die Stromversorgungsschaltung 8 speist den WarrnUbertragungskopf 2 entsprechend den Spannungssteuersignalen und den Zeitsteuersignalen. In dem Zwischenspeicher 5 wird auch das aus der Steuerschaltung 4 kommende Bildmustersignal für das zu druckende Zeichen, Bild oder dergl. gespeichert. Das Bildmustersignal aus dem Zwischenspeicher wird über eine Bildmusterdatenleitung 9 gleichfalls' dem Warmübertragungskopf 2 zugeführt. In dem Warmübertragungskopf wird vor dem Empfang eines Ansteuerungssignals (nach Fig.2) aus der Stromversorgungsschaltung 8 mittels des Bildmustersignals ein anzusteuerndes Heizelement angewählt. Danach wird das vorgeschriebene Heizelement mittels des Ansteuerungssignals

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mit einer vorbestimmten Anlegespannung V„ für eine vorbestimmte Anlegezeitdauer T„ gemäß dem Muster betrieben bzw. angesteuert.

Die Fig. 7A ist ein Blockschaltbild der Stromversorgungsschaltung 8. In der Fig. 7A ist D/A ein Digital/Analogwandler, mit dem das Spannungssteuersignal aus dem Zwischenspeicher 5 in einen entsprechenden Analogwert umgesetzt wird. D ist eine Treiberstufe zum Verstärken des Ausgangssignals des Wandlers D/A und zum Anlegen des verstärkten Signals an den Kopf 2.

CNT ist ein Zähler, an den von dem Zwischenspeicher 5 her das Zeitsteuersignal angelegt wird. Das Zeitsteuersignal wird mittels eines' Einstellsignals SET als Anfangswert eingestellt. Der Inhalt des Zählers CNT wird dann mit
Taktsignalen el abgestuft. DE ist ein Decodierer, der ein Ausgangssignal mit dem logischen Pegel "0" nur dann erzeugt, wenn der Inhalt des Zählers CNT gerade einen vorbestimmten Wert erreicht hat. Zu allen anderen Zeiten erzeugt der Decodierer ein Ausgangssignal mit dem logischen Pegel "1". AG ist ein UND-Glied, das von dem Ausgangssignal des Decodierers DE gesteuert wird, um das Anlegen der Taktsignal el an den Zähler CNT in folgender Weise zu

steuern:

Nachdem der Zähler CNT auf einen bestimmten Anfangswert für den Zählerinhalt eingestellt wurde, wird der Inhalt des Zählers mittels der Taktsignale el abgestuft. Wenn der Zählerinhalt gerade einen vorbestimmten Wert annimmt, wie beispielsweise den Wert "0", erzeugt der Decodierer DE ein Ausgangssignal mit dem Pegel "0". Dadurch wird das UND-Glied AG gesperrt, so daß der Zählvorgang des Zählers CNT angehalten wird. Von diesem Zeitpunkt an erzeugt der Decodierer weiterhin das Ausgangssignal "0". Da während

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des Zählvorgangs das Ausgangssignal des Decodierer© DE den Pegel "1" hat, wird hierdurch die Thermokopf-Ansteuerungszeitdauer bestimmt.

Die Fig. 7B ist ein Blockschaltbild, das ein anderes

führungsbeispiel der Stromversorgungsschaltung 8 zeigt.

Bei diesem Ausführungsbeispiel sind zwei Decodierer DEl und DE2 vorgesehen. Der erste Decodierer DEl decodiert das aus dem Zwischenspeicher 5 kommende Spannungssteuersignal, um selektiv Spannungstreiberschaltungen Dl, D2 und D3 zu betreiben, die voneinander verschiedene Spannungen abgeben.

Die Ausgangsspannungen der Spannungstreiberschaltungen Dl, D2 und D3 werden über einen Addierer A an den Warmübertragungskopf angelegt.

Der zweite Decodierer DE2 decodiert das aus dem Zwischenspeicher 5 kommende Zeitsteuersignal, um selektiv drei monostabile Kippstufen OSl, 0S2 und 0S3 zu betreiben, die Signale unterschiedlicher Zeitdauer erzeugen. Die Ausgangssignale der kippstufen OSl, 0S2 und 0S3 werden über ein ODER-Glied OR an den Warmübertragungskopf 2 angelegt.

Auf diese Weise werden die Ausgangssignale des Zwischenspeichers 5 in analoge Signale umgesetzt.

Der Aufbau des Mehrfarben-Farbbands 1 ist in Einzelheiten in der Fig. 3 gezeigt.

Gemäß der Fig. 3 ist das Farbband aus einem Grundfilm bzw. Unterlagenfilm 10 und auf den Unterlagenfilm aufgebrachten Farbschichten zusammengesetzt. Die in den verschiedenen Farbschichten enthaltenen Druckfarben sind voneinander

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sowohl hinsichtlich der Farbe als auch hinsichtlich des Schmelzpunkts verschieden. Beispielsweise ist eine äußerste Farbschicht 11 aus einem Gemisch eines Farbstoffs 12 und eines Bindemittels 13 mit niedrigem Schmelzpunkt gebildet. Eine darunterliegende Farbschicht 14 ist aus einem Gemisch eines anderen Farbstoffs 15 und eines anderen Bindemittels 16 gebildet. Der Farbstoff 15 hat eine andere Farbe als der Farbstoff 12, während das Bindemittel 16 einen höheren Schmelzpunkt als das Bindemittel 13 hat.

Auf diese Weise werden etliche verschiedene Farbschichten aufeinandergeschichtet. Daher hat das in der innersten, an den Unterlagenfilm 10 angrenzenden Farbschicht verwendete Bindemittel von allen Bindemitteln den höchsten
Schmelzpunkt. Wenn durch die Wärme aus dem Heizelement die Temperatur des· Kopfs ansteigt, beginnt die oberste Farbschicht zuerst zu schmelzen, während die unterste
Farbschicht als letzte von allen schmilzt.

Die Fig. 4 zeigt die Schmelzeigenschaften des Mehrfarben-Farbbands 1. Die Kurven in der Fig. 4 stellen Temperatur/
Viskose-Kennlinien der einzelnen Farbschichten in dem
Farbband 1 dar. P bezeichnet eine Viskosität, die für die Übertragung der Farbe auf das Aufzeichnungspapier 3 die maximale Viskosität ist. Die Farbe in einer Schicht des Farbbands kann nur dann auf das Aufzeichnungspapier übertragen werden, wenn die Farbe geschmolzen ist und ihre Viskosität bis zu der maximalen Viskosität P abgesunken ist. Da gemäß den vorangehenden Ausführungen die verschiedenfarbigen Farbschichten in dem Farbband 1 verschiedene Schmelzpunkte haben, ist die Temperatur, bei der die Farbschichten die Viskosität P erreichen, nicht die gleiche, sondern von Schicht zu Schicht verschieden. Beispielsweise erreicht die Farbschicht 11 gemäß der Kennlinie für die Farbschicht 11 die Viskosität P schon bei einer Temperatur tii· ^Die nächste Farbschicht 14 erreicht die Viskosität

a« ί ι a a

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P bei einer Temperatur t₁₄, die höher als die Temperatur tj- ist. Gleichermaßen erreicht eine Farbschicht an der Innenseite der Farbschicht 14 die Viskosität P bei einer Temperatur, die höher als die Temperatur t»₄ ist. Wenn

das Mehrfarben-Farbband 1 mittels des WarmübertragungsP¹ kopfs 2 allmählich erwärmt wird, schreitet daher das Schmelzen der Farbe schrittweise von der äußersten Farbschicht zu der inneren Farbschicht hin fort. Die zuerst geschmolzene Farbe wird zuerst auf das Aufzeichnungspapier 3 übertragen. Infolgedessen ändert sich die Farbe des übertragenen Farbstoffs in Abhängigkeit von der Temperatur des Warmübertragungskopfs 2.

Die Betriebsweise bei dem Ausführungsbeispiel ist folgen^de:

In einem (nicht gezeigten) Druckdatenspeicher sind im Voraus verschiedenerlei Informationen über zu druckende Zeichen oder Bilder gespeichert. Die Steuerschaltung 4 führt zuerst dem Warmübertragungskopf 2 über den Zwischenspeicher 5 ein der gespeicherten Information entsprechendes Bildmustersignal zu. Als nächstes, legt die Steuerschaltung 4 über den Zwischenspeicher 5 an die Stromversorgungsschaltung 8 ein Spannungssteursignal an. Das Spannungssteuersignal wird entsprechend dem Farbbestimmungssignal erzeugt, das zu der gespeicherten Zeichen- oder Bildinformation gehört .Mittels dieses Spannungssteuersig nals wird die an den Kopf 2 angelegte Spannung V„ bestimmt. Nach dem Spannungssteuersignal legt die Steuerschaltung 4 synchron mit dem Druckzeitpunkt über den Zwischenspeicher 5 an die Stromversorgungsschaltung 8 ein Zeitsteuersignal für die Stromzufuhrzeit an. Das Zeitsteuersignal wird entsprechend dem Farbbestimmungssignal so erzeugt, daß die Anlegezeitdauer T_H festgelegt wird, während der dem Warmübertragungskopf 2 ständig Strom züge-

führt wird. Aufgrund des Spannungsstörsignals und des
Stromzufuhr-Zeitsteuersignals erzeugt die Stromversorgungsschaltung 8 ein Ansteuerungssignal gemäß der Darstellung in Fig. 2, das an den Warmübertragungskopf 2 angelegt wird. Die dem Kopf 2 zugeführte Energiemenge ist dtirch die angelegte Spannung V„ und die Zeitdauer T„ der . ■
Stromzufuhr bestimmt. Der Wert der zugeführten Energie wird um so größer, je höher die Spannung V₀ ist und je

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länger die Zeitdauer T„ ist. Die Fig. 5 zeigt den Zusam-

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^O menhang zwischen der Temperatur des Thermokopfs und der Energiezufuhr. Wie aus der Fig. 5 ersichtlich ist, ist die Temperatur bei der von dem Kopf 2 erzeugten Wärme von dem Wert der zugeführten Energie abhängig. Wenn der Pegel der dem Kopf 2 zugeführten Energie gleich WIl ist, schmilzt von den Farbschichten in dem Farbband 1 nur die Farbschicht 11 mit dem niedrigsten Schmelzpunkt, so daß gemäß der Darstellung in der Fig. 6 durch die Wärme eine den Farbstoff 12 enthaltende Druckfarbe 17 auf das Aufzeichnungspapier 3 übertragen wird.

Wenn die dem Kopf zugeführte Wärmemenge von WIl auf W14 ansteigt, schmelzen die beiden Farbschichten 11 und 14 in dem Farbband 1. In diesem Fall ist eine auf das Aufzeichnungspapier 3 übertragene Druckfarbe 18 ein Gemisch mit den beiden verschiedenen Farbstoffen 12 und 15.

Wenn dem Übertragungskopf eine noch größere Wärmemenge zugeführt wird, schmelzen auf gleichartige Weise die Farbschichten 11 und 14 sowie eine weiter innen liegende Farbschicht zusammen, so daß auf das Aufzeichnungspapier 3 als eine Druckfarbe mit gegenüber dem vorstehend genannten Druckfarben verschiedener Farbe ein Gemisch mit drei verschiedenen Farbstoffen übertragen wird.

Auf diese Weise kann durch ein geeignetes Steuern der

dem Warmübertragungskopf 2 zugefUhrten Energiemenge auf das Aufzeichnungspapier eine Druckfarbe in irgendeiner erwünschten Farbgebung übertragen werden, um damit das Mehrfarbendrucken zu erzielen.

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Wie aus dem Vorstehenden leicht ersichtlich ist, ergibt der Thermodrucker ein sehr einfaches Mehrfarben-Thermodrucksystern. Die Färbung der von ein- und demselben Farbband auf ein Aufzeichnungspapier übertragenen Druckfarbe kann auf einfache Weise dadurch verändert werden, daß die von dem Warmübertragungskopf erzeugte Wärmemenge verändert wird. Daher ist der Thermodrucker für den Mehrfarbendruck einfach' aufgebaut und klein bemessen. Ferner ist der Thermodrucker preiswert und für das Drucken mit hoher Geschwindigkeit geeignet. Das Mehrfarben-Farbband des Thermodrucker wird dadurch erzeugt, daß auf einem Unterlagen-Filmblatt verschiedene Druckfarben mit unterschiedlichen Schmelzpunkten in Schichten aufgetragen werden. Es ist nicht länger notwendig, das Farbband ungenutzt zu transportieren. Damit kann die Farbübertragung in irgendeiner gewünschten Färbung ohne einen Leerlauf des Farbbands erfolgen. Infolgedessen kann das Farbband im Vergleich zu dem Mehrfarben-Farbband nach dem Stand der Technik wirtschaftlicher genutzt werden.

Es wird ein Thermodrucker für Mehrfarbendruck beschrieben. Ein Thermokopf des Druckers wird entsprechend Informationen über die Farbe eines zu druckenden Zeichens oder Bilds angesteuert. Die Färbinformationen werden zuvor in einer Speichereinrichtung gespeichert. Ein bei dem Drucker verwendetes Mehrfarben-Farbband ist mit verschiedenfarbigen Druckfarben gebildet, die jeweils unterschiedliche Schmelzpunkte haben und die in Schichten auf einem Unterlagenfilm aufgeschichtet sind. Bei der Ansteuerung des Thermokopfs wird für den Mehrfarbendruck mit dem Mehrfarben-

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Farbband die von dem Kopf erzeugte Wärmeenergiemenge dadurch verändert, daß die an den Kopf angelegte Spannung und/oder die Ansteuerungszeitdauer verändert wird.

Leerseite

Claims

Patentansprüche

Thermodrucker, gekennzeichnet durch einen Thermo™ kopf ~C2) zum Aufzeichnen von Informationen auf ein Aufzeichnungsmaterial (3), eine Speichereinrichtung (5) zum Speichern von Farbdaten für die Farbe, in der die Informationen mittels des Thermokopfs aufzuzeichnen sind, und eine Ansteuerungseinrichtung (8) zum Ansteuern des Thermokopfs gemäß den in der Speichereinrichtung gespeicherten Farbdaten.
2. Thermodrucker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteuerungseinrichtung (8) eine Einrichtung zum Ändern der von dem Thermokopf (2) erzeugten Wärmemenge aufweist.
3. Thermodrucker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteuerungseinrichtung eine Einrichtung zum Ändern der Zeitdauer aufweist, für die der Thermokopf (2) anzusteuern ist.
4. Thermodrucker nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteuerungseinrichtung (8) eine Einrichtung zum Ändern des Pegels der Spannung

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aufweist, mit der der Thermokopf (2) anzusteuern ist.
5. Thermodrucker nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Thermokopf (2) und dem Aufzeichnungsmaterial (3) ein Farbband (l) arigebracht ist, das aus einer Unterlage (10) und verschiedenfarbigen Druckfarben (11,14) zusammengesetzt ist, die unterschiedliche Schmelzpunkte haben und die in Schichten auf die Unterlage aufgebracht sind.
6. Mehrfarben-Farbband, gekennzeichnet durch verschiedene Druckfarben (11,14), die unterschiedliche Schmelzpunkte haben und in Schichten auf eine Unterlage (10) aufgebracht sind.