DE3315257C2 - Thermodrucker - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Drucker zum Drucken unter Einsatz eines mit Heizelementen ausgestatteten Auf­ zeichnungskopfes gemäß dem Oberbegriff des Patentan­ spruchs 1.

Ein solcher Drucker ist aus der EP 0 036 965 A1 bekannt. Das dort gezeigte Gerät umfaßt eine Impulserzeugungsein­ richtung zum Erzeugen unterschiedlicher Impulsspeisungs­ arten und eine Steuereinrichtung zum Steuern der Im­ pulserzeugungseinrichtung in Abhängigkeit von dem zeit­ lich vorhergehenden Verlauf der Erregung der Heizelemen­ te, wobei die Impulserzeugungseinrichtung dort zur Aus­ führung einer ersten Impulsspeisungsart, bei der zumin­ dest einem der Heizelemente des Aufzeichnungskopfes in­ nerhalb eines Druckpunktintervalles lediglich ein Haupt­ impuls zuführbar ist und einer zweiten Impulsspeisungsart steuerbar ist, bei der zumindest einem der Heizelemente des Aufzeichnungskopfes innerhalb eines Druckpunktinter­ valles sowohl ein Hauptimpuls als auch ein Zusatzimpuls zuführbar ist, dessen Dauer kürzer ist als die des Haupt­ impulses und der zeitlichen Abstand gegenüber dem Haupt­ impuls besitzt.

Bei einem solchen Gerät kann das Problem auftreten, daß beim Aufheizen der Heizelemente oder während einer exten­ siven Betätigung derselben Verzerrungen am Rand der Druckzeilen auftreten.

Bei einem in der JP-A-57-25977 beschriebenen Thermo­ drucker wird die Erregungszeit eines zum Drucken an zu­ steuernden Heizelementes in Abhängigkeit von der Häufig­ keit und des zeitlichen Abstandes vorhergehender Erre­ gungen festgelegt. Hierzu werden in einem Speicher für eine Vielzahl zurückliegender Zeitpunkte Daten über die jeweilige Ansteuerung oder Nichtansteuerung des Heiz­ elementes gespeichert und in Abhängigkeit von diesen gespeicherten Daten und einer Gewichtung entsprechend des zeitlichen Abstandes einen aktuellen Druckvorgang die jeweils zugeordnete Erregungszeitdauer berechnet. Zur Ansteuerung des Heizelementes wird folglich jeweils nur ein einziger Impuls eingesetzt, dessen Breite aber von der Anzahl und dem zeitlichen Abstand vorhergehender Erregungen des Heizelementes abhängt.

Desweiteren ist es aus der JP-A-54-89746 bekannt, bei einem Thermodrucker nicht nur die für den Druck tatsäch­ lich zu erregenden Heizelemente anzusteuern, sondern zu­ gleich auch die an diese angrenzenden, nicht für den Druck heranzuziehenden Heizelemente mit Strom zu speisen. Die in den angrenzenden Heizelementen zugeführte Leistung ist dabei allerdings derart verringert, daß diese nicht bis zur Drucktemperatur aufgeheizt werden, sondern knapp unterhalb der Drucktemperatur bleiben. Diese Maßnahme soll den seitlichen Wärmeabfluß von den tatsächlich für den Druck benötigten aufzuheizenden Heizelementen ver­ ringern, so daß die Aufheizung der tatsächlich zu akti­ vierenden Heizelemente rascher erfolgt und eine hohe Auf­ zeichnungsgeschwindigkeit erreicht werden kann. Eine Ver­ änderung der den einzelnen Heizelementen zugeführten Leistung abhängig von der Anzahl und dem zeitlichen Abstand früherer Erregungen ist beim Gegenstand dieser Druckschrift nicht vorgesehen.

Desweiteren ist es aus der JP-A-55-150388 bei einem Thermodrucker bekannt, daß Auftreten eines Druckimpulses zu speichern und bei einem nachfolgenden Druckimpuls das Heizelement nicht kontinuierlich, sondern mit einer Viel­ zahl von Impulsen zu speisen. Hierdurch sollen zu starke Erwärmungen des Heizelementes vermieden werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Drucker gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 derart wei­ terzubilden, daß über die gesamte Länge der Druckzeile eine gleichbleibend einwandfreie Qualität sichergestellt ist.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 an­ gegebenen Maßnahmen auf besonders vorteilhafte Art und Weise gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegen­ stand der Unteransprüche.

Die Fig. 1 der Zeichnung zeigt ein Beispiel eines Druckkopfs mit einer vertikalen Reihenanordnung aus sieben Heizelementen, die in Dünnfilm-Technologie hergestellt sind.

Gemäß der Darstellung in der Fig. 1 ist auf einem Keramik­ substrat 101 eine Wärmeisolierschicht 102 beispielsweise aus einem Glasmaterial angebracht, auf der beispielsweise aus TaN Widerstände 103 ausgebildet sind. Mit Ausnahme von Heizelementbereichen 103a sind die Widerstände 103 mit Leiterschichten 104 bedeckt, die beispielsweise aus Aluminium oder Gold gebildet sind und die Zuleitungen bil­ den, wodurch die Widerstande nur in den Heizelementberei­ chen 103a einen hohen Widerstandswert zeigen. Daher er­ zeugt ein beispielsweise zwischen einem Anschluß 105-1 und einem gemeinsamen Anschluß C fließender Strom nur in dem obersten Heizelement 103-1 Wärme. Eine Abstrahlungs­ platte 106 dient zum Verhindern eines Wärmestaus in dem Keramiksubstrat.

In dem Thermodrucker wird der in Fig. 1 gezeigte Thermo­ kopf gegen ein wärmeempfindliches Aufzeichnungsblatt oder über ein Warmübertragungs-Farbband gegen ein Aufzeichnungs­ blatt gedrückt und die erwünschten Heizelemente des Ther­ mokopfs werden zur Wärmeerzeugung gespeist, wenn der Ther­ mokopf durch die Versetzung des Kopfs oder des Aufzeich­ nungsblatts eine gewünschte Stelle erreicht; dadurch wird in dem wärmeempfindlichen Aufzeichnungsblatt eine Verfär­ bung hervorgerufen oder es wird die warmschmelzende Farbe des Farbbands in der gewünschten Form auf das Aufzeich­ nungsblatt übertragen.

Aus der vorstehend beschriebenen Gestaltung ist ersicht­ lich, daß der Thermokopf eine gewisse Wärmekapazität bzw. Wärmespeicherfähigkeit hat. Da das Drucken durch die Wärme­ abgabe aus den Heizelementen erfolgt, ist es schwierig, die Heizelemente des Thermokopfs vom Anfang bis zum Ende des Druckvorgangs auf einer konstanten Temperatur zu hal­ ten. Mit fortschreitendem Druckvorgang sammelt der Thermo­ kopf die Wärme, so daß eine höhere Druckdichte auftritt und sich eine ungleichmäßige Druckdichte ergibt.

Ferner werden beispielsweise beim Drucken einer Formular­ linie die gleichen Heizelemente über eine lange Dauer fortgesetzt betrieben und abnormal erwärmt, so daß wegen der durch die hohe Temperatur verursachten Materialermü­ dung die Lebensdauer des Thermokopfs verkürzt wird.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungs­ beispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläu­ tert.

Fig. 1 ist eine schematische Ansicht, die den Aufbau eines Wärmedruckkopfs bzw. Thermokopfs zeigt.

Fig. 2 ist eine schematische Ansicht, die zur Erläuterung das bei einem Ausführungsbeispiel des Thermodruckers angewandte Druckverfahren veranschaulicht.

Fig. 3 und 4 sind Seiten-Schnittansichten des Thermodruckers gemäß dem Ausführungsbeispiel.

Fig. 5 ist eine Draufsicht auf den Thermodrucker gemäß dem Ausführungsbeispiel.

Fig. 6 ist eine schematische Ansicht, die die Gestaltung einer Farbbandkassette zur Verwendung bei einem Wärmübertragungsdrucker als Ausführungsbeispiel zeigt.

Fig. 7A und 7B sind Zeitdiagramme, die die Funktion des Thermodruckers gemäß dem Ausführungsbeispiel ver­ anschaulichen.

Fig. 8 ist eine Ansicht, die ein Beispiel für das Drucken von Formularlinien und grafischen Darstellungen zeigt.

Fig. 9 ist ein Zeitdiagramm, das den Druckvorgängen für die in Fig. 8 gezeigten Beispiele entspricht.

Fig. 10 ist ein Blockschaltbild einer Steuerschaltung zum Erzeugen von Impulsen, die in den Fig. 7A, 7B und 9 gezeigt sind.

Fig. 11A, 11B, 11C und 12 sind Zeitdiagramme, die die Funk­ tion der in Fig. 10 gezeigten Steuerschaltung ver­ anschaulichen.

Als Ausführungsbeispiel des Thermodruckers wird ein Warm­ übertragungs-Drucker beschrieben, bei dem das serielle bzw. Reihendruckverfahren angewendet wird.

Bei einem Warmübertragungs-Drucker werden beiderseits ei­ nes Druckblatts 3 ein Thermokopf 1 und eine Druckwalze 2 angeordnet, während zwischen das Druckblatt 3 und den Thermokopf 1 ein Warmübertragungs-Farbband 4 gesetzt wird. Der Thermokopf 1 wird in einer Richtung A bewegt und an gewünschten Druckstellen mit Drucksignalen gespeist, um bestimmte Heizelemente des Druckkopfs 1 zu betreiben, wo­ durch die Farbe 4b des Farbbands 4 in einem erwünschten Muster auf das Druckblatt 3 übertragen wird.

Die Fig. 3 ist eine Seitenansicht des als Ausführungs­ beispiel des Thermodruckers gewählten Warmübertragungs- Druckers, bei dem ein Schlitten 10 an einem Ende über einen Arm 10a verschiebbar auf eine horizontale Führungs­ stange 11 aufgesetzt ist und an seiner unteren Fläche ver­ schiebbar durch eine Führungsschiene 12 geführt ist. Mit­ tels einer in einem Teil des Arms 10a des Schlittens 10 angebrachten Achse 13 ist ein Arm 14 an seinem unteren Ende drehbar gelagert. Am oberen Ende trägt der Arm 14 an der einer Druckwalze zugewandten Seite einen später zu erläuternden Thermokopf 15.

An der unteren Fläche des Schlittens 10 ist beispielsweise ein Schrittmotor 16 befestigt, der über ein an der Welle des Motors befestigtes Zahnrad 17 und ein mit dem Zahnrad 17 kämmendes weiteres Zahnrad 18 eine Welle 19 für den Vorschub des Farbbands antreibt. Der Schrittmotor 16 be­ wegt sich natürlich zusammen mit dem Schlitten 10.

An dem Drucker ist mittels eines Bügels 20 ein Motor 21 für den Antrieb des Schlittens 10 befestigt, wobei ein an der Welle dieses Motors befestigtes Zahnrad 22 mit ei­ nem Zahnrad 23 kämmt, an dem eine Riemenscheibe 24 befestigt ist, welche im Zusammenwirken mit einer an dem Drucker an­ gebrachten nicht gezeigten Riemenscheibe einen Treibriemen 25 trägt. Der Treibriemen 25 ist als ein Endlosriemen aus­ gebildet, der an einem Teil über ein Verbindungsglied 26 an dem Arm 10a des Schlittens 10 befestigt ist, wodurch der Schlitten 10 bei der durch den Motor 21 verursachten Bewegung des Riemens 25 versetzt wird.

An dem Schlitten 10 ist abnehmbar eine Farbband-Kassette 27 angebracht, die später in größeren Einzelheiten be­ schrieben wird.

In Gegenübersetzung zum Schlitten 10 sind horizontal eine Druckwalze 28 und ein umgreifendes Führungsteil 29 ange­ bracht, zwischen die ein Druckblatt 30 eingesetzt ist. Das Führungsteil 29 ist an einem Arm 31 befestigt, der mittels einer Achse 32 drehbar gelagert und entgegen dem Uhrzeiger­ sinn mittels einer Feder 33 vorgespannt ist, die zwischen einem Ende dieses Arms und dem Bügel 20 angebracht ist. An dem Arm 31 ist eine Andruckrolle 34 zum Hinführen des Druckblatts 30 zu einer dem Thermokopf 15 gegenüberstehen­ den Stelle angebracht.

Bei dem Druckvorgang wird ein in der Nähe des Arms 14 ge­ mäß der Darstellung in Fig. 4 angebrachtes Solenoid 35 erregt, so daß der Tauchkolben vorgeschoben wird, wodurch der Arm im Uhrzeigersinn geschwenkt wird und der Thermo­ kopf 15 auf die Druckwalze 28 zu gedrückt wird.

Die Fig. 5 ist eine Draufsicht des Druckers, bei der der Schlitten 10 zweimal dargestellt ist, nämlich in der lin­ ken und der rechten Endstellung. Der Schlitten 10 ist an der linken Endstellung zusammen mit der Farbband-Kassette 27 dargestellt, während er an der rechten Endstellung ohne diese Kassette dargestellt ist.

Während des Druckvorgangs bewegt sich der Schlitten 10 längs der Führungsstange 11 und der Führungsschiene 12 in einer zur Druckwalze 28 parallelen Richtung B, wobei der Schlitten den Thermokopf 15, die Farbband-Kassette 27 und Antriebsteile hierfür trägt und der Druckkopf 15 ge­ gen die Druckwalze 28 gedrückt wird.

Die Fig. 6 ist eine Querschnittsansicht der Farbband- Kassette, bei der an einem Kassettengehäuse 27a eine Auf­ wickelspule 36 und eine Abwickelspule 37 für ein Farbband 38 gelagert sind, welches von der Abwickelspule 37 her zu­ geführt und über Führungsrollen 39 bis 42 zu der Abwickel­ spule 36 geleitet wird. An dem Stirnende des Kassettenge­ häuses 27a ist eine Öffnung 27b ausgebildet. Das Farbband 38 ist an dem Vorderrand des Ausschnitts 27b gelagert und es wird in diesen Ausschnitt der Thermokopf 15 eingeführt, wenn die Farbband-Kassette 27 auf den Schlitten 10 aufge­ setzt wird. Das Kassettengehäuse 27a ist ferner mit einem Treibriemen 46 versehen, der von einer Antriebsrolle 43 in der Nähe der Spulen 36 und 37 und von Führungsrollen 44 und 45 an beiden Enden gehalten wird, wodurch der Treib­ riemen in elastischer Berührung mit den Spulen 36 und 37 gehalten wird. Die Antriebsrolle 43 wird über die mittels des Schrittmotors 16 angetriebene Welle 19 gedreht, wo­ durch das Farbband 38 mit der Bewegung des Treibriemens 46 vorgeschoben wird.

Die Fig. 7A ist ein Zeitdiagramm, das die Funktion des vorstehend beschriebenen Warmübertragungs-Druckers im Falle des Druckens von Zeichen "A" und "B" veranschaulicht.

Zuerst wird der Motor 21 für die Schlittenversetzung in Betrieb gesetzt, um eine Schlittenversetzung gemäß der Dar­ stellung durch eine Kurve 200 einzuleiten. Zu Beginn des Schlittenablaufs ist ein Vorbereitungsablauf über eine bestimmte Strecke anzustreben, da wegen der Beschleunigung des Schlittenantriebs-Motors 21 und der Streckung des Treib­ riemens 25 eine gleichmäßige Versetzung nicht sofort er­ reicht wird. Das Drucken des ersten Buchstabens "A" be­ ginnt, wenn der Thermokopf 15 den Zustand des gleichmäßi­ gen Ablaufens erreicht. Wie aus dem Zeitdiagramm ersicht­ lich ist, wird das Drucken des Zeichens "A" dadurch her­ beigeführt, daß im Thermokopf 15 bei der ersten Spalte das vierte bis siebente Heizelement von oben gespeist wird, in der darauffolgenden zweiten Spalte das zweite, dritte und fünfte Heizelement gespeist wird, in der dritten Spalte das erste und dritte Heizelement gespeist wird, in der vierten Spalte das zweite, dritte und fünfte Heizelement gespeist wird und in der fünften Spalte das vierte bis siebente Heizelement gespeist wird.

Gemäß der Darstellung in dem Zeitdiagramm werden drei Ein­ schaltimpulse 202a, 202b und 203 verwendet. Es sei als Beispiel das zweite Heizelement des Thermokopfs 15 zu ei­ ner Druckzeit 350 betrachtet. Da dieses Heizelement bei einer unmittelbar vorangehenden Druckzeit 351 nicht ge­ speist wird, befindet es sich in einem durch eine Kurve 204-2 dargestellten Kaltzustand, so daß es durch den Ein­ schalt- bzw. Druckimpuls 202a allein nicht ausreichend erwärmt wird. Infolgedessen wird ein bei der unmittelbar vorangehenden Druckzeit nicht gespeistes Heizelement mit einem dem Druckimpuls 202a innerhalb der gleichen Punkte­ druckzeit 350 folgenden Korrekturimpuls 202b beaufschlagt, wodurch gemäß der Darstellung durch eine Kurve 355 die Temperatur auf annähernd den gleichen Wert wie in anderen Fällen angehoben werden kann.

Falls andererseits das Heizelement in der unmittelbar vorangehenden Druckzeit 351 gespeist wird, wie beispiels­ weise das fünfte Heizelement, liefert während einer Druck­ zeit 352 allein der Druckimpuls 202a die erwünschte Tempe­ ratur gemäß der Darstellung durch 357 in einer Kurve 304- 5, da ein Wärmestau 356 in dem Heizelement vorliegt.

Es sei nun in größeren Einzelheiten der Druckvorgang wäh­ rend der Punkte-Druckzeit 350 betrachtet. Während der un­ mittelbar vorangehenden Druckzeit 351 werden das vierte bis siebente Heizelement des Thermokopfs 15 gespeist bzw. eingeschaltet, so daß die sich ergebende Wärme durch Wärme­ leitung im Thermokopf 15 zu dem zweiten Heizelement über­ tragen wird, wodurch eine durch 358 dargestellte Wärmean­ sammlung entsteht. Andererseits können während einer ersten Druckzeit 360 nach dem Beginn der Druckabtastung die Im­ pulse 202a und 202b entsprechend der Darstellung durch ei­ ne gestrichelte Linie 361 keine ausreichende Temperatur liefern, da eine derartige Wärmeleitung von anderen Heiz­ elementen her fehlt. Das Vorliegen eines Intervalls 362 für die Datenverarbeitung zwischen den Impulsen ergibt nicht nur einen Verlust hinsichtlich der Druckzeit 351, sondern führt auch während der Wärmeerzeugung gemäß der Darstellung durch 363 zu einem wahrscheinlich auf eine zeitweilige Wärmeabstrahlung zurückzuführenden verringerten Wärmeerzeugungs-Wirkungsgrad, was zu einem gesteigerten Wärmeverlust führt.

Bei dem Thermodrucker gemäß dem Ausführungsbeispiel wird dieser Verlust an Wärmeabgabe aus den Heizelementen des Thermokopfs 15 dadurch behoben, daß für den für die erste Druckzeit nach dem Beginn der Druckabtastung zu druckenden Punkt ein durch eine ausgezogene Linie 360 dargestellter Einzelimpuls 203 herangezogen wird, welcher länger als die anderen Impulse 202a und 202b gewählt wird, um in dem Heizelement eine ausreichende Wärme zu erzeugen.

Die Fig. 7B zeigt eine Abwandlung gegenüber dem in Fig. 7A dargestellten Verfahren, wobei jeweils während der ersten Druckzeit nach dem Beginn der Druckabtastung das erste bis siebente Heizelement den genannten Impuls 203 erhält.

Bei dem in Fig. 7B gezeigten Ausführungsbeispiel wird nach dem Abschluß des Druckens einer Zeile auf die vorangehend beschriebene Weise der Schlitten 10 mit hoher Geschwindig­ keit in die Ausgangsstellung zurückgeführt und die Druck­ abtastung für die nachfolgende Zeile auf gleiche Weise aus­ geführt, wobei der erste Druckvorgang mit dem Impuls 203 ausgeführt wird.

Die Fig. 8 zeigt ein Beispiel für das Drucken von Formular­ linien und Balkendiagrammen, während die Fig. 9 ein dem­ entsprechendes Zeitdiagramm zeigt. Bei diesem Drucken müssen die gleichen Heizelemente des Thermokopfs fort­ laufend gespeist werden, da über eine lange Zeitdauer hin­ weg das gleiche Druckmuster wiederholt wird. Entgegenge­ setzt ausgedrückt findet ein fortlaufendes Speisen des gleichen Heizelements des Thermokopfs nahezu nur dann statt, wenn gemäß der vorangehenden Erläuterung das gleiche Druckmuster fortgesetzt wird. In Fig. 9 entsprechen Ein­ schaltimpulse bzw. Druckimpulse 700 einer in Fig. 8 ge­ zeigten Formularlinie 600, während eine Kurve 701 den Er­ wärmungszustand des zweiten Heizelements des Thermokopfs darstellt. Aufgrund der wiederholten Einschaltungen des für das Drucken dieser Formularlinie verwendeten zweiten Heizelements sammelt sich trotz der Korrektur hinsichtlich der Impulsdauer nach zehn Impulsen in dem Keramiksubstrat 101 und der Abstrahlungsplatte 106, die in Fig. 1 gezeigt sind, die Wärme bis zu einem Pegel 703. Bei dem Thermo­ drucker gemäß dem Ausführungsbeispiel werden daher in dem Fall, daß das gleiche Druckmuster mehr als zehn mal wieder­ holt wird, wie es für das ersten und das zweite Heizelement in Fig. 9 gezeigt ist, die Impulse auf noch kürzere Impulse 702 umgeschaltet, um eine Überheizung dieser Heizelemente zu vermeiden. Eine derartige Überheizung der Heizelemente führt nicht nur zu einer Steigerung der Druckdichte, son­ dern ergibt auch eine unzureichende Abkühlung der Heizele­ mente zwischen den Einschaltungen, so daß das Auflösungs­ vermögen des erzielten Abdrucks verschlechtert wird und die Lebensdauer der Heizelemente aufgrund der Wärme-Er­ müdung verringert wird.

Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel werden die Im­ pulse verkürzt, falls das gleiche Druckmuster zehnmal wiederholt wird, jedoch kann die Anzahl dieser Wiederho­ lungen in geeigneter Weise in Anbetracht der Druckgeschwin­ digkeit und des Thermokopf-Aufbaus gewählt werden.

Die Fig. 10 ist ein Blockschaltbild einer Steuerschaltung zum Erzeugen der in den Fig. 7A, 7B und 9 gezeigten Im­ pulse, während die Fig. 11A, 11B und 11C Zeitdiagramme sind, die die Funktion dieser Steuerschaltung veranschau­ lichen. Eine Zentralverarbeitungseinheit bzw. Zentralein­ heit CPU für die Druckdatenverarbeitung erzeugt entspre­ chend aus einer nicht gezeigten Eingabeeinrichtung wie einer Tastatur eingegebenen Druckdaten Einschaltsignale für das erste bis siebente Heizelement des Thermokopfs 15 bzw. TH an Anschlüssen 1 bis 7. An einem Anschluß 8 wird für die ersten Signale nach dem Beginn der Druckabtastung ein Signal "1" abgegeben, während an einem Anschluß 9 ein Signal "1" abgegeben wird, wenn das gleiche Druckmuster mehr als zehnmal wiederholt wird. Die Zentraleinheit CPU erkennt das erste Signal nach dem Beginn der Druckabtastung sowie die Wiederholungsanzahl des gleichen Druckmusters.

Ferner enthält die Steuerschaltung einen Zeichengenerator CG zum Erzeugen von den Druckdaten entsprechenden Zeichen­ schriftbildern, ein Schieberegister R1 zum Speichern der aus den Anschlüssen 1 bis 7 der Zentraleinheit CPU zuge­ führten Einschaltsignale für das erste bis siebente Heiz­ element des Thermokopfs TH unter Synchronisierung mit in Fig. 11C gezeigten Zeitimpulsen TP1 und zum Abgeben dieser Signale unter Synchronisierung mit einem Steuersignal Φ3, ein Korrekturregister R2 zum Speichern der von dem Schiebe­ register R1 abgegebenen und mittels eines Inverters INV invertierten Einschaltsignale, nämlich zum Speichern der vorangehenden Einschaltsignale unter Synchronisierung mit einem Steuersignal Φ4, ein Einschaltregister R3 zum Spei­ chern der von dem Schieberegister R1 abgegebenen Einschalt­ signale, ein UND-Glied AND5, das an einem ersten Eingangs­ anschluß ständig ein Signal "1" aufnimmt, an einem zweiten Eingangsanschluß die Einschaltsignale aus dem Schiebere­ gister R1 aufnimmt und an einem dritten Eingangsanschluß die invertierten Einschaltsignale aus dem Korrekturregi­ ster R2 aufnimmt, ein Flip-Flop FF1, das synchron mit den Steuerimpulsen TP1 entsprechend dem Signalzustand an dem Anschluß 8 der Zentraleinheit CPU gesetzt bzw. rückge­ setzt wird, ein Flip-Flop FF2, das synchron mit einem Steuersignal Φ1 gemäß dem Zustand des Ausgangssignals des Flip-Flops FF1 gesetzt bzw. rückgesetzt wird, ein Flip-Flop FF3, das synchron mit den Steuerimpulsen TP1 ent­ sprechend dem Signalzustand an dem Anschluß 9 der Zentral­ einheit CPU gesetzt bzw. rückgesetzt wird, ein Flip-Flop FF4, das synchron mit dem Steuersignal Φ1 entsprechend dem Zustand des Ausgangssignals des Flip-Flops FF3 gesetzt bzw. rückgesetzt wird, Impulsoszillatoren OS1, OS2 und OS3 zum Erzeugen der in Fig. 11A gezeigten Einschaltimpulse, ein UND-Glied AND2 zum Durchlassen der Impulse aus dem Oszillator OS1 in dem Fall, daß das Flip-Flop FF2 ein Aus­ gangssignal OSSW1 mit dem Pegel "0" abgibt und das Flip- Flop FF4 ein Ausgangssignal OSSW2 mit dem Pegel "1" ab­ gibt, ein UND-Glied AND3 zum Durchlassen der Einschalt­ impulse aus dem Oszillator OS2 in dem Fall, daß das Flip- Flop FF2 ein Ausgangssignal OSSW1 mit dem Pegel "1" ab­ gibt und das Flip-Flop FF4 ein Ausgangssignal OSSW2 mit dem Pegel "0" abgibt, ein UND-Glied AND6 zum Durchlassen der Einschaltimpulse aus dem Oszillator OS3 in dem Fall, daß das Flip-Flop FF2 das Ausgangssignal OSSW1 mit dem Pegel "0" abgibt und das Flip-Flop FF4 das Ausgangssignal OSSW2 mit dem Pegel "1" abgibt, ein UND-Glied AND7 zur Abgabe eines Steuersignals Φ2 gemäß der Darstellung in Fig. 11B in dem Fall, daß das Flip-Flop FF2 das Ausgangs­ signal OSSW1 mit dem Pegel "0" abgibt, ein UND-Glied AND8 zur Abgabe des in Fig. 11B gezeigten Steuersignals Φ4 in dem Fall, daß das Flip-Flop FF2 das Ausgangssignal OSSW1 mit dem Pegel "1" abgibt, ein ODER-Glied OR1 zum Durch­ lassen der Signale aus den UND-Gliedern AND2, AND3 und AND6 als Einschalt-Freigabesignal ST, ein ODER-Glied OR2 zum Durchlassen der Signale aus den UND-Gliedern AND7 und AND8 als Steuersignal Φ3, eine UND-Glied-Gruppe AND4 zum Durchlassen des Einschalt-Freigabesignals aus dem ODER- Glied OR1 in dem Fall, daß das Register R3 ein Einschalt­ signal mit dem Pegel "1" abgibt, Verstärker AMP für das Verstärken der Ausgangssignale der UND-Glied-Gruppe AND4 und den Thermokopf TH, der gemäß der vorangehenden Er­ läuterung eine vertikale Reihenanordnung aus sieben Heiz­ elementen hat.

Es wird nun die Funktion der vorstehend beschriebenen Steuerschaltung in dem Fall erläutert, daß ein Zeichen "A" mit einer 5×7-Punktematrix gedruckt wird.

Auf die Eingabe von Druckdaten aus der nicht gezeigten Eingabeeinrichtung wie der Tastatur hin ruft die Zentral­ einheit CPU aus dem Zeichengenerator CG ein dem Zeichen­ code der Druckdaten entsprechendes Zeichenschriftbild ab und führt die den Punkten in der ersten Spalte entspre­ chenden Einschaltsignale über eine Datensammelleitung DB dem Schieberegister R1 zu, das parallele Eingänge hat. Gemäß der vorangehenden Erläuterung gibt die Zentralein­ heit CPU parallel mit 9 Bit Signale an den Anschlüssen 1 bis 9 ab, von welchen an den Anschlüssen 1 bis 7 die Einschaltsignale für das erste bis siebente Heizelement des Thermokopfs abgegeben werden, während an dem Anschluß 8 ein Signal "1" nur für die ersten Signale nach dem Be­ ginn der Druckabtastung abgegeben wird und an dem Anschluß 9 ein Signal "1" abgegeben wird, wenn das gleiche Druck­ signal mehr als zehnmal wiederholt wird. Das Signal aus dem Ausgang 8 wird dem Flip-Flop FF1 zugeführt, während das Signal aus dem Ausgang 9 dem Flip-Flop FF3 zugeführt wird. Infolgedessen werden die Signale aus der Zentralein­ heit CPU zu einem in Fig. 11B gezeigten Zeitpunkt 500 syn­ chron mit dem Zeitsteuersignal bzw. Steuerimpuls TP1 über die Datensammelleitung DB dem Schieberegister R1 sowie den Flip-Flops FF1 und FF3 zugeführt.

Die in das Schieberegister R1 eingegebenen Einschaltsig­ nale werden zu einem in Fig. 11B gezeigten Zeitpunkt 501 synchron mit dem Steuersignal Φ3 dem Einschaltregister R3 zugeführt sowie auch nach der Inversion mittels des Inver­ ters INV in das Korrekturregister R2 eingespeichert, das synchron mit dem Steuersignal Φ4 gesteuert wird. Die dem Einschaltregister R3 zugeführten Einschaltsignale werden synchron mit dem Einschalt-Freigabesignal ST über die UND-Glied-Gruppe AND4 dem Thermokopf zugeführt, um den Druckvorgang herbeizuführen. Das Einschalt-Freigabesignal ST wird von den Impulsoszillatoren OS1, OS2 bzw. OS3 syn­ chron mit dem Steuersignal Φ1 erzeugt. Der Impulsoszilla­ tor OS1 erzeugt ein den in Fig. 7A gezeigten Impulsen 202a und 202b entsprechendes Impulsmuster, während der Impuls­ oszillator OS2 bei dem ersten Druckvorgang nach dem Beginn der Druckabtastung einen langen Einzelimpuls 203 gemäß der Darstellung in Fig. 7A erzeugt und der Impulsoszilla­ tor OS3 wiederholt Impulse 702 gemäß der Darstellung in Fig. 9 erzeugt. Die Impulse aus den Impulsoszillatoren OS1, OS2 oder OS3 werden entsprechend den Ausgangssignalen OSSW1 und OSSW2 der Flip-Flop FF1 bis FF4, die durch die Signale aus den Anschlüssen 8 und 9 der Zentraleinheit CPU gesteuert werden, mittels der UND-Glieder AND2, AND3 bzw. AND6 und des ODER-Glieds OR1 angewählt. Nach dem Beginn der Druck­ abtastung gibt der Anschluß 8 der Zentraleinheit CPU ein Signal mit dem Pegel "1" ab, so daß von dem Flip-Flop FF2 ein Ausgangssignal mit dem Pegel "1" abgegeben wird, wo­ durch das UND-Glied AND3 durchgeschaltet wird und der Im­ puls 203 aus dem Oszillator OS2 als Freigabesignal ST zu den UND-Gliedern AND4 durchgelassen wird, so daß zu einem Zeitpunkt 502 gemäß Fig. 11C für die Punkte in der ersten Spalte lange Einzelimpulse zugeführt werden.

Nach einer Zeitdauer vom Beginn des Druckvorgangs an wer­ den zu einem Zeitpunkt 503 nach Fig. 11A die den Punkten in der zweiten Spalte entsprechenden Einschaltsignale aus den Anschlüssen 1 bis 7 der Zentraleinheit CPU der Daten­ sammelleitung DB zugeführt und zu einem Zeitpunkt 504 ge­ mäß Fig. 11C synchron mit dem Steuerimpuls TP1 in das Schieberegister R1 eingespeichert. Von diesen Einschalt­ signalen bis zum Abschluß einer Druckabtastung verbleibt das an dem Anschluß 8 der Zentraleinheit CPU abgegebene Signal auf dem Pegel "0", wodurch das Freigabesignal ST von dem Impulsoszillator OS1 erzeugt wird. Die in dem Schieberegister R1 gespeicherten Einschaltsignale werden synchron mit dem Steuersignal Φ3 zu dem Einschaltregister R3 übertragen. Da bei diesem Zustand die Anschlüsse 8 und 9 der Zentraleinheit CPU auf dem Pegel "0" verbleiben, werden den UND-Gliedern AND4 als Freigabesignale ST über das UND-Glied AND3 und das ODER-Glied OR1 die Impulse 202a aus dem Impulsoszillator OS1 zugeführt, wodurch die den Einschaltsignalen für die zweite Spalte gemäß der Darstel­ lung in Fig. 11B entsprechende Speisung herbeigeführt wird. Diese Einschaltsignale werden nach der Inversion durch den Inverter INV dem Korrekturregister R2 zugeführt und auch ohne Inversion dem UND-Glied AND mit den drei Eingängen zugeführt, welches auch das konstante Signal "1" und das Ausgangssignal des Korrekturregisters R2 aufnimmt. Aus dem Steuersignal Φ2 werden die Steuersignale Φ3 und Φ4 bereit­ gestellt, die zu einem Zeitpunkt 505 nach Fig. 11B mitein­ ander völlig synchron sind. Die aus dem Korrekturregister R2 dem UND-Glied AND5 zugeführten Signale sind unmittelbar vorangehende Einschaltsignale nach der Inversion, so daß ein jedes Bit, das nicht eingeschaltet worden ist, durch ein Signal mit dem Pegel "1" angezeigt ist. Auf diese Weise werden von dem UND-Glied AND5 Korrektursignale, die bei jedem Bit, das nicht zuvor eingeschaltet worden ist und das diesmal eingeschaltet werden soll, ein Signal mit dem Pegel "1" enthalten, abgegeben und wieder in das Schie­ beregister R1 eingespeichert. Im Ansprechen auf das nach­ folgende Steuersignal Φ3 zu einem Zeitpunkt 506 gemäß Fig. 11B und 11C werden die in dem Korrekturspeicher R2 ge­ speicherten Korrektursignale dem Einschaltregister R3 zu­ geführt, wodurch diejenigen Heizelemente, die während der vorangehenden Zeitdauer eingeschaltet worden sind, keine korrigierende Einspeisung erhalten, jedoch die Heiz­ elemente, die während der vorangehenden Zeitdauer nicht eingeschaltet worden sind, durch die Impulse 202b zu dem in Fig. 11C gezeigten Zeitpunkt 506 eine korrigierende Stromversorgung erhalten. Infolgedessen empfangen entspre­ chend den Druckdaten für die zweite Spalte zum Bilden des Buchstabens "A" die Heizelemente des Thermokopfs die Ein­ schalt- bzw. Heizimpulse 202a und 202b gemäß der Darstel­ lung in Fig. 11C. Im weiteren wird die vorangehend be­ schriebene Steuerung bei den entsprechend den Druckdaten für die dritte bis fünfte Spalte den Heizelementen des Thermokopfs zugeführten Impulsen angewandt, wie es in der Fig. 11C gezeigt ist.

Falls ferner wie im Falle des Druckens einer Formularlinie oder einer grafischen Darstellung das gleiche Druckmuster zehnmal wiederholt wird, wird von dem elften Male an von dem Anschluß 9 der Zentraleinheit CPU ein Ausgangssignal mit dem Pegel "1" abgegeben, um das UND-Glied AND6 durch­ zuschalten, wodurch als Freigabesignal ST die von dem Im­ pulsoszillator OS3 erzeugten aufeinanderfolgenden Impulse 702 zugeführt werden, um einen Wärmestau bzw. eine Über­ hitzung in den Heizelementen zu verhindern. Die Fig. 12 zeigt die Datenverarbeitung in diesem Fall.

Gemäß den vorangehenden Erläuterungen wird die Einschalt­ zeit eines jeden Heizelements verringert, falls dieses fortlaufend eingeschaltet wird, sowie ferner in dem Fall, daß das gleiche Druckmuster wie beispielsweise für eine Formularlinie oder eine grafische Darstellung in einer bestimmten Wiederholungsanzahl wiederholt wird, wodurch die Heizelemente des Thermokopfs vom Beginn bis zum Ende des Druckvorgangs auf einer konstanten Temperatur gehalten werdend so daß damit eine Ungleichmäßigkeit der Druck­ dichte vermieden wird und die Lebensdauer des Thermokopfs verlängert wird.

Es wird ein Thermodrucker angegeben, der es ermöglicht, die Heizelemente auf einer konstanten Temperatur zu hal­ ten, um eine gleichförmige Druckdichte zu erzielen und eine abnormale Erwärmung der Heizelemente zu vermeiden. Zu diesem Zweck erhält jedes Heizelement bei dem ersten Druckvorgang einen stärkeren Ansteuerungsimpuls und bei dem nachfolgenden Druckvorgang einen schwächeren Ansteue­ rungsimpuls.

Claims (12)

1. Drucker zum Drucken unter Einsatz eines mit Heiz­ elementen ausgestatteten Aufzeichnungskopfes, mit

• a) einer Impulserzeugungseinrichtung zum Erzeugen unterschiedlicher Impulsspeisungsarten und einer Steuer­ einrichtung zum Steuern der Impulserzeugungseinrichtung in Abhängigkeit von dem zeitlich vorhergehenden Verlauf der Erregung der Heizelemente, wobei
• b) die Impulserzeugungseinrichtung (CPU, R1-R3) zur Ausführung einer ersten Impulsspeisungsart, bei der zu­ mindest einem der Heizelemente des Aufzeichnungskopfes (TH) innerhalb eines Druckpunktintervalles lediglich ein Hauptimpuls zuführbar ist, und
• c) einer zweiten Impulsspeisungsart steuerbar ist, bei der zumindest einem der Heizelemente des Aufzeichnungs­ kopfes (TH) innerhalb eines Druckpunktintervalls sowohl ein Hauptimpuls (202a) als auch ein Zusatzimpuls (202b) zuführbar ist, dessen Dauer kürzer ist als die des Haupt­ impulses und der zeitlichen Abstand gegenüber dem Haupt­ impuls besitzt, dadurch gekennzeichnet,
• d) daß die Impulserzeugungseinrichtung zur Ausführung einer dritten Impulsspeisungsart steuerbar ist, in der zumindest einem der Heizelemente des Aufzeichnungskopfes innerhalb des Druckpunktintervalles ein Einzelimpuls (203) zuführbar ist, dessen Dauer größer als die des Hauptimpulses ist, und
• e) daß die Steuereinrichtung abhängig von dem zeitlich vorhergehenden Ablauf der Erregung der Heizelemente die erste, die zweite oder die dritte Impulsspeisungsart der Impulserzeugungseinrichtung auswählt.

2. Drucker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (FF1 bis 4, AND2, 3, 5, 6, R2) die Impulserzeugungseinrichtung derart steuert, daß den Heiz­ elementen des Aufzeichnungskopfs bei einem ersten Druck­ vorgang nach Beginn einer Druckabtastung Einzelimpulse (203) und bei einem zweiten Druckvorgang den bei dem ersten Druckvorgang nicht, nun aber, betriebenen Heiz­ elementen Haupt- und Zusatzimpulse (202) zugeführt wer­ den, die zu einer geringeren Wärmeerzeugung als die Ein­ zelimpulse geeignet sind.

3. Drucker nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Ermittlungseinrichtung (CPU) zum Ermitteln, ob ein Druck­ vorgang der erste Druckvorgang nach Beginn einer Druck­ abtastung ist, und zum Zuführen eines das Ermittlungs­ ergebnis darstellenden Signals zu der Steuereinrichtung (FF1 bis 4, AND2, 3, 5, 6, R2).

4. Drucker nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Impulserzeugungseinrichtung (OS1 bis 3, AND4, R3) einen ersten Impulsoszillator (OS2) zum Er­ zeugen der Einzelimpulse (203) und einen zweiten Impuls­ oszillator (OS1) zum Erzeugen der Haupt- und Zusatzim­ pulse (202) aufweist.

5. Thermodrucker nach einem der Ansprüche 2 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß eine Speichereinrichtung (R1) zum Speichern von Druckdaten zum Betreiben der jeweiligen Heizelemente des Aufzeichnungskopfs vorhanden ist, daß die Impulserzeugungseinrichtung (OS1 bis 3, AND4, R3) die Druckimpulse dem Aufzeichnungskopf entsprechend den in der Speichereinrichtung gespeicherten Druckdaten zuführt, und daß die Steuereinrichtung (FF1 bis 4, AND2, 3, 6) die Impulserzeugungseinrichtung derart steuert, daß dann, wenn die mittels des Aufzeichnungskopfs zu druckenden Druckdaten zweite Druckdaten nach dem Beginn der Druck­ abtastung sind, den mit Einzelimpulsen betriebenen Heiz­ elementen Hauptimpulse (202a) zugeführt werden, die zu einer geringeren Wärmeerzeugung als eine Aufeinanderfolge von Haupt- und Zusatzimpulsen führen.

6. Drucker nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine Vordaten-Speichereinrichtung (R2) zum Speichern der zuvor in der Speichereinrichtung (R1) gespeicherten und für den Druckvorgang mittels des Aufzeichnungskopfs (TH) verwen­ deten Druckdaten als Vordaten, wobei die Wahl der den Heizelementen zuzuführenden Haupt- und Zusatzimpulse (202a, 202b) oder Hauptimpulse (202a) gemäß neuen Druck­ daten entsprechend den in der Speichereinrichtung gespei­ cherten neuen Druckdaten und den in der Vordaten-Spei­ chereinrichtung gespeicherten Vordaten erfolgt.

7. Drucker nach Anspruch 5 oder 6 jeweils in Verbindung mit Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Impulsoszillator (OS1) auch zum Erzeugen der Hauptimpulse (202a) dient.

8. Drucker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Spannung des Hauptimpulses der zweiten Impulsspeisungsart gleich groß ist wie die des Zusatzimpulses.

9. Drucker nach einem der vorangegangenen Patent­ ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung des Hauptimpulses (202a) als auch des Zusatzimpulses (202b) von gleicher Größe ist.

10. Verfahren zum Steuern eines Druckers nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei Beginn eines Druckvorganges die zweite oder drit­ te Impulsspeisungsart gewählt wird und daß bei einem nachfolgenden Druckvorgang die erste oder zweite Impulsspeisungsart gewählt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß bei Beginn eines Druckvorganges die dritte Impuls­ speisungsart gewählt wird, wenn dabei der Aufzeichnungs­ kopf erstmals angesprochen wird,
daß die zweite Impulsspeisungsart gewählt wird, wenn be­ reits andere Heizelemente nach Beginn des Druckvorganges angesprochen wurden und
daß die erste Impulsspeisungsart gewählt wird, wenn die Heizelemente kurz zuvor in der zweiten oder dritten Im­ pulsspeisungsart angesprochen wurden.

12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizelemente bei deren erstmaliger Betätigung nach Beginn eines Druckvorganges in der dritten Impuls­ speisungsart angesprochen werden und daß bei einem nachfolgenden Druckvorgang die erste oder zweite Impulsspeisungsart gewählt wird.