DE3509414C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Thermodrucker mit Mehrfarbendruck gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Thermodrucker weisen einen Thermokopf mit Wärme- bzw. Heizelementen auf, die selektiv erwärmt werden, um die Farbe auf einem Farb(geber)band zu schmelzen und die geschmolzene Farbe auf einem Blatt Papier aufzu­ tragen, so daß auf dem Papierblatt ein gewünschtes Bild ausgebildet wird. Die herkömmlichen Thermodrucker werden in zwei Druckerarten eingeteilt. Bei der einen Druckerart handelt es sich um einen Reihen-Thermodrucker mit einem von 9, 18 oder 24 senkrechten Punkten gebilde­ ten Thermokopf, der in Querrichtung in Stufen bewegbar ist, um die Daten auf ein Blatt Papier zu drucken. Bei der anderen Druckerart handelt es sich um einen Zeilen-Thermodrucker, bei der der Zeilen-Thermokopf eine Zeile von Punkten zum Drucken der Daten aufweist, wobei ein Blatt Papier zugeführt wird.

Der herkömmliche Reihen-Thermodrucker für Farbdruck weist ein Farbband mit mehreren Farben auf, das in mehreren Takten in der Richtung bewegbar ist, in der der Thermokopf das Blatt überquert. Jedesmal dann, wenn das Farbband in einem Takt bewegt wird, erwärmt und schmilzt der Thermokopf selektiv einen Teil des Farbbands, um ein Mehrfarbenbild auf dem Blatt zu drucken.

Um einen derartigen Druckvorgang zu bewirken, weist der Reihenthermodrucker einen Mechanismus zur Betäti­ gung des Thermokopfs, des Farbbands und des Druckpa­ piers auf, um diese in mehreren Takten relativ zueinan­ der zu bewegen.

Bei einer derartigen Relativbewegung tritt jedoch leicht eine Reibung auf Grund des gleitenden Eingriffs zwischen dem Thermokopf und dem Farbband auf, dessen Dicke im Bereich von 3 bis 10 µm liegt. Das Farbband kann daher leicht Falten bilden, reißen oder brechen oder aber gedehnt werden.

Für den Farbdruck müssen der Thermokopf und das Druck­ papier in ihrer Stellung zueinander und in ihrer Rela­ tivbewegung in wiederholten Takten gesteuert werden, da die Positionssteuerung in direkter Beziehung zur Genauigkeit der in verschiedenen Farben gedruckten kombinierten Farbbilder in Abhängigkeit von der Punkt­ dichte des Thermokopfs oder auf Auflösung des gedruckten Bilds steht. Es ist jedoch sehr schwierig, die gewünsch­ te Genauigkeit dieser Positionssteuerung zu erhalten.

Um eine genaue Positionssteuerung zu erreichen, werden herkömmlicherweise Maßnahmen getroffen, die folgendes umfassen: einen Mechanismus zum genauen Zuführen des Thermokopfes und Teile zum Übertragen der Bewegung vom Zuführungs­ mechanismus zum Thermokopf, eine Antriebsmotorensteue­ rung und Rückkopplungssteuerung, genaue Durchmesser der verschiedenen, zur Zuführung des Druckpapiers ver­ wendeten Zuführungswalzen und einen Korrekturmechanismus zur Vermeidung eines Schräglaufs des Farbbands.

Um die relativen Stellungen des Thermokopfs und des Druckpapiers zu bestimmen, müssen die bekannten Thermo­ drucker bestimmte Anforderungen an die Genauigkeit von verschiedenen Mechanismen, Teilen und deren Bewe­ gungen erfüllen, die jedoch nur schwer zu erreichen sind. Die herkömmlichen Thermodrucker weisen deshalb eine komplexe Konstruktion auf.

Die herkömmlichen Thermodrucker sind auch insofern nachteilhaft, daß sie keine wirksamen Mittel aufweisen, mit denen eine Faltenbildung, ein Reißen und Dehnen des Farbbands aufgrund der Reibbewegung zwischen Farb­ band und Thermokopf verhindert wird.

Aus der DE 33 04 584 A1 ist ein Thermodrucker für Mehrfarbendruck ge­ mäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bekannt, bei dem der Thermo­ kopf während des Druckvorgangs in Längsrichtung des Farbbandes und quer zur Vorschubrichtung des Druckpapiers hin- und herbewegt wird. Hierbei werden Farbteilbilder erzeugt, die der Breite des Farbbandes entsprechen. Nach Fertigstellung eines jeden Farbteilbildes wird das Druckpapier um die Breite des Farbbandes vorwärts bewegt.

Die DE 29 21 120 A1 zeigt einen Thermodrucker für Mehrfarbendruck, bei dem sich Papier und Farbband stets gemeinsam bewegen. Das Farbband trägt hier ein Mosaikmuster von verschiedenen thermisch übertragbaren farbigen Materialien, so daß eine Relativbewegung zwischen Papier und Farbband hier nicht erforderlich ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den gattungsgemäßen Thermo­ drucker so weiterzubilden, daß bei vergleichsweise einfachem Aufbau des Thermodruckers das Farbband möglichst geschont wird.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentan­ spruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Da der Druckkopf und das Druckpapier im Druckmodus relativ zueinander fest gehalten werden, können sie in ihrer Stellung zueinander leicht gesteuert werden. Die Ausbildung von Einheiten, wie etwa Farbbandeinheit und Druckpapier-Vorratseinheit dienen zur Vereinfachung der Konstruktion des Thermodruckers.

Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der Zeich­ nungen näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Explosionsansicht einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Thermodruckers;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht, teilweise gestrichelt, des zusammengebauten Thermodruckers nach Fig. 1 und

Fig. 3 eine perspektivische Explosionsansicht einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Thermodruckers.

Wie aus den Fig. 1 und 2 zu ersehen ist, weist ein Thermodrucker gem. einer ersten Ausführungsform der Erfindung einen ebenen Thermokopf 1 auf, der aus Wärme- bzw. Heizelementen aufgebaut ist, die in einer Fläche angeordnet sind, die einer Seite eines Blatt Papiers entsprechen. Der ebene Thermokopf 1 weist eine, die Wärme auftragende untere Oberfläche 1a und ein Verbin­ dungsteil 1b auf. Eine mit dem Verbindungsteil 1b ver­ bundene Steuereinheit 2 weist einen Speicher, eine Antriebseinheit, einen Mikrocomputer und andere Bau­ teile zur Steuerung der Wärmeauftragsoberfläche 1a des Thermokopfs 1 und auch des gesamten Thermodruckers auf.

Ein aufgerolltes Farbband 3 weist eine Breite auf, die einer Seite des Druckpapiers entspricht, und wird von einer Vielzahl von Farbbändern gebildet, die durch die entsprechenden Kennzeichen 3a und 3b gekennzeichnet sind und durch einen Detektor 4 festgestellt werden können. Das Farbband 3 und der Detektor 4 sind in einem Farbbandgehäuse 5 angeordnet. In der Steuereinheit 2 ist auch ein Motor 6 zum Antrieb des Farbbands 3 angeordnet. Das Farbband 3 ist damit in einer einheit­ lichen Anordnung bzw. einer Einheit angeordnet.

Ein Stapel 7 von einzelnen Blättern des Druckpapiers, die jeweils die Abmessungen einer Seite aufweisen, ist in einer Papierkassette 8 untergebracht, die an ihrem Boden eine Druck- bzw. Preßwalze 9 aufweist. Die Preßwalze 9 ist durch eine bogenförmige Feder 10 vorgespannt, durch die sie gegen den Papierstapel 7 gedrückt wird. Ein Paar von Antriebsriemen 11 ist am Boden des Papiergehäuses 8 drehbar gelagert, wobei die Antriebsriemen 11 Zapfen 11a aufweisen, die mit den Enden der Druckwalze 9 in Eingriff stehen. Die beiden Antriebsriemen 11 werden von einem Motor 12 angetrieben.

Ein Paar von Papierzuführungsrollen 13 wird am einen Ende des in der Papierkassette 8 untergebrachten Papier­ stapels 7 gegen die Oberfläche gehalten, wobei die Papierzuführungsrollen 13 durch einen Motor 14 gedreht werden. Die Papierblätter sind in einer einheitlichen Druckpapier-Vorratseinrichtung bzw. einer Druckpapier­ vorratseinheit untergebracht.

Damit werden der ebene Thermokopf 1 und die den Papier­ stapel 7 enthaltende Papierkassette 8 in einer festen Stellung zueinander gehalten. Die einheitlichen Anord­ nungen bzw. Einheiten können leicht vom Thermodrucker abgenommen werden.

Die Betriebsweise des so aufgebauten Thermodruckers gemäß der ersten Ausführungsform ist wie folgt:
Die Steuereinheit 2 bewirkt ein Niederdrücken der Preß­ walze 9 mit einem nicht dargestellten Freigabemechanis­ mus mit dem der Papierstapel 7 außer Kontakt mit dem aufgerollten Farbband 3 gehalten wird. Damit kann das Farbband 3 bezüglich des ebenen Thermokopfs 1 und des Blattstapels 7 frei bewegt werden. Der Thermodrucker befindet sich damit im Nicht-Druckmodus.

Dann versetzt die Steuereinheit 2 den Motor 6 in Dre­ hung, so daß das Farbband 3 zugeführt und die gelbe Farbzone nach Feststellung der Markierung 3a durch den Detektor 4 ausgewählt wird, worauf das Farbband 3 angehalten wird.

Die Steuereinheit 2 inaktiviert den nicht dargestellten Freigabemechanismus, wodurch die bogenförmige Feder 10 auf die Druckwalze 9 einwirken und diese nach oben bewegen kann. Die so nach oben gedrückte Druckwalze 9 drückt den Boden des einen Endes des Blattstapels 7 nach oben, bis die Oberfläche des Blattstapels 7 gegen das Farbband 3 gehalten wird. Danach erregt die Steuereinheit 2 den Motor 12, der die Antriebsrie­ men 11 bewegt. Die Druckwalze 9 wird durch die Antriebs­ riemen 11 bewegt, und zwar vom einen zum anderen Ende des Blattstapels, während sie gegen die Unterseite davon drückt. Damit wird die Oberfläche des Blattsta­ pels 7 gegen das Farbband 3 in einer Ein-Linienstellung gehalten, die sich vom einen zum anderen Ende des Blatt­ stapels 7 bewegt.

Gleichzeitig erregt die Steuereinheit 2 selektiv die Heizelemente auf der Wärmeauftragoberfläche 1a des ebenen Thermokopfs 1 entsprechend den gelben Druckdaten, wobei die erregten Heizelemente sich in einer Einzeilen­ stellung befinden, in der der Blattstapel 7 und das Farbband 3 gegeneinander gehalten werden. Die gelbe Farbe auf dem Farbband 3 wird teilweise geschmolzen und auf das Blatt Papier 7 übertragen.

Damit ist eine Zeile gedruckt. Der oben beschriebene Druckzyklus wird wiederholt, während die Druckwalze 9 nacheinander die Zeilen auf dem Blattstapel 7 durch­ läuft, bis die gewünschten Zeichen auf der ganzen Seite in gelb aufgedruckt sind.

Dann wird das Farbband 3 so bewegt, daß eine blaue Farbzone ausgewählt und diese gegenüber dem ebenen Thermokopf 1 angeordnet wird. Die Druckwalze 9 wird dann bewegt, während die gleichzeitig ausgewählten Heizelemente entsprechend den blauen Druckdaten erregt werden. Damit werden die gewünschten Zeichen oder Bil­ der auf der ganzen Seite des Blatts 7 in blau gedruckt.

Ähnlich werden die gewünschten Zeichen oder Bilder in rot gedruckt. Damit ist die gesamte Seite des Blatts 7 in Farbe gedruckt. Danach werden die Zuführungsrollen 13 durch den Motor 14 gedreht, wodurch das bedruckte Blatt 7 aus dem Thermodrucker ausgeworfen wird.

Bei der oben beschriebenen ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Thermodruckers wurden einzelne Blät­ ter 7 verwendet. Es kann jedoch auch eine Papierrolle verwendet werden, wie es bei der in Fig. 3 dargestell­ ten zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ther­ modruckers der Fall ist. Dabei sind gleiche oder ähnli­ che Teile der in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungs­ form in Fig. 3 mit gleichen oder entsprechenden Bezugs­ zeichen gekennzeichnet und werden nicht näher beschrie­ ben.

Mit 15 ist eine Druckpapierrolle gekennzeichnet, mit 16 ein Rollenkern, der am einen Ende der Papierkassette 8 zur Lagerung der Rolle 15 angeordnet ist, mit 17 eine Papierschneideeinrichtung, mit 18 eine Grundplatte der Papierschneideeinrichtung 17 und mit 19 ein Magnet zum Bewegen der Papierschneideeinrichtung 17.

Die Rolle 15 ist in der Papierkassette 8 gelagert, wobei sich ihr Ende über die Druckwalze 9 und zwischen der Papierschneideeinrichtung 7 und deren Grundplatte 18 aus dem Thermodrucker heraus erstreckt. Der Thermo­ drucker nach Fig. 3 arbeitet zum Drucken der Zeichen oder Bilder in Farbe auf einer Seite des Rollenpapiers 15 in gleicher Weise wie der Thermodrucker der ersten Ausführungsform.

Nachdem die Farbzeichen bzw. -bilder gedruckt wurden, dreht der Motor 14 die Papierzuführungsrollen 13, um das Rollenpapier 15 in der Länge einer Seite auszuge­ ben. Dann wird der Magnet 19 betätigt, um die Papier­ schneideeinrichtung 17 gegen ihre Grundplatte 18 zu ziehen und von der Papierrolle 15 die Länge einer Seite abzuschneiden.

Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen der Erfin­ dung sind der ebene Thermokopf und das Druckpapier während der Dauer eines Druckvorgangs in ihrer Stellung zueinander fest fixiert. Damit können sie im Vergleich zu den herkömmlichen Thermodruckern leichter und ge­ nauer mit gewünschter Genauigkeit positioniert werden, wodurch Farbverschiebungen oder -mischungen auf den gedruckten Blättern vermieden werden. Wenn das Druck­ papier gegen das Farbband gehalten bzw. gedrückt wird, so kann die Farbe vom Farbband auf das Druckpapier mit hohem Wirkungsgrad übertragen werden, wodurch die Druckqualität verbessert wird.

Da das Farbband bewegt wird, während sich der Thermo­ kopf und das Druckpapier außer Kontakt befinden, treten beim Farbband keine Faltenbildung, Reißen oder Dehnung auf und es kann stetig bewegt werden.

Durch die Ausbildung der Farbbandanordnung und der Druckpapier-Vorratsanordnung als Einheit kann die Kon­ struktion des Thermodruckers wirkungsvoll vereinfacht werden. Dabei können das Farbband und das Druckpapier leicht dadurch ersetzt werden, daß ihre Einheiten vom Thermodrucker abgenommen werden.

Claims (4)

1. Thermodrucker mit Mehrfarbendruck, mit

• - einem ebenen Thermokopf mit Heizelementen,
• - einer Farbbandeinheit mit einem relativ zum Thermokopf beweglich angeordneten und diesem gegenüberliegenden Farbband mit aufeinander­ folgenden Zonen unterschiedlicher Farbe, und
• - einer Druckpapier-Vorratseinheit,

dadurch gekennzeichnet, daß

• - die Heizelemente des Thermokopfes (1) in einer einer zu bedruckenden Seite mit einer Vielzahl von Druckzeilen entsprechenden Fläche ange­ ordnet sind,
• - eine Andruckvorrichtung (9, 10, 11, 12) vorgesehen ist, mit der das Druckpapier im Druckmodus in Kontakt mit dem Farbband (3) gehalten und zeilenweise gegen den Thermokopf gedrückt wird und im Nicht-Druck­ modus außer Kontakt mit dem Farbband (3) gehalten wird, um im Nicht- Druckmodus eine freie Bewegung des Farbbandes zu ermöglichen, und
• - daß eine Steuereinrichtung (2) vorgesehen ist, die die Heizelemente des Thermokopfes (1) entsprechend den Druckdaten zeilenweise gemäß der jeweiligen Lage der Andruckvorrichtung (9, 10, 11, 12) erregt, bis das Bedrucken einer Seite des Druckpapiers abgeschlossen ist.

2. Thermodrucker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Andruckvorrichtung (9, 10, 11, 12) eine Andruckwal­ ze (9) umfaßt, die in ihrer Andruckstellung entlang dem Druckpapier (7) beweglich ist und deren Bewegung mittels der Steuereinrichtung (2) derart steuerbar ist, daß sie den zeilenweise erregten Heizelementen jeweils gegenüberliegt.

3. Thermodrucker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Andruckwalze (9) in einer das Druckpapier (7) auf­ nehmenden Kassette (8) beweglich gelagert ist.