DE3724827C1 - Thermotransferdruckeinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Thermotransferdruckeinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Thermotransferdrucker verwenden als Farbband eine Folie, die auf einer Seite mit einem farbigen Wachs beschichtet ist. Durch den Thermokopf wird Wachs in Form des abzudruc­ kenden Schriftzeichens erschmolzen und durch Druck auf den Aufzeichnungsträger, in der Regel Papier, übertragen. Da das Farbband nur einmal benutzt werden kann, ist der ge­ schriebene Text aufgrund der aus der Farbschicht heraus­ geschmolzenen Zeichen an dem Farbband ohne große Mühe ablesbar. Dies ist in vielen Fällen unerwünscht.

Der vorstehend beschriebene Nachteil soll bei einer Thermo­ transferdruckeinrichtung der eingangs genannten Art, wie sie aus der JP 61-20 785 A bekannt ist, durch die darin vor­ gesehene Heizvorrichtung beseitigt werden. Diese besteht aus einem stabförmigen Heizelement, welches die hohle Welle der Aufwickelrolle axial durchsetzt. Das Heizelement soll den Heizwickel erwärmen, so daß die Farbstoffschicht schmilzt. Zum einen wird dadurch die Schrift unleserlich. Zum anderen kleben die Farbbandwicklungen zusammen, so daß beim gewaltsamen Abwickeln des Farbbandes von der Auf­ wickelrolle die Farbstoffschichten zerstört werden. Nach­ teilig bei dieser Ausführungsform ist, daß die Heizvor­ richtung mit zunehmender Wickelstärke immer träger wird. Um bei einer größeren Wickeldicke die äußere Farbstoff­ schicht noch zu schmelzen, ist eine erhebliche Heizlei­ stung erforderlich. Wird die Druckeinrichtung unmittelbar nach dem letzten Druckvorgang abgeschaltet, kann es ge­ schehen, daß die Farbstoffschicht des letzten auf die Aufwickelrolle aufgelaufenen Farbbandabschnittes nicht mehr ausreichend geschmolzen wurde, um die in der Farb­ stoffschicht vorhandenen Zeichen unleserlich zu machen. Umgekehrt werden die inneren Schichten des Farbbandwickels dauernd vergleichsweise hoch erhitzt, so daß der Farb­ stoff bzw. das ihn enthaltende thermoplastische Material verdampft und sich an kühleren Teilen der Druckeinrichtung niederschlägt.

Um ein Lesen des benutzten Farbbandes zu vermeiden, wird in der DE-OS 32 17 416 bereits vorgeschlagen, die Farb­ stoffschicht mittels eines Heizelementes zu erwärmen, um sie mit einem Schaber abkratzen zu können. Hierbei besteht jedoch die Möglichkeit, daß abgekratzte Farbstoffpartikel in den Farbbandtransport der Kassette gelangen und zu Störungen innerhalb der Kassette führen. Ein anderer Vor­ schlag besteht darin, das Farbband auf seiner der Farb­ stoffschicht abgewandten Seite mit einem thermisch akti­ vierbaren Klebstoff zu versehen, der vor dem Aufwickeln durch ein Heizelement soweit aufgeweicht wird, daß die Wicklungen des aufgewickelten Farbbandes miteinander ver­ kleben und das Farbband somit nicht mehr abgewickelt wer­ den kann. Diese Lösung erfordert ein spezielles Farbband und verteuert dessen Herstellung. Wollte man diese Lösung beispielsweise bei einem Thermotransferdrucker der oben­ genannten Art anwenden, so bestünde darüber hinaus die Gefahr, daß der Klebstoff bei seiner Erwärmung ausgast, wobei sich die flüchtigen Bestandteile an kalten Maschinen­ teilen niederschlagen und diese allmählich verschmutzen.

In der DE-PS 34 21 406 wird schließlich noch eine Farb­ bandkassette für ein Einwegfarbband angegeben, in der das Farbband vor seinem Aufwickeln hinter dem frischen Band ein zweites Mal über die Druckstelle geführt wird. Durch den nochmaligen Durchlauf durch die Druckstelle werden die Zeichen auf dem bereits benutzten Bandabschnitt un­ kenntlich gemacht. Diese Lösung ist jedoch nur für Farb­ bandkassetten geeignet, die in Druckern mit mechanischen bewegten Druckelementen verwendet werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Thermo­ transferdruckeinrichtung der eingangs genannten Art mit einer Heizeinrichtung anzugeben, die es auf einfache, preiswerte und zuverlässige Weise ermöglicht, die Schrift­ zeichen auf dem benutzten Farbband unmittelbar nach dem Druck mit einem geringen Energieaufwand und ohne die Ge­ fahr einer Verschmutzung der Druckeinrichtung unkenntlich zu machen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeich­ nenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Ebenso wie bei der bekannten Lösung wird auch bei der er­ findungsgemäßen Lösung die Wachsschicht des Farbbandes erst aufgeschmolzen, wenn das Band bereits aufgewickelt ist. Da die Farbstoffschicht des auflaufenden Farbband­ abschnittes zu dem Wickelkern hinweist, kann sie beim Auf­ laufen nicht gelesen werden. Von der Heizeinrichtung muß lediglich die Energie zugeführt werden, die erforderlich ist, um die Farbstoffschicht des unmittelbar an der Heiz­ leiste anliegenden Farbbandabschnittes zu schmelzen. Durch den Druck der Heizleiste und die Kapillarwirkung zwischen den Wicklungen verfließt das Wachs vollständig. Ein Ausgasen der leicht flüchtigen Bestandteile des die Farbstoffschicht bildenden Wachses ist bei der nur kurz­ zeitigen Erwärmung der Farbstoffschicht nicht zu befürch­ ten, so daß eine Geruchsbelästigung und/oder eine Ver­ schmutzung der Druckeinrichtung durch den sich an kalten Stellen der Einrichtung niederschlagenden Wachsdampf nicht zu befürchten ist. Dies ist besonders dann gegeben, wenn gemäß einer bevorzugten Ausführungsform die Heizleiste kürzer als der Farbbandwickel und annähernd mittig zwischen dessen Enden angeordnet ist. Dadurch wird an beiden Enden des Farbbandwickels jeweils ein Bereich gebildet, in dem das Wachs nicht geschmolzen und damit auch das Austreten von flüssigem Wachs verhindert wird.

Vorzugsweise ist die Heizleiste derart gelagert, daß sie unter der Wirkung der Schwerkraft auf dem Farbbandwickel aufliegt. Dadurch können Federelemente oder dergleichen entfallen, um die Heizleiste gegen den Farbbandwickel zu drücken.

Zweckmäßigerweise ist die Heizleiste am Gehäusedeckel ge­ lagert. Dadurch wird die Heizleiste automatisch vom Farb­ bandwickel abgehoben, wenn beispielsweise das Farbband ausgewechselt werden soll.

Eine sehr einfache verstellbare Lagerung der Heizleiste erhält man, wenn diese um eine parallel zur Rollenachse gerichtete Achse schwenkbar gelagert ist. Bei einem ge­ eigneten Abstand der Schwenkachse von der Rollenachse kann die Heizleiste der Zunahme des Wickeldurchmessers folgen, ohne daß dadurch ihre Funktion beeinträchtigt wird.

Beim Druck erfolgt die Abtragung der Wachsschicht nicht völlig symmetrisch und gleichmäßig über die gesamte Breite des Farbbandes hin, weil Texte in der Regel linksbündig geschrieben werden. Die unterschiedliche Abtragung kann zur Folge haben, daß der Durchmesser des sich bildenden Wickels nicht über die gesamte Länge der Aufwickelrolle hin konstant ist. Bei einer starren Heizleiste besteht in diesem Falle die Gefahr, daß sie nicht auf der gesamten Länge des Wickels an diesem anliegt. Erfindungsgemäß wird daher vorgeschlagen, daß die Heizleiste flexibel ausge­ bildet ist oder eine Mehrzahl von Heizelementen umfaßt, die in Leistenlängsrichtung nebeneinander angeordnet und relativ zueinander beweglich sind.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die Heizlei­ ste mindestes eine der Aufwickelrolle zugekehrte und beispielsweise aus Aluminium bestehende Heizplatte und mindestens eine beispielsweise aus Stahl bestehende Wärme­ speicherplatte auf, zwischen denen ein Heizleiter einge­ schlossen ist. Die Heizplatte sorgt durch ihr hohres Wärme­ leitvermögen für eine gleichmäßige flächige Verteilung der Wärme. Die Stahlplatte wirkt zum einen als Andruckgewicht und stellt zum anderen einen Wärmespeicher und Wärmepuffer dar. Sie hat die Aufgabe, für eine gleichmäßige Wärmeabgabe zu sorgen auch wenn der Transport der Wachsfolge nicht gleichförmig ist. Andernfalls müßte stets die Heizleistung an die Transportgeschwindigkeit des Farbbandes angepaßt werden. Dies würde ein entsprechend großes und leistungs­ fähiges Netzteil in dem Gerät erfordern. Darüber hinaus bietet ein derartiger Wärmespeicher die Möglichkeit, die Heizung getaktet zu betreiben, um so das Netzteil nicht zu sehr zu belasten.

Zweckmäßigerweise weist die Heizleiste einen Temperatur­ fühler auf, der mit einer Regeleinrichtung zur Regelung des Heizstromes verbunden ist, um so die Temperatur der Heizleiste auf einem konstanten Wert zu halten.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind der Heizlei­ ter und gegebenenfalls der Temperaturfühler in eine Folie eingebettet, die mit einem zwischen der Heizplatte und der Wärmespeicherplatte herausragenden Abschnitt an einer parallel zur Aufwickelrolle gerichteten Trägerschiene be­ festigt ist. Wenn einzelne Heizelemente nebeneinander an­ geordnet sind, ermöglicht die Folie gleichzeitig die Be­ weglichkeit der einzelnen Heizelemente, ohne daß hierzu mechanische Gelenke erforderlich wären. Der Temperatur­ fühler in diesem Folienprint kann von einer Leiterbahn gebildet sein, die aus einem Material mit stark temperatur­ abhängiger Leitfähigkeit besteht.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, welche in Verbindung mit den Zeichnungen die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine stark schematisierte Seitenansicht einer Thermotransferdruckeinrichtung mit Gehäuseum­ rissen,

Fig. 2 eine perspektivische, teilweise schematische Darstellung einer zur Anlage an der Farbband­ aufwickelrolle bestimmten Heizleiste und

Fig. 3 eine Draufsicht auf die in der Heizleiste ver­ wendete Heizfolie.

Die in Fig. 1 dagestellte Thermotransferdruckeinrichtung umfaßt ein allgemein mit 10 bezeichnetes Gehäuse mit einem Gehäuseunterteil 12 und einem Gehäusedeckel 14, der an dem Gehäuseunterteil 12 um eine an der Gehäuserückseite gelege­ ne Schwenkachse 16 angelenkt ist. In dem Gehäusedeckel 14 sind Schächte 18 zur Zufuhr der Aufzeichnungsträger, also beispielsweise von Papierbögen angeordnet. Unterhalb der Papierschächte 18 befindet sich eine Führungsfläche 20 zur Zufuhr eines Aufzeichnungsträgers 22 zu einer Druckwalze 24, die der Aufzeichnungsträger 22 im Bereich der Druck­ stelle teilweise umschlingt und von der er in nicht darge­ stellter Weise aus dem Gerät herausgeführt wird.

Unterhalb der Druckwalze 24 befindet sich ein Thermokopf 26, der sich im wesentlichen über die gesamte Länge der Druck­ walze 24 erstreckt und um eine zu dieser parallele Schwenk­ achse 28 schwenkbar gelagert ist. Er ist mittels eines Kurbelantriebes 30, 32, 34, 36 zwischen einer Druckstellung, in der er an der Druckwalze 24 anliegt und einer druckfreien Stellung verstellbar, in der er von der Druckwalze 24 einen Abstand besitzt.

Zwischen dem Thermokopf 26 und der Druckwalze 24 wird paral­ lel zum Aufzeichnungsträger 22 ein Farbband 38 in Form einer einseitig mit einer farbigen Wachsschicht beschichteten Folie von einer Vorratsrolle 40 zu einer Aufwickelrolle 42 geführt. Diese ist antreibbar, während die Vorratsrolle 40 mit einer Reibungsbremse gebremst werden kann, um ein Nach­ laufen beim Unterbrechen des Druckvorganges zu verhindern. Das Farbband ist derart eingelegt, daß die Farbstoff- oder Wachsschicht zur Druckwalze 24 hinweist. Wie man erkennt, wird das Farbband 38 über die Umlenkwalze 44 derart zur Aufwickelrolle 42 geführt, daß beim Aufwickeln die Farb­ stoffschicht zum Kern der Aufwickelrolle 42 hinweist, also innen liegt. Die soweit beschriebene Thermotransferdruck­ einrichtung ist beispielsweise aus der DE-OS 35 10 260 bekannt.

Aus der Farbstoff- oder Wachsschicht des Farbbandes 38 werden beim Druckvorgang Schriftzeichen herausgeschmolzen, so daß man auf dem die Druckstelle verlassenden Farbband den geschriebenen Text lesen kann. Um dies zu verhindern, sollen diese Schriftzeichen unkenntlich gemacht werden. Hierzu dient eine allgemein mit 46 bezeichnete Heizleiste, die im folgenden nun unter Bezugnahme auf die Fig. 2 und 3 näher beschrieben wird.

Die Heizleiste 46 umfaßt eine Trägerschiene 48, die um eine zur Achse der Aufwickelrolle 42 parallele Achse 50 an dem Gehäusedeckel 14 schwenkbar gelagert ist. An der Trägerschiene 48 ist mit Hilfe einer Gegenplatte 52 eine in Fig. 3 dargestellte Heizfolie 54 eingespannt. Die Heizfolie 54 besteht aus einem sogenannten Folienprint, d. h. zwei dünnen Isolierfolien, zwischen denen eine Heiz­ wicklung in Form einer gedruckten Leiterbahn 56 einge­ schlossen ist. Diese Folie hat eine Gesamtstärke von ca. 50 µm, so daß sie flexibel ist.

Gemäß Fig. 3 weist die Heizfolie 54 vier nebeneinander angeordnete, durch einige Millimeter breite Einschnitte 58 voneinander getrennte rechteckige Abschnitte 60 auf, die entlang einer ihrer Rechteckseiten durch einen durchgehen­ den Folienabschnitt 62 miteinander verbunden sind, mit dem die Heizfolie 54 an der Trägerschiene 48 befestigt ist. An einem Ende des durchgehenden Abschnittes 62 ist ferner ein Anschlußabschnitt 64 vorgesehen. Die Einzelabschnitte 60 der Heizfolie 54 werden von dem Heizleiter 56 mäanderförmig durchlaufen, wie dies in den Fig. 2 und 3 zu erkennen ist. Jeder Einzelabschnitt 60 ist zwischen einer zur Auf­ lage auf dem Farbbandwickel der Aufwickelrolle 42 bestimm­ ten Aluminiumplatte 66 und einer Stahlplatte 68 eingeschlos­ sen, die durch Schrauben 70 miteinander verschraubt sind. Die Größe der Platten 66 und 68 ist dabei so gewählt, daß zwischen ihnen und der Trägerschiene 48 ein freier Folien­ abschnitt 72 verbleibt, der aufgrund seiner Elastizität die Beweglichkeit des von einem Folienabschnitt 60, den Platten 66 und 68 gebildeten Heizelementes 74 relativ zur Trägerschiene 48 bzw. zu benachbarten Heizelementen 74 erlaubt. Dadurch ist gewährleistet, daß die Heizelemente 74 flach auf der Oberfläche des Farbbandwickels aufliegen, auch wenn der Durchmesser des Farbbandwickels über die Länge der Aufwickelrolle hinweg nicht konstant ist. Es ver­ steht sich, daß auch mehr als die dargestellten vier ein­ zelnen Heizelemente vorgesehen sein könnten.

Um die Temperatur der Heizleiste auf einem vorgegebenen Wert zu halten, enthält die Heizfolie 54 einen parallel zum Heizleiter 56 verlaufenden Temperaturmeßleiter 76, der aus einem Material mit stark temperaturabhängiger Leitfähig­ keit besteht. Dieser Meßleiter 76 ist an eine Temperatur­ regeleinheit 78 angeschlossen, die dann den Heizstrom oder die Heizspannung so regelt, daß eine mindestens annähernd konstante Temperatur der Heizleiste erreicht wird, die oberhalb des Schmelzpunktes der Wachsschicht liegt, jedoch die Trägerfolie des Farbbandes nicht beschädigt.

Wie man in Fig. 1 erkennt, liegt die Heizleiste 46 allein aufgrund der Schwerkraft unabhängig vom Durchmesser der Aufwickelrolle 42 an deren Umfang an, wobei sich die ein­ zelnen Heizelemente 74 aufgrund ihrer Beweglichkeit über die gesamte Länge der Aufwickelrolle 42 hin an deren Um­ fangsfläche anschmiegen. Durch Temperaturzufuhr von den Heizelementen 74 wird die Wachsschicht der äußersten Farb­ bandlager aufgeschmolzen und verläuft aufgrund des von den Heizelementen 74 ausgeübten Druckes sowie aufgrund der Kapillarwirkung zwischen den aneinanderliegenden Farbband­ wicklungen so, daß die Schriftzeichen unkenntlich werden und die Farbbandwicklungen miteinander verkleben. Da die Heizleiste 46 kürzer als die Aufwickelwalze 42 ist, verbleibt ein Randbereich des Farbbandwickels, in dem das Wachs nicht aufschmilzt. Dieser nichtschmelzende Bereich dichtet den Farbbandwickel an den axialen Enden ab, um das Austreten flüssigen Wachses an den Wickelenden zu verhin­ dern.

Im Gegensatz zu dem dargestellten Ausführungsbeispiel könnte die Heizleiste auch in seitlichen Führungen derart gelagert sein, daß sie parallel zu sich selbst und senk­ recht zur Achse der Aufwickelrolle verstellbar ist, wobei das Andrücken der Heizleiste auch durch Federkraft erfol­ gen kann.

Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung liegt darin, daß die Schriftzeichen noch im Gerät unkennt­ lich gemacht werden, ohne daß eine Verschmutzung des Gerä­ tes zu befürchten ist.

Claims (13)

1. Thermotransferdruckeinrichtung, umfassend ein Gehäuse (10), eine Transportvorrichtung (20, 24) für einen flächigen Aufzeichnungsträger (22), eine Transportvor­ richtung (40, 42) für ein einen thermisch aktivierbaren Farbstoff tragendes, auf einem Teil seines Transport­ weges parallel zum Aufzeichnungsträger (22) geführtes und an diesen andrückbares Farbband (38) mit einer Halterung für eine Farbbandvorratsrolle (40) und mit einer antreibbaren Aufwickelrolle (42), der eine Heiz­ vorrichtung derart zugeordnet ist, daß die Farbstoff­ schichten des Farbbandwickels schmelzen, sowie einen im Andruckbereich angeordneten, sich mindestens annähernd über die Breite des Farbbandes (38) erstreckenden Thermo­ kopf (26), dadurch gekennzeichnet, daß das Farbband (38) derart auf die Aufwickelrolle (42) auf­ läuft, daß die Farbstoffschichten innen liegen und daß als Heizvorichtung eine Heizleiste (46) vorgesehen ist, die sich parallel zur Aufwickelrolle und annähernd über deren Länge erstreckt, senkrecht zur Rollenachse ver­ stellbar gelagert und gegen die Umfangsfläche des Farb­ bandwickels vorgespannt ist.

2. Thermotransferdruckeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizleiste (46) derart gelagert ist, daß sie unter der Wirkung der Schwerkraft auf dem Farbbandwickel aufliegt.

3. Thermotransferdruckeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Heiz­ leiste (46) am Gehäusedeckel (14) gelagert ist.

4. Thermotransferdruckeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizleiste (46) um eine parallel zur Rollenachse gerichtete Achse (50) schwenkbar gelagert ist.

5. Thermotransferdruckeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizleiste (46) kürzer als der Farbbandwickel und annähernd mittig zwischen dessen Enden angeordnet ist.

6. Thermotransferdruckeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizleiste flexibel ausgebildet ist.

7. Thermotransferdruckeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizleiste (46) eine Mehrzahl von Heizelementen (74) umfaßt, die in Leistenlängsrichtung nebeneinander ange­ ordnet und relativ zueinander beweglich sind.

8. Thermotransferdruckeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizleiste (46) mindestens eine der Aufwickelrolle (42) zugekehrte Heizplatte (66) und mindestens eine Wärmespeicherplatte (68) aufweist, zwischen denen ein Heizleiter (56) eingeschlossen ist.

9. Thermotransferdruckeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizleiste (46) einen Temperaturfühler (76) aufweist, der mit einer Regeleinrichtung (78) zur Regelung des Heizstromes verbunden ist.

10. Thermotransferdruckeinrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizplat­ te (66) aus Aluminium besteht.

11. Thermotransferdruckeinrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmespeicherplatte aus Stahl besteht.

12. Thermotransferdruckeinrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizleiter (56) in eine Folie (54) eingebettet ist, die mit einem zwischen Heizplatte (66) und Wärmespeicherplat­ te (68) herausragenden Abschnitt (62) an einer parallel zur Aufwickelrolle (42) gerichteten Trägerschiene (48) befestigt ist.

13. Thermotransferdruckeinrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturfühler (76) von einer in die Folie (54) eingebetteten Meßleiterbahn gebildet ist, die aus einem Material mit temperaturabhängiger Leitfähigkeit besteht.