DE3821108A1 - Bildaufzeichnungsvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Bildaufzeichnungsvorrichtung zum Bedrucken eines unter Zwischenlage eines Farbbandes mittels einer Druckwalze an einem Aufzeichnungskopf vorbeiführbaren Aufzeichnungsträgers mit einer Abwickelspule und einer Aufwickelspule zur Aufnahme des Farbbandes, die beide jeweils achsparallel zu der Druckwalze angeordnet sind, mit einem Motor, der über eine Reibungskupplung mit der Aufwickel­ spule verbunden ist, und mit einer an der Abwickelspule an­ greifenden Reibungsbremse.

Eine derartige, aus der DE-OS 35 39 526 bekannte Bildaufzeich­ nungsvorrichtung weist ein auf einer Abwickelspule und einer Aufwickelspule bevorratetes Farbband auf, das zwischen beiden Wickelspulen zusammen mit einem zu bedruckenden Aufzeichnungs­ träger (Papier) mittels einer Druckwalze an einem Aufzeichnungs­ kopf, hier einem Thermodruckkopf, vorbeiführbar ist, wobei entsprechend der Ansteuerung des Aufzeichnungskopfes eine Farbübertragung von dem Farbband auf den Auszeichnungsträger erfolgt. Zum Aufwickeln des Farbbandes ist die Aufwickelspule über mehrere Getriebezahnräder und eine Reibungskupplung mit einem Motor verbunden. Die Reibungskupplung besteht aus zwei einander gegenüberliegenden und gegeneinander verdrehbaren Platten, zwischen denen unter Federkraft eine Reibungsplatte eingeklemmt ist, so daß bei einem Schlupf zwischen den ver­ drehbaren Platten ein vorbestimmtes Kupplungsdrehmoment, nämlich das Reibungsmoment der Reibungskupplung, von dem Motor auf die Aufwickelspule übertragen wird. Zur Straffung des Farbbandes zwischen der Abwickelspule und der Aufwickelspule greift an der Abwickelspule eine Reibungsbremse an, die ebenso wie die Reibungskupplung aus zwei gegenüberliegenden Platten mit einer von diesen eingeklemmten Reibungsplatte besteht.

Da bei der bekannten Bildaufzeichnungsvorrichtung die Reibungs­ kupplung stets ein gleichbleibendes Antriebsmoment auf die Auf­ wickelspule überträgt und die Reibungsbremse die Abwickelspule mit einem ebenfalls gleichbleibenden Bremsmoment abbremst, ver­ ändert sich während des Betriebs der Bildaufzeichnungsvorrichtung die Zugspannung in dem Farbband, weil der Wickeldurchmesser der Abwickelspule stetig abnimmt und gleichzeitig der Wickeldurch­ messer der Aufwickelspule zunimmt. Bei einer Änderung der Zug­ spannung in dem Farbband während seines Durchlaufs in der Bildaufzeichnungsvorrichtung kann es jedoch zu einem unzulässig großen Schlupf zwischen der Druckwalze und dem von ihr transportierten Farbband kommen, so daß die Bildaufzeichnung gestört wird.

Aus der US-PS 39 21 876 ist es bekannt, zur Regelung der Zugspannung eines geförderten Bandes die Zugspannung mittels eines einseitig schwenkbar gelagerten Hebels zu erfassen, an dessen freien Ende das Band in Förderrichtung umgelenkt wird, und in Abhängigkeit von der Auslenkung des Hebels eine Band­ bremse zu betätigen. Im Hinblick darauf, daß bei einer Bild­ aufzeichnungsvorrichtung der eingangs angegebenen Art das Farbband in der Regel in einer nach Gebrauch wegwerfbaren Farbbandkassette angeordnet ist, kann jedoch eine derartige Hebelanordnung zur Erfassung der Zugspannung des Farbbandes bereits als relativ aufwendig angesehen werden, zumal es zur Erzielung einer ungestörten Bildaufzeichnung erforderlich ist, die Zugspannung des Farbbandes zweimal, nämlich in Transport­ richtung gesehen sowohl vor als auch hinter der Druckwalze zu regeln.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine weitgehend gleichmäßige Zugspannung des Farbbandes mit möglichst einfachen technischen Mitteln zu erreichen.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß bei der Bildaufzeichungsvorrichtung der eingangs angegebenen Art die Reibungsflächen der Reibungskupplung und der Reibungsbremse jeweils durch die Gewichtskraft der Aufwickelspule bzw. der Abwickelspule belastet sind.

Der wesentliche Vorteil der erfindungsgemäßen Bildaufzeichnungs­ vorrichtung besteht darin, daß allein durch das Gewicht der Aufwickelspule bzw. der Abwickelspule der Einfluß unterschiedlicher und veränderlicher Wickeldurchmesser beider Wickelspulen auf die Zugspannung des Farbbandes ausgeglichen wird, ohne daß hierzu zusätzliche Mittel beispielsweise zur Erfassung der Bandzugspannung erforderlich sind. So ergibt sich bei einem anfänglich kleinen Wickeldurchmesser bzw. -radius der Aufwickelspule durch ihr noch geringes Gewicht ein relativ kleines von der Reibungskupplung übertragenes Kupplungsdreh­ moment, so daß die an dem Farbband angreifende Zugkraft einen dem Quotienten aus dem Kupplungsdrehmoment und dem Wickelradius entsprechenden Wert annimmt. Im Verlaufe der Bildaufzeichnung nimmt der Wickeldurchmesser der Aufwickelspule und damit deren Gewicht ständig zu, so daß in entsprechendem Maße auch das von der Reibungskupplung übertragene Kupplungsdrehmoment ansteigt; die an dem Farbband angreifende Zuggkraft bleibt jedoch als Quotient aus dem Kupplungsdrehmoment und dem Wickel­ radius weitgehend unverändert. Entsprechendes gilt für die Zug­ spannung des Farbbandes zwischen der Druckwalze und der eben­ falls gewichtsabhängig gebremsten Abwickelspule.

Um eine Grundeinstellung der Reibungskräfte in der Reibungs­ kupplung und der Reibungsbremse zu ermöglichen und, solange die Aufwickelspule bzw. die Abwickelspule relativ leicht ist, ein Durchrutschen der Reibungskupplung und der Reibungsbremse zu vermeiden, greifen in vorteilhafter Weise an der Reibungskupp­ lung und der Reibungsbremse jeweils zusätzliche, die Reibung vergrößernde Federn an.

Entsprechend einer wegen ihres geringen konstruktiven Aufwandes bevorzugten Ausbildung der erfindungsgemäßen Bildaufzeichnungs­ vorrichtung sind die Aufwickelspule und die Abwickelspule seit­ lich mit Reibrädern verbunden, von denen jeweils das mit der Aufwickelspule verbundene Reibrad mit seiner Lauffläche auf der Lauffläche eines weiteren motorgetriebenen Reibrades aufliegt und das jeweils mit der Abwickelspule verbundene Reibrad mit seiner Lauffläche auf einer feststehenden Auflagefläche aufliegt. Die Reibräder können dabei entweder nur auf einer Seite der Aufwickelspule und der Abwickelspule oder zur gleichmäßigeren Gewichtsverteilung beidseitig von den Wickelspulen angeordnet sein. Im einfachsten Fall werden die Laufflächen von den äußeren Umfangsflächen der Reibräder gebildet. Durch unter­ schiedliche Durchmesser der jeweils aufeinanderliegenden Reibräder der Reibungskupplung ist das Drehzahl- und Drehmoment­ übersetzungsverhältnis vom Motor zur Aufwickelspule einstell­ bar, ohne das hierzu unbedingt ein zusätzliches Getriebe erfor­ derlich ist.

Beim Farbbandwechsel lassen sich die Aufwickelspule und die Abwickelspule zusammen mit den mit ihnen verbundenen Reibrädern ohne weiteres von dem darunterliegenden motorseitigen Reibrad bzw. der Auflagefläche abheben. In diesem Zusammenhang wird in vorteilhafter Weise eine von langfristigen Abnutzungserschei­ nungen unabhängige Reibung in der Reibungskupplung und der Reibungsbremse dadurch erzielt, daß die mit der Aufwickel- und der Abwickelspule verbundenen Reibräder jeweils einen Reibbelag auf ihren Laufflächen tragen. Dadurch wird erreicht, daß bei jedem neuen Farbbandwechsel automatisch auch ein Austausch des Reibbelages erfolgt; der Reibbelag braucht daher bezüglich seiner Abnutzungsfestigkeit und seiner Verschmutzungsanfällig­ keit lediglich in Abhängigkeit von der Lebensdauer des Farb­ bandes bemessen sein.

Alternativ zur Ausbildung der äußeren Umfangsflächen der beiden aufeinanderliegenden Reibräder der Reibungskupplung als Lauf­ flächen ist gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der er­ findungsgemäßen Bildaufzeichnungsvorrichtung vorgesehen, daß bei der Reibungsbremse die Auflagefläche von der Lauffläche eines zusätzlichen feststehenden Reibrades gebildet wird und daß sowohl bei der Reibungskupplung als auch bei der Reibungs­ bremse jeweils eines der aufeinanderliegenden Reibräder einen ringförmigen Ansatz aufweist, dessen innere Umfangsfläche die Lauffläche bildet. Hierdurch wird erreicht, daß die Belastung der Reibungsflächen der Reibungskupplung und der Reibungsbremse durch die Gewichtskraft der Aufwickelspule bzw. der Abwickelspule unabhängig von der jeweiligen Winkellage der Bildaufzeichnungsvorrichtung bei deren Drehung um eine zur Druckwalze parallelen Achse ist. Ferner werden die Reibflächen durch den ringförmigen Ansatz gegen Schmutzeinwirkung von außen geschützt.

Zur Erläuterung der Erfindung wird im folgenden auf die Figuren der Zeichnung Bezug genommen. Im einzelnen zeigen die

Fig. 1 und 2 jeweils unterschiedliche Ansichten eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungs­ gemäßen Bildaufzeichnungsvorrichtung mit einem über eine Reibungskupplung antreibbaren Aufwickel­ spule für ein Farbband und einer über eine Reibungsbremse abbremsbaren Abwickelspule und die

Fig. 3 und 4 jeweils in unterschiedlichen Ansichten eine alternative Ausbildung der Reibungskupplung bzw. Reibungsbremse.

Fig. 1 zeigt in Schnittdarstellung wesentliche Teile eines Thermotransferdruckers als Ausführungsbeispiel für die erfin­ dungsgemäße Bildaufzeichnungsvorrichtung. Ein derartiger Thermotransferdrucker ist in der älteren deutschen Patentan­ meldung mit dem Aktenzeichen P 37 21 231.1 beschrieben. Der hier gezeigte Thermotransferdrucker besteht im wesentlichen aus einem hier nur teilweise sichtbaren Gehäuse 1 und einer daran gehaltenen Farbbandkassette 2, die in Fig. 2 mit Sicht auf ihre Verbindungsschnittstelle 3 zum Gehäuse 1 hin dargestellt -ist. Im Bereich der Verbindungsschnittstelle 3 liegt ein Thermodruckkopf 4 mit seinen hier nicht sichtbaren, über die Breite einer Druckzeile angeordneten und einzeln ansteuer­ baren Heizelementen einer Druckwalze 5 gegenüber, die einen aus normalem Papier bestehenden Aufzeichnungsträger 6 unter Zwischenlage eines wärmeempfindlichen Farbbandes 7 gegen die Heizelemente des Thermodruckkopfes 4 drückt. Das Farbband 7 ist auf einer Abwickelspule 8 und einer Aufwickelspule 9 bevorratet, die beide achsparallel zur Druckwalze 5 angeordnet sind. Die Druckwalze 5 und die beiden Wickelspulen 8 und 9 mit dem Farbband 7 sind jeweils Bestandteil der Farbbandkassette 2; der Thermodruckkopf 4 ist dagegen in dem Druckergehäuse 1 ange­ ordnet, an dem die Farbbandkassette 2 steckbar gehalten ist.

Der sich jeweils zwischen den beiden Wickelspulen 8 und 9 befindende Farbbandabschnitt wird unter Zwischenlage des zu be­ druckenden Aufzeichnungsträgers 6 zusammen mit diesem durch Drehung der Druckwalze 5 in einer durch die Pfeile 10 vorge­ gebenen Transportrichtung an den Heizelementen des Thermodruck­ kopfes 4 vorbeigeführt, wobei in Abhängigkeit von der Ansteuerung der Heizelemente ein selektiver Farbübertrag von dem Farbband 7 auf den Aufzeichnungsträger 6 stattfindet. Der Antrieb der Druckwalze 5 erfolgt durch einen Motor 11 mit einem auf der Motorwelle sitzenden Zahnrad 12, das mit einem mit der Druckwalze 5 verbundenen weiteren Zahnrad 13 kämmt. Der Motor 11 ist ebenso wie der Thermodruckkopf 4 in dem Druckergehäuse 1 angeordnet, so daß die beiden Zahnräder 12 und 13 eine lösbare Kupplung im Bereich der Verbindungsschnittstelle 3 zwischen der Farbbandkassette 2 und dem Druckergehäuse 1 bilden.

Zur Straffung des Farbbandes 7 zwischen der Druckwalze 5 und den Wickelspulen 8 und 9 und zum definierten Trennen des Farb­ bandes 7 von dem Aufzeichnungsträger 6 unmittelbar hinter dem Thermodruckkopf 4 greift an der Abwickelspule 8 eine Reibungs­ bremse 14 an, während die Aufwickelspule 9 über eine Reibungs­ kupplung 15 mit dem Motor 11 in Verbindung steht.

Im einzelnen besteht die Reibungsbremse 14 aus zwei, seitlich der Abwickelspule 8 angeordneten und mit dieser über eine gemein­ same Achse 16 verbundenen Reibrädern 17 und 18, die mit ihren äußeren Laufflächen jeweils auf einer in der Farbbandkassette 2 fest angeordneten Auflagefläche 19 bzw. 20 aufliegen. Die Reibung zwischen den von den Laufflächen der Reibräder 17 und 18 und den Auflageflächen 19 und 20 gebildeten Reibflächen ist daher von dem Gewicht der Abwickelspule 8 abhängig. Zusätzlich drücken zwei beiderseits der Abwickelspule 5 angeordnete Blattfedern 21 und 22 die beiden Reibräder 17 und 18 über die gemeinsame Achse 16 gegen die Auflageflächen 19 und 20.

Die Reibungskupplung 15 besteht aus zwei seitlich der Aufwickel­ spule 9 angeordneten und mit dieser über eine gemeinsame Achse 23 verbundenen Reibrädern 24 und 25, die mit ihren äußeren Lauf­ flächen auf zwei weiteren Reibrädern 26 und 27 aufliegen. Von diesen zwei weiteren Reibrädern 26 und 27 steht das mit 26 be­ zeichnete Reibrad über ein Zahnradgetriebe 28 mit dem von dem Motor 11 angetriebenen Antriebszahnrad 13 der Druckwalze 5 in Verbindung, während das mit 27 bezeichnete Reibrad ebenfalls über ein weiteres Zahnradgetriebe 29 von einem dem Zahnrad 13 am anderen Ende der Druckwalze 5 gegenüberliegenden Zahnrad 30 angetrieben wird. Auch hier ist die Reibung zwischen den von den Laufflächen der Reibräder 24 und 26 bzw. 25 und 27 gebildeten Reibflächen von dem Gewicht der Aufwickelspule 9 abhängig und wird zusätzlich von zwei Blattfedern 31 und 32 erhöht, die über die Achse 23 die Reibräder 24 und 25 gegen die Reibräder 26 und 27 drücken.

Während des Aufzeichnens von Bildinformationen auf den Aufzeich­ nungsträger 6 wird die Druckwalze 5 über die Zahnräder 12 und 13 durch den Motor 11 angetrieben, so daß der Aufzeichnungs­ träger 6 zusammen mit dem Farbband 7 an dem Aufzeichnungskopf 4 in Transportrichtung 10 vorbeigeführt wird. Dabei wird das Farb­ band 7 stetig von der Abwickelrolle 8 abgezogen, wobei die Bremsung der Abwickelrolle 8 durch die Reibungsbremse 14 dazu führt, daß das Farbband 7 zwischen der Druckwalze 5 und der Ab­ wickelrolle 8 gespannt ist und unter Zwischenlage des Aufzeich­ trägers 6 eng an der Druckwalze 5 anliegt. Zugleich mit der Drehung der Druckwalze 5 wird auch die Aufwickelspule 9 durch den Motor 11 über die Zahnräder 12, 13, 28, 29 und 30 sowie über die Reibungskupplung 15 angetrieben, wobei das Übersetzungsver­ hältnis der Zahnräder 12, 13, 28, 29 und 30 und der Reibräder 24 und 26 bzw. 25 und 27 der Reibungskupplung 15 im Hinblick auf die von der Druckwalze 5 vorgegebene Transportgeschwindigkeit für das Farbband 7 so gewählt ist, daß zwischen den jeweils aufeinanderliegenden Reibrädern 24 und 26 bzw. 25 und 27 jeweils ein Schlupf entsteht. Von der Reibungskupplung 15 wird daher auf die Aufwickelspule 9 ein Kupplungsdrehmoment übertragen, dessen Größe von der Reibung zwischen den beiden Reibrädern 24 und 26 bzw. 25 und 27 abhängig ist, wobei die Reibung von dem Gewicht der Aufwickelspule 9 und der Federkraft der Blattfedern 31 und 32 abhängig ist. Dabei erzeugen die Blattfedern 31 und 32 und die Aufwickelspule 9 mit ihrem Leergewicht einen konstanten Reibungsanteil, während der restliche Reibungsanteil von dem Gewicht des auf der Aufwickel­ spule 9 aufgewickelten Farbbandes 7 abhängig ist und damit wäh­ rend des Bildaufzeichnungsvorganges quadratisch mit der Zunahme des Wickeldurchmessers wächst. Da die in dem Farbband 7 erzeugte Zugkraft bei einem vorgegebenen Aufwickeldrehmoment umgekehrt proportional zu dem Wickeldurchmesser ist, führt der konstante Reibungsanteil zu einem vom Wickeldurchmesser umgekehrt proportional abhängigen Anteil der Zugkraft in dem Farbband 7 und der zusammen mit dem Wickeldurchmesser der Auf­ wickelspule 9 quadratisch zunehmende Reibungsanteil zu einem mit dem Wickeldurchmesser proportional zunehmenden Anteil der Zugkraft in dem Farbband 7. Da die beiden Anteile der Zugkraft in dem Farbband 7 in gegenläufiger Weise von dem Wickeldurch­ messer der Aufwickelspule 9 abhängen, ergibt sich ein Bereich, in dem die Zugspannung in dem Farbband 7 von dem Wickeldurch­ messer der Aufwickelspule 9 weitgehend unabhängig ist.

Da die Reibungsbremse 14 sich in ihrer Funktion und Wirkung von der Reibungskupplung 15 lediglich dadurch unterscheidet, daß an­ stelle eines Kupplungsdrehmomentes ein Reibungsmoment übertragen wird, ergibt sich auf die gleiche Weise, wie oben angegeben, auch für den Abschnitt des Farbbandes 7 zwischen der Abwickel­ spule 8 und der Druckwalze 5 eine weitgehend konstante Zug­ spannung.

Bei einem Farbbandwechsel lassen sich die Abwickelspule 8 und die Aufwickelspule 9 zusammen mit den mit ihnen verbundenen Reibrädern 17 und 18 sowie 24 und 25 von den Auflageflächen 19 und 20 bzw. von den weiteren motorgetriebenen Reibrädern 26 und 27 abheben. Vorzugsweise können die Reibräder 17, 18, 24 und 25 auf ihren Laufflächen jeweils mit einem Reibbelag versehen sein, so daß mit jedem Farbbandwechsel automatisch auch eine Erneuerung der Reibbeläge erfolgt.

Die Fig. 3 und 4 zeigen in jeweils unterschiedlichen Ansichten eine alternative Ausführungsform für die Reibungskupplung und/oder die Reibungsbremse, bestehend aus zwei Reibrädern 33 und 34, von denen das mit 33 bezeichnete Reibrad mit der Ab­ wickelspule 8 oder der Aufwickelspule 9 (vgl. Fig. 2) verbunden ist und das andere Reibrad 34 im Falle der Abwickelspule 8 fest­ stehend angeordnet oder im Falle der Aufwickelspule 9 von dem Motor 11 (Fig. 1) antreibbar ist. Eines der beiden Reibräder 33 und 34, hier z. B. das mit 34 bezeichnete Reibrad weist einen ringförmigen Ansatz 35 auf, dessen innere Umfangsfläche 36 als Auflage für die äußere Lauffläche 37 des Reibrades 33 dient. Dadurch wird erreicht, daß die Flächen 36 und 37 als Reibungsflächen der Reibungsbremse bzw. Reibungskupplung unab­ hängig von der Winkellage der Bildaufzeichnungsvorrichtung bei deren Drehung um eine zur Druckwalze 5 (Fig. 1, 2) parallelen Achse durch die Gewichtskraft der Abwickelspule 8 bzw. Aufwickel­ spule 9 belastet sind. Ferner werden die Flächen 36 und 37 gegen­ über Schmutzeinwirkungen von außen geschützt, so daß die Reibung sich nicht verändert. Entsprechend den in Fig. 2 mit 21, 22, 31 und 32 bzeichneten Federn können Federn 38 im Spalt­ bereich zwischen den Reibrädern 33 und 34 vorgesehen sein.

Claims (5)

1. Bildaufzeichnungsvorrichtung zum Bedrucken eines unter Zwischenlage eines Farbbandes (7) mittels einer Druckwalze (5) an einem Aufzeichnungskopf (4) vorbeiführbaren Aufzeichnungs­ trägers (6) mit einer Abwickelspule (8) und einer Aufwickelspule (9) zur Aufnahme des Farbbandes (7), die beide achsparallel zu der Druckwalze (5) angeordnet sind, mit einem Motor (11), der über eine Reibungskupplung (15) mit der Aufwickelspule (9) ver­ bunden ist, und mit einer an der Abwickelspule (8) angreifenden Reibungsbremse (14), dadurch gekennzeichnet, daß die Reibungsflächen der Reibungskupplung (15) und der Rei­ bungsbremse (14) jeweils durch die Gewichtskraft der Aufwickel­ spule (9) bzw. der Abwickelspule (8) belastet sind.

2. Bildaufzeichnungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Reibungskupplung (15) und der Reibungsbremse (14) jeweils zusätzliche, die Reibung vergrößernde Federn (31, 32 bzw. 21, 22) angreifen.

3. Bildaufzeichnungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufwickelspulen (9) und die Abwickelspule (8) seitlich mit Reibrädern (24, 25 bzw. 17, 18) verbunden sind, von denen jeweils das mit der Aufwickelspule (9) verbundene Reibrad (24, 25) mit seiner Lauffläche auf der Lauffläche eines weiteren motorgetriebenen Reibrades (26, 27) aufliegt und das jeweils mit der Abwickelspule (8) verbundene Reibrad (17, 18) mit seiner Lauffläche auf einer feststehenden Auflagefläche (19, 20) aufliegt.

4. Bildaufzeichnungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die mit der Aufwickelspule (9) und der Abwickelspule (8) verbundenen Reibräder (24, 25 bzw. 17, 18) jeweils einen Reibbelag auf ihren Laufflächen tragen.

5. Bildaufzeichnungsvorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Reibungsbremse die Auflagefläche von der Lauffläche eines zusätzlichen feststehenden Reibrades (34) gebildet wird und daß sowohl bei der Reibungskupplung als auch bei der Reibungs­ bremse jeweils eines der aufeinanderliegenden Reibräder (33, 34) einen ringförmigen Ansatz (35) aufweist, dessen innere Umfangs­ fläche (36) die Lauffläche bildet.