DE3921183C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bedrucken von Aufzeichnungsträgern in Druckeinrichtungen gemäß dem Ober­ begriff des Patentanspruches 1 sowie Anordnungen zu dessen Durchführung.

Bei bekannten Mosaikdruckeinrichtungen, die auch als Matrix­ druckeinrichtungen bezeichnet werden, bewegt sich ein den eigentlichen Mosaikdruckkopf tragendes Druckwerk über Führungs­ elemente, wie Laufstangen oder Schienen, parallel zu der als Anlage für die Aufzeichnungsträger dienenden Schreibwalze.

Eine zu druckende Zeile wird somit während eines oder mehrer­ er geradlinigen Arbeitshübe des Druckwerkes in ganzer Höhe oder in Teilhöhe auf den Aufzeichnungsträger aufgebracht. Bei derartigen Druckeinrichtungen muß bei jeder zu druckenden Zeile bzw. Teilzeile das Druckwerk am Zeilenanfang beschleu­ nigt und am Zeilenende abgebremst werden. Die relevanten Massenbeschleunigungen, die bei solchen oszillierenden Be­ wegungen des Druckwerks auftreten, können zu beachtlichen Problemen mit dem Schriftstand, der Druckgeschwindigkeit und zu vorzeitigen Verschleißerscheinungen der gesamten Antriebs­ vorrichtung sowie zu relativ hohen Betriebsgeräuschen führen.

Aus diesen Gründen wurde versucht, die Masse des Druckwerkes durch konstruktive Maßnahmen möglichst gering zu halten. Bei Mosaikdruckeinrichtungen sind jedoch durch die mitzubewegen­ den Druckköpfe und eventuell auch mitzubewegenden Tinten­ vorratsbehälter bei Tintenmosaikdruckköpfen gerätetechnische Grenzen gesetzt. Um die obengenannten Probleme (Schwingungen, Schriftqualität, Verschleiß, Betriebsgeräusche) auszuschalten oder wenigstens zu minimieren, müssen Kompromisse bei der erreichbaren Druckgeschwindigkeit eingegangen werden.

Da bei derartigen Druckeinrichtungen gewöhnlich der Auf­ zeichnungsträger, in der Regel in Form von Aufzeichnungs­ papier über eine Walze vor dem waagerecht angeordneten Druckkopf geführt wird, erfordern solche Geräte relativ voluminöse Einrichtungen zur Zu- und Einführung des Auf­ zeichnungsträgers, die den Gesamtaufbau der kompletten Druckeinrichtung erheblich vergrößern. Außerdem sind solche Druckeinrichtungen aufgrund der notwendigen Umlenkungen des Aufzeichnungsträgers nicht zum Bedrucken von steifen und sehr dicken Aufzeichnungsträgern, wie zum Beispiel Karton­ papier, geeignet.

Aus der EP 0 168 592 B1 ist ein Gerät mit einer Einrichtung zur optischen Abtastung ein- oder mehrfarbiger Aufzeich­ nungsträger und mit einer Druckeinrichtung, vorzugsweise einer nach dem Unterdruckverfahren arbeitenden Tintenschreib­ einrichtung zur ein- oder mehrfarbigen Darstellung von Zeichen und/oder Mustern auf einem Aufzeichnungsträger be­ kannt. Der Aufzeichnungsträger wird durch eine an einem oberen Gehäuseteil angeordnete Transporteinrichtung verein­ zelt und mit geradem Durchlauf über die Abtasteinrichtung und die Druckeinrichtung geführt. Die Abtast- und Druckein­ richtung befinden sich gemeinsam auf einem im unteren Ge­ häuseteil angeordneten und unterhalb des Aufzeichnungsträgers quer zur Zeilenrichtung des Aufzeichnungsträgers bidirek­ tional bewegbaren Druckerwagen. Die Vorschubgeschwindigkeit des Aufzeichnungsträgers ist derart, daß zugleich mit dem Transport eine zeilenweise Abtastung oder ein zeilenweiser Druck stattfindet. Mit dieser bekannten Anordnung wird zwar erreicht, daß der Aufzeichnungsträger gerade durchläuft, d.h. daß auch sehr steife und feste Aufzeichnungsträger, wie zum Beispiel Karton, problemlos eingeführt, abgetastet und/ oder bedruckt werden können; die eingangs genannten Probleme, die aufgrund der oszillierenden Bewegung des Druckwerkes auftreten können, werden dadurch nicht gelöst.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Mosaikdruckeinrichtung der eingangs genannten Art bereit­ zustellen, die es ermöglicht, bei kleinem, insbesondere flachem Aufbau der Druckeinrichtung und minimalen Betriebs­ geräuschen Aufzeichnungsträger nahezu beliebiger Steifig­ keit und Beschaffenheit zu bedrucken, ohne daß dabei weder Einbußen an der Druckgeschwindigkeit, an der Schriftquali­ tät, noch Beschränkungen hinsichtlich der Betriebssicherheit infolge Verschleißerscheinungen in Kauf genommen werden müssen.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren und bei einer Anord­ nung der eingangs genannten Art gemäß den kennzeichnenden Teilen der Patentansprüche 1 und 4 gelöst.

Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Einer der wesentlichen Vorteile, die mit der erfindungsge­ mäßen Druckeinrichtung verbunden sind, besteht darin, daß die Druckwerkscheibe nur einmal, nämlich zu Beginn des Druck­ vorganges, auf eine konstante Geschwindigkeit beschleunigt werden muß.

Die gesamte Druckeinrichtung kann in einem besonders flachen Gehäuse untergebracht werden, wodurch sich neben einem kom­ pakten und kleinen Aufbau auch für die ergonomischen An­ forderungen besonders günstige Gestaltungsmöglichkeiten bie­ ten. Ein weiterer Vorteil einer solchen Mosaikdruckeinrich­ tung mit einer konstant drehenden Druckwerkscheibe besteht darin, daß der Aufzeichnungsträger gerade durchläuft, d. h. daß auch sehr steife und feste Aufzeichnungsträger, wie z. B. Karton, problemlos eingeführt, transportiert und bedruckt werden können. Als Mosaikdruckwerke können dabei Tinten­ druckwerke oder Nadeldruckwerke verwendet werden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungs­ beispiels erläutert, wozu auf die Darstellungen verwiesen wird.

Dort zeigen

Fig. 1 in schematischer Weise den Grundaufbau einer Mosaikdruckeinrichtung nach der Erfindung,

Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel für die Druckwerkscheibe in Draufsicht und

Fig. 3 und Fig. 4 Zeilenfelder auf Aufzeichnungsträger, innerhalb derer die Zeichen abgedruckt werden.

In Fig. 1 ist in stark vereinfachter Darstellung eine Mosaikdruckeinrichtung 15 gezeigt, wobei aus Gründen der Übersichtlichkeit nur diejenigen Teile näher bezeichnet sind, die zum Verständnis der Erfindung nötig sind. Die Druckeinrichtung 15 besteht aus zwei Gehäusehälften, einem wannenförmigen Bodenteil 12 und einem Oberteil 18, wobei das Oberteil 18 in nicht gezeigter Weise lösbar mit dem Boden­ teil 12 verbunden ist. Im Bodenteil 12 finden eine Geräte­ elektronik 11 in Form einer oder mehrerer Flachbaugruppen, ein Papierführungselement 10 sowie Transportwalzen 9 für einen zu bedruckenden Aufzeichnungsträger 8 Platz. Der Auf­ zeichnungsträger 8 wird gemäß der in der Fig. 1 mit Pfeil­ symbolen gekennzeichneten Richtung waagerecht durch die Druckeinrichtung geleitet. Als Aufzeichnungsträger 8 können dabei herkömmliche Einzelblätter, randgelochtes Endlos­ papier, Folien oder aber auch steife und relativ dicke Kartone Verwendung finden.

Andruckrollen 19, die am Oberteil 18 jeweils an der Ein­ tritts- und Austrittsstelle des Aufzeichnungsträgers 8 ange­ ordnet sind, stellen zusammen mit den Papiertransportwalzen 9 einen Friktionsantrieb für die Aufzeichnungsträger 8 dar. Im Oberteil 18 ist ein Antriebsmotor für den kontinuier­ lichen Antrieb einer Druckwerkscheibe 1 vorgesehen. Der Motor 5 kann dabei vorzugsweise als Synchronmotor oder aber als Schrittmotor realisiert sein, dessen Motorwelle durch geeignete Ansteuerung in eine kontinuierliche Drehbewegung übergeht. Die Verwendung eines Schrittmotors ist dann zweck­ mäßig, wenn damit eine weitere Antriebsfunktion, nämlich der Papiervorschub mit der Drehbewegung der Druckwerkscheibe 1 synchronisiert werden soll. Mit dem Bezugszeichen 4 sind Lagerelemente für die Welle des Antriebsmotors 5 als auch für den Motor selbst bezeichnet. Als Einheit mit dem An­ triebsmotor 5 verbunden ist ein Tintenversorgungssystem 6, das einen Tintenvorratsbehälter und eine Verbindungsleitung zwischen diesem Behälter und einem auf der Druckwerkscheibe 1 angeordneten Tintenmosaik-Druckwerk 3 umfaßt. Das Oberteil 18 der Druckeinrichtung 15 stützt sich außerhalb des Schreib­ bereiches, der durch die Breite des Aufzeichnungsträgers 8 festgelegt ist, derart auf dem Bodenteil 12 ab, so daß zwischen Unterseite der Druckwerkscheibe 1 und Oberseite des Papierführungselementes 10 des Bodenteils 12 ein Spalt ge­ bildet ist, in den der Aufzeichnungsträger 8 unter der Druckwerkscheibe 1 transportiert und bedruckt wird.

In Fig. 2 ist in Draufsicht die in einer solchen Mosaik­ druckeinrichtung 15 verwendete Druckwerkscheibe 1 und in Umrissen das Bodenteil 12 näher dargestellt. Es handelt sich dabei um eine vom Antriebsmotor 5 mit konstanter Geschwindig­ keit angetriebene runde Scheibe aus Kunststoff oder aus Metall, deren Durchmesser größer ist als die Breite 23 des zu bedruckenden Aufzeichnungsträgers 8. Unmittelbar auf der Druckwerkscheibe 1 ist außer dem Druckwerk 3 auch eine um 180° gegenüber dem Druckwerk 3 angeordnete Abtastelektronik 7 vorgesehen. Die Abtastelektronik 7 dient unter anderem als Empfangselement für die zur Zeichenübertragung der von der im Bodenteil 12 angeordneten Geräteelektronik 11 abgegebenen Steuersignale. Hierzu ist auf einer der beiden Längsseiten des Bodenteils 12 seitlich des Aufzeichnungsträgers 8 ein Segment 13 für die Zeichenübertragung vorgesehen. Die Zei­ chenübertragung selbst kann dabei draht- und berührungslos mittels elektromagnetischer und/oder optoelektronischer Bau­ elemente zur Druckwerkscheibe 1 hin erfolgen. Da der Durch­ messer der Druckwerkscheibe 1 größer ist als die Breite 23 des Aufzeichnungsträgers 8 und die Abtastelektronik 7 am äußeren Rand auf der Druckwerkscheibe 1 angeordnet ist, überstreicht die Abtastelektronik 7 bei jeder Umdrehung der Druckwerkscheibe 1 das Segment 13 für die Zeichenübertra­ gung, wobei Drucksignale auf die Druckwerkscheibe 1 über­ tragen werden.

Auf der dem Segment 13 gegenüberliegenden Längsseite der Druckeinrichtung 15 ist am Bodenteil 12 ebenfalls außerhalb des Bereiches, in dem der Aufzeichnungsträger 8 transpor­ tiert wird, eine Reinigungs- und Dichtstation 16 für das Mosaikdruckwerk 3 vorgesehen. Sie dient zur Aufrechter­ haltung der Betriebsfähigkeit des Mosaikdruckkopfes und kann beispielsweise durch eine Vorrichtung realisiert sein, wie sie aus der DE 37 13 794 A1 bekannt ist.

Bei bekannten Druckeinrichtungen, die zum Abdruck formtech­ nisch definierte Zeichen anwenden, wie sie z. B. auf Typen­ hebeln oder auf Typenrädern vorhanden sind, ist für eine Aufzeichnung in einem rechteckigen Zeilenfeld eine geradlinige Bahnbewegung des Druckwerkes erforderlich. In Fig. 3 ist ein solches Zeilenfeld 14 auf dem Aufzeichnungsträger 8 dargestellt. Die Breite des Zeilenfeldes 14 ist mit dem Bezugszeichen 24 bezeichnet. Das in der Fig. 3 links neben dem Aufzeichnungsträger 8 eingezeichnete Pfeilsymbol kenn­ zeichnet die Vorschubrichtung des Aufzeichnungsträgers 8.

Da bei Mosaikdruckwerken der Zeichenaufbau hingegen durch Aneinanderfügen von vielen einzelnen Punkten erfolgt, ist eine geradlinige Bewegung des Druckwerkes nicht unabdingbar. Durch die Rotationsbewegung des Mosaikdruckwerkes 3 mit Hilfe der Druckwerkscheibe 1 ergibt sich als Zeilenfeld ein in Fig. 4 dargestellter Ausschnitt eines Kreisringes 21, dessen Mittelpunkt mit der Drehachse 17 der Druckwerkschei­ be 1 zusammenfällt. Um dennoch die einzelnen Zeichen inner­ halb eines rechteckigen Zeilenfeldes analog im Zeilenfeld 14 in Fig. 3 abzudrucken, wird bei angehaltenem Vorschub des Aufzeichnungsträgers 8 das erste Zeichen der ersten Zeile (Zeichen "A" in Fig. 4) gedruckt, die Druckwerkscheibe 1 um einen Winkel 2×α im Uhrzeigersinn gedreht und dann das letzte Zeichen der ersten Zeile (Zeichen "Z" in Fig. 4) ge­ druckt. Dann wird der Aufzeichnungsträger 8 um einen vom Winkel α und dem gewählten Schreibschritt (Abstand zweier benachbarter Zeichen) abhängigen Betrag vorgeschoben; das zweite Zeichen der ersten Zeile und dann das vorletzte Zeichen der ersten Zeile gedruckt. Dieser Vorgang wiederholt sich so oft, bis die Lage des Druckkopfes 3 mit der Mittel­ linie 22 (Normale) des Aufzeichnungsträgers 8 übereinstimmt. Ist dort ein Zeichen zu drucken (Zeichen "G" in Fig. 4), so ist dies das letzte zu druckende Zeichen in dieser Zeile. Die abgedruckten Zeichen müssen aber nicht nur innerhalb eines geradlinigen Zeilenfeldes 14, sondern die einzelnen Zeichen auch innerhalb des Zeilenfeldes lagerichtig, d. h. rechtwinklig zum Zeilenfeld, in einer vorgegebenen Matrix abgedruckt werden. Um dies zu ermöglichen, weist der Mosaik­ druckkopf 3 eine Vielzahl von Einzeldüsen auf, die in mehreren schrägen und zueinander parallelen Reihen ange­ ordnet sind. Durch eine vom momentanen Winkel α abhängige, gezielte Ansteuerung von den einzelnen Düsen zugeordneten Antriebselementen (Piezo- oder Thermalwandler) läßt sich erreichen, daß sich bei jeder einzelnen Umdrehung der Druck­ werkscheibe 1 eine vom zu bedruckenden Zeichen und vom Winkel α abhängige Anzahl von Einzeldüsen in einer Lage befinden, die den Kreuzungspunkten des Matrixgitters entsprechen. Jedes Zeichen des vorhandenen Zeichensatzes in einer solchen Druckeinrichtung ist deshalb in einem Speicher der Geräteelektronik 11 winkelabhängig codiert. Der Drehwinkel α der Druckwerkscheibe 1 wird über die Motor­ welle erfaßt und abhängig vom festgestellten Winkel α die diesem Winkel zugeordnete Codierung des nun abzudruckenden Zeichens ausgelesen und in vorher beschriebener Art und Weise auf die Druckwerkscheibe 1 übertragen. Die Abtastelek­ tronik 7 wertet diese Signale aus und steuert die entsprechen­ den Düsen des Mosaikdruckwerkes 3 an. Der Vorschub des Auf­ zeichnungsträgers 8 ist abhängig von der Stellung des ab­ zudruckenden Zeichens (Teilzeichens) innerhalb des Zeilen­ feldes 21. Je näher ein Zeichen an der als Normale 22 be­ zeichneten Mittellinie des Aufzeichnungsträgers 8 liegt, um so geringer ist der Vorschub des Aufzeichnungsträgers 8 zwischen benachbarten zu druckenden Zeichen zu wählen. Beim Druckvorgang an den Rändern des Aufzeichnungsträgers 8 ist die Krümmung des Zeilenfeldes 21 bezogen auf die Schreib­ zeilenrichtung sehr groß und damit ein relativ großer Vor­ schub zu wählen, um die Zeichen auf einer geraden Zeile abzudrucken. Aus diesem Grunde ist neben der winkelabhängi­ gen Codierung der einzelnen Zeichen auch für jeden auftre­ tenden Winkel α in einem Speicher der Geräteelektronik 11 der zugehörige Vorschubparameter gespeichert.

Das beschriebene Ausführungsbeispiel bezieht sich auf eine Mosaikdruckeinrichtung mit einem Tintendruckkopf, der wiederum als Mono-Farbkopf, bevorzugt für die Farbe Schwarz oder als Mehrfarbenkopf realisiert sein kann. Es ist aber auch mög­ lich, die Druckwerkscheibe mit einem Nadeldruckwerk auszu­ statten. Die Abtastelektronik 7 steuert dann entsprechend den gewünschten abzudruckenden Zeichen winkelabhängig die einzelnen Aktoren für die Drucknadeln an.

Außerdem liegt es auch im Rahmen der Erfindung, die drehbare Druckwerkscheibe unterhalb des Aufzeichnungsträgers anzu­ ordnen, so daß die Abdruckelemente des Mosaikdruckwerkes nach oben auf den Aufzeichnungsträger wirken. Dadurch kann als Druckkopf ein Tintendruckkopf Verwendung finden, der nach dem für Tintendruckeinrichtungen besonders vorteil­ haften Unterdruckverfahren arbeitet.

Weiterhin ist es möglich, die Druckwerkscheibe senkrecht anzuordnen, so daß der Aufzeichnungsträger von unten nach oben in einer zur Druckwerkscheibe parallelen Ebene trans­ portiert wird.

Claims (10)

1. Verfahren zum Bedrucken von Aufzeichnungsträgern (8) in Druckeinrichtungen (15) mit einem einen Druckkopf tragenden Mosaikdruckwerk (3) mit einer Vielzahl von Abdruckelemen­ ten (2), mit einer, einen Speicher für die abzudruckenden Zeichen aufweisenden Geräteelektronik (11) und bei dem der Aufzeichnungsträger (8) die Druckeinrichtung (15) geradlinig durchläuft, dadurch gekennzeichnet,
daß das Mosaikdruckwerk (3) auf einer Druckwerkscheibe (1) angeordnet ist und in einer zum Aufzeichnungsträger (8) parallelen Ebene eine kreisförmige Bewegung mit konstanter Geschwindigkeit ausführt,
daß in dem Speicher sowohl die einzelnen Zeichen eines vorgegebenen Zeichensatzes winkelabhängig als auch der zugehörige Vorschubparameter für den Aufzeichnungsträger (8) für jeden Drehwinkel (α) der Druckwerkscheibe (1) gespeichert ist,
daß der momentane Drehwinkel (α) der Druckwerkscheibe (1) erfaßt wird und entsprechend dem ermittelten Drehwinkel (α) die dazugehörige Abdruckinformation (winkelabhängige Speicherung der Zeichen und Vorschubparameter) aus dem Speicher ausgelesen wird und dadurch sowohl die Ansteuerung der einzelnen Abddruckelemente (2) des Druckkopfes als auch der Vorschub des Aufzeichnungsträgers (8) bestimmt ist, so daß die Zeichen innerhalb eines geraden Zeilenfeldes (14) abgedruckt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß pro Umdrehung der Druckwerkscheibe (1), beginnend an den Rändern des Aufzeichnungsträgers (8) bei angehaltenem Vorschub des Aufzeichnungsträgers (8) jeweils Zeichen innerhalb des Zeilenfeldes ein und derselben Zeile (14) gedruckt werden, die symmetrisch zu einer in der Längsrichtung des Aufzeichnungsträgers (8) verlaufenden Mittellinie (22) liegen.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeichenübertragung von der Geräteelektronik (11) zu dem Druckwerk (3) auf der Druckwerkscheibe (1) draht- und berührungslos mittels magnetischer und/oder optoelektronischer Bauelemente erfolgt.

4. Anordnung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine, in einer parallelen Ebene zum Aufzeichnungsträger (8) angeordneten und um eine senkrechte Achse drehbare, als Trägerteil dienende Druckwerkscheibe (1), deren Durchmesser größer ist als die Breite (23) des zu bedruckenden Aufzeichnungsträgers (8) und auf der das Mosaikdruckwerk (3) mit einem eine Vielzahl von Druckelementen (2) aufweisenden Mosaik­ druckkopf und eine Abtastelektronik (7) für die Übertragung der Steuerzeichen für die Abdruckelemente (2) angeordnet sind, und durch eine Vorschubeinrichtung (9, 19), die den Aufzeichnungsträger (8) senkrecht zur Zeilenrichtung transportiert.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Mosaikdruckkopf als Tintendruckkopf mit einer Vielzahl von in mehreren, versetzt zueinander in schräg angeordneten Reihen von Austrittsdüsen realisiert ist und das Tintenversorgungssystem (6) als Einheit mit dem Antriebsmotor (5) ausgebildet ist.

6. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Mosaikdruckkopf als Nadeldruckkopf mit einer Vielzahl von in mehreren, versetzt zueinander in schräg angeordneten Reihen von Drucknadeln realisiert ist.

7. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckwerkscheibe (1) in einer parallelen Ebene oberhalb des Aufzeichnungsträgers (8) an­ geordnet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckwerkscheibe (1) in einer parallelen Ebene unterhalb des Aufzeichnungsträgers (8) angeordnet ist.

9. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckwerkscheibe (1) von einem Synchronmotor angetrieben wird.

10. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckwerkscheibe (1) mittels eines Schrittmotors angetrieben wird.