DE4113390C2

DE4113390C2 -

Info

Publication number: DE4113390C2
Application number: DE4113390A
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Amagasaki Hyogo Jp Fukumoto; Koji Amagasaki Hyogo Jp Namura; Hisashi Fukuyama Hiroshima Jp Nakamura; Keiichi Fukuyama Hiroshima Jp Fukazawa; Kenichi Fukuyama Hiroshima Jp Naruki
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1990-04-27
Filing date: 1991-04-24
Publication date: 1993-09-23
Also published as: JP2844835B2; GB2244242A; GB2244242B; DE4113390A1; CA2039896C; US5160944A; JPH0410965A; CA2039896A1; GB9105163D0

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Transportmechanismus für ein Aufzeichnungsblatt in einem Thermodruckers nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Die Fig. 8 und 9 sind eine perspektivische Ansicht und eine Seitenansicht des Aufzeichnungsblatt- Transportmechanismus in einem herkömmlichen Thermodrucker. Derartige Transportmechanismen sind in ihrem Grundaufbau beispielsweise aus der EP 02 94 946 A1 bekannt, wobei der dort beschriebene Transportmechanismus in den im folgenden erläuterten Fig. 8 und 9 durch bei Thermodruckern übliche Antriebselemente wie Antriebsmotoren und Drehmomentbegrenzer ergänzt wurde. Aufzeichnungsblätter 30 werden von einem Blattversorgungsmechanismus 15 Stück für Stück geliefert. Der vordere Kantenabschnitt eines jeden so gelieferten Blattes 30 wird in eine Zugeinrichtung 10 eingefügt. Unter dieser Bedingung wird die Zugeinrichtung 10 mittels eines Zugeinrichtung-Schließmechanismus 16 geschlossen, so daß das Aufzeichnungsblatt 30 von der Zugeinrichtung 10 gehalten wird. Die Zugeinrichtung 10 ist auf einer Brücke 10a angebracht, deren beide Enden an zwei endlosen Zeitgeber-Riemen 3 derart angebracht sind, daß die Zugeinrichtung 10 parallel zu einer Schreibwalze 1 ist. Erste Riemenscheiben 2 sind auf der Welle 1a der Schreibwalze derart montiert, daß sie drehbar um die Welle 1a der Schreibwalze 1 sind. Zweite Riemenscheiben 4 werden über einen Drehmomentbegrenzer 13 durch einen zweiten Motor 12 angetrieben. Somit werden die Zeitgeberriemen 3 durch die zweiten Riemenscheiben 4 angetrieben, und die Zugeinrichtung 10 wird in Richtung des Pfeiles B bewegt, wenn die Zeitgeberriemen 3 angetrieben werden. Die Bewegungsgeschwindigkeit der Zugeinrichtung 10 wird von der Anzahl Umdrehungen pro Zeiteinheit N₂ der zweiten Riemenscheiben 4 bestimmt. Die Drehzahl N₂ der zweiten Riemenscheiben 4 wird von der konstanten Geschwindigkeit M des zweiten Motors 12 bestimmt, wenn der Drehmomentbegrenzer 13 nicht Schlupf erleidet.

Die so bewegte Zugeinrichtung 10 wird in ihre ursprüngliche Position durch Passieren der ersten Riemenscheiben 2 der zweiten Riemenscheiben 4 und dritter Riemenscheiben 5 zurückbewegt. Bei diesem Vorgang wird das durch die Zugeinrichtung 10 gehaltene Aufzeichnungsblatt 30 gegen die Schreibwalze 1 von einem Thermokopf 9 gedrückt, so daß die Farbe eines Tintenblattes 6, auf das Aufzeichnungsblatt 30 übertragen wird. Bei einem Farbdruckvorgang wird der oben beschriebene Farbübertragungsvorgang drei- oder viermal wiederholt, wobei Tintenblätter 6 mit verschiedener Farbe verwendet werden. In diesem Fall wird das Aufzeichnungsblatt 30 veranlaßt, sich drei- oder viermal über die Riemenscheiben 2, 4 und 5 zu bewegen.

Beim Farbübertragungsvorgang, das heißt beim Druckvorgang, wird die Beührungszone des Druckkopfes 9, der sich in Kontakt mit dem Aufzeichnungsblatt 30 befindet, mit einer Kraft P_H gegen die Schreibwalze 1 gedrückt (vgl. Fig. 3). Somit wird das Aufzeichnungsblatt 30 transportiert, während die Schreibwalze 1 von einem ersten Motor 11 gedreht wird; das heißt, das Aufzeichnungsblatt 30 wird mit einer konstanten Geschwindigkeit V₁ transportiert, welche durch die Geschwindigkeit der Schreibwalze 1 bestimmt wird, und dementsprechend wird die Zugeinrichtung 10, welche das Aufzeichnungsblatt 30 hält, auch mit derselben Geschwindigkeit V₁ bewegt.

Während des Druckens ist die Bewegungsgeschwindigkeit des Aufzeichnungsblattes 30 oder der Zugeinrichtung 10 V₁, wie oben beschrieben wurde. Wenn das Aufzeichnungsblatt 30 nicht bedruckt wird, das heißt, wenn es nicht von der Berührungszone der Druckrolle 1 durch die Berührungszone gedrückt wird (im folgenden als Leerlaufperiode bezeichnet, ist die Bewegungsgeschwindigkeit der Zugeinrichtung 10 V₂.

Die Bewegungsgeschwindigkeit V₂ wird auf einen höheren Wert gesetzt als die Transportgeschwindigkeit V₁ des Aufzeichnungsblattes 30. Der Unterschied zwischen den beiden Geschwindigkeiten V₁ und V₂ wird durch den Schlupf des Drehmomentbegrenzers 13 absorbiert. Das heißt, während der Druckperiode ist die Bewegungsgeschwindigkeit der Zugeinrichtung 10 und der Zeitgeberriemen 3 gleich der Blatttransportgeschwindigkeit V₁, und die zweiten Riemenscheiben 4 werden mit der Drehzahl N₁ entsprechend der Blatttransportgeschwindigkeit V₁ gedreht. Die Drehzahl N₁ der zweiten Riemenscheiben 4 ist niedriger als die für die Leerlaufperiode vorgesehene N₂, wenn das Aufzeichnungsblatt 30 nicht bedruckt wird. Deshalb wird der Unterschied zwischen der Drehzahl des zweiten Motors 12 zum Drehen der zweiten Riemenscheiben 4 und der Drehzahl N₂ zu jeder Zeit und die aktuelle Drehzahl N₁ der zweiten Riemenscheiben 4 vom Schlupf des Drehmomentbegrenzers 13 absorbiert. Bei diesem Schlupf wird das durch den Drehmomentbegrenzer 13 vorbestimmte Drehmoment durch die zweiten Riemenscheiben 4 und die Zeitgeberriemen 3 auf die Zugeinrichtung 10 gegeben. Dementsprechend zieht während des Druckens die Zugeinrichtung 10 das Aufzeichnungsblatt 30 mit einer Zugkraft entsprechend dem vorbestimmten Drehmoment.

Falls die Aufzeichnungsblatt-Transportgeschwindigkeit sich während des Druckens verändert, tritt für den Fall eines Farbdruckvorganges ein unerwünschtes Farbverschiebungsphänomen auf. Somit ist es eine der allerwichtigsten Bedingungen für einen Thermodrucker, während des Druckens die Aufzeichnungsblatt- Transportgeschwindigkeit aufrecht zu halten. Während des Druckens hängt die Aufzeichnungsblatt- Transportgeschwindigkeit von der Berührungszone X des Thermokopfes 9 und der Schreibwalze 1 1 ab.

Beim herkömmlichen, wie oben beschrieben konstruierten Thermodrucker kann die auf das Aufzeichnungsblatt 30 wirkende Zugkraft aus folgenden Gründen variieren:
Das Ausgangsdrehmoment des Drehmomentbegrenzers 13 verändert sich, welches die Zugkraft auf das Aufzeichnungsblatt 30 gibt. Diese Veränderung ist unvermeidlich, weil sie auf dem Funktionsprinzip des Drehmomentbegrenzers 13 beruht. An der Berührungszone X werden sowohl das Aufzeichnungsblatt 30 als auch ein Tintenblatt 6 transportiert. Danach werden das Aufzeichnungsblatt 30 und das Tintenblatt 6 voneinander getrennt. Die Kraft zum Trennen des Aufzeichnungsblattes 30 und des Tintenblattes 6 voneinander hängt von der Druckdichte des Thermokopfes 9 ab; das heißt, die auf das Aufzeichnungsblatt 30 gegebene Zugkraft wird davon beeinflußt.

Die Variationsbreite der Zugkraft ist generell kleiner als die an der Berührungszone X auf das Aufzeichnungsblatt 30 wirkende Reibungskraft (das heißt, die Variationsbreite der Zugkraft ist nicht so groß, um zu erlauben, daß das Aufzeichnungsblatt 30 durch die Berührungszone X schlupft). Jedoch sollte vermerkt werden, daß zum Beispiel für den Fall, daß die Zugkraft in Transportrichtung des Aufzeichnungsblattes 30 anwächst, die Transportblatt-Transportgeschwindigkeit an der Berührungszone mit der Variation der Zugkraft wächst. In dem Fall, daß andererseits die Zugkraft in Transportrichtung kleiner wird, wird die Aufzeichnungsblatt-Transportgeschwindigkeit an der Berührungszone X kleiner. Kurz, Schlupf tritt zwischen dem Aufzeichnungsblatt 30 und der Berührungszone X der Druckrolle 1 auf, um die Geschwindigkeit in der oben beschriebenen Weise zu verändern. Diese Tatsache wurde theoretisch bewiesen, wie in Fig. 3 der Veröffentlichung "The Rolling Contacts of Two Elastic-Layer-Covered Cylinders Driving a Loaded Sheet in the Nip" (Die Rollkontakte zweier mit einer elastischen Schicht bedeckten Zylinder, welche in der Berührungszone ein Blatt unter Last antreiben), T.-C. Scong et al., Transactions of the ASME (Americal Society of Mechanical Engineers), Journal of Applied Mechanics, Dezember 1981, Vol. 48, Seiten 889-894, angedeutet wird.

Wie oben beschrieben wurde, verändert sich in dem herkömmlichen Thermodrucker die Transportgeschwindigkeit eines Aufzeichnungsblattes 30, welche konstant gehalten werden sollte.

Dementsprechend ist es Aufgabe dieser Erfindung, einen Thermodrucker vorzusehen, in welchem während des Druckens die Transportgeschwindigkeit des Aufzeichnungsblattes konstant gehalten wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß eine Andruckrolle auf der Blattzuführungsseite das Aufzeichnungsblatt mit einer Andruckkraft gegen die Schreibwalze drückt, so daß das Aufzeichnungsblatt auf die Druckrolle gewickelt wird; und daß Dreheinrichtungen wenigstens an einem Ende der Andruckrolle vorgesehen sind, um die Andruckrolle mit einer Umfangsgeschwindigkeit zu drehen, die niedriger als die der Schreibwalze ist.

Bei dem Thermodrucker der Erfindung wird die Andruckrolle auf der Blattzuführungsseite, die gegen die Schreibwalze über das Aufzeichnungsblatt gedrückt wird, während des Druckens mit einer Geschwindigkeit gedreht, die niedriger als die der Schreibwalze ist, während das Blatt in der Transportrichtung der letzteren gezogen wird. Somit wird das Aufzeichnungsblatt transportiert, während es in engem Kontakt mit dem relativ großen Winkelanteil der Mantelfläche der Schreibwalze von der Berührungszone der Andruckrolle und der Schreibwalze zu der Berührungszone des Thermokopfes und der Schreibwalze ist.

Der Transportmechanismus ist nachfolgend anhand der Figuren näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 und 2 eine perspektivische Ansicht bzw. eine Seitenansicht wesentlicher Komponenten eines Ausführungsbeispieles eines Thermodruckers,

Fig. 3 eine Skizze der während des Druckens auf ein Aufzeichnungsblatt wirkenden Kräfte,

Fig. 4 eine Skizze zur Erläuterung der allgemeinen Beziehungen zwischen einer Schreibwalze und einem Aufzeichnungsblatt,

Fig. 5 eine Skizze zur Erläuterung der allgemeinen Beziehungen zwischen einer Schreibwalze, einem Aufzeichnungsblatt und einem Thermokopf,

Fig. 6 eine Skizze zur Erläuterung der allgemeinen Beziehungen zwischen einer Schreibwalze, einem Aufzeichnungsblatt und einer Andruckrolle,

Fig. 7 eine Skizze zur Erläuterung der Beziehungen zwischen einem Zylinder und einem flexiblen Element, und

Fig. 8 und 9 eine perspektivische Ansicht bzw. eine Seitenansicht wesentlicher Komponenten eines herkömmlichen Thermodruckers.

Wie in den Fig. 1 und 2 dargestellt, ist ein Paar von rechten und linken Zeitgeberriemen 3 unter Spannung über erste Riemenscheiben 2 zweite Riemenscheiben 4 und dritte Riemenscheiben 5 gelegt. Die ersten Riemenscheiben 2 sind auf der Welle 1a einer Schreibwalze 1 in solcher Weise angebracht, daß sie drehbar um die Welle 1a sind. Beide Enden einer Brücke 10a sind mit den zwei Zeitgeberriemen 3 derart verbunden, daß die Brücke 10a parallel zur Schreibwalze 1 ist. Eine Zugeinrichtung 10 ist auf der Brücke 10a angebracht. Ein Thermokopf 9 ist so installiert, daß er von einem nicht gezeigten Mechanismus mit der Schreibwalze 1 in Kontakt gebracht wird und von diesem wegbewegt wird. Ein Tintenblatt 6 wird von einer Tintenblattversorgungsrolle 7 geliefert. Das so gelieferte Tintenblatt 6 wird durch den Spalt zwischen der Schreibwalze 1 und dem Thermokopf 9 hindurchgeführt und dann auf eine Aufnahmerolle 8 gewickelt.

Die Schreibwalze 1 wird von einem ersten Motor 11 angetrieben. Die zweiten Riemenscheiben 4 werden von einem zweiten Motor 12 über einen Drehmomentbegrenzer 13 angetrieben. Somit werden die Zeitgeberriemen 3 von den zweiten Riemenscheiben 4 angetrieben, und die Zugeinrichtung 10 wird mit den Zeitgeberriemen 3 mit einer Geschwindigkeit V₂ in der Richtung des Pfeiles B bewegt. Die Bewegungsgeschwindigkeit V₂ der Zugeinrichtung 10 hängt von der Drehzahl N₂ der zweiten Riemenscheiben 4 ab. Die Drehzahl N₂ wird von der vorbestimmten Drehzahl M des zweiten Motors 12 bestimmt, wenn bei dem Drehmomentbegrenzer 13 kein Schlupf auftritt.

Eine Andruckrolle 20 ist in solcher Weise montiert, daß sie von einem nicht gezeigten Mechanismus in Eingriff oder außer Eingriff mit der Schreibwalze 1 bewegt werden kann. Während des Druckens drückt die Andruckrolle 20 ein Aufzeichnungsblatt 30 mit einer vorbestimmten Kraft P_B (vgl. Fig. 3), die später beschrieben wird, gegen die Schreibwalze 1. Weil die Andruckrolle 20 in dieser Weise andrückt, wird das Aufzeichnungsblatt 30 auf die Schreibwalze 1 gewickelt. Die Andruckrolle 20 hat erste Zahnräder 21 an beiden Enden. Die Schreibwalze 1 hat zweite Zahnräder 22 an beiden Enden, welche mit den ersten Zahnrädern 21 der Andruckrolle 20 in Eingriff stehen, so daß die Umdrehung der Schreibwalze 1 auf die Andruckrolle 20 übertragen wird. Die ersten und zweiten Zahnräder 21 und 22 bilden ein Umdrehungsübertragungssystem, in welchem das Übersetzungsverhältnis so bestimmt ist, daß die Umfangsgeschwindigkeit der Andruckrolle 20 niedriger ist als die der Schreibwalze 1.

Nun wird der Betrieb des so konstruierten Thermodruckers beschrieben.

Vor dem Start einer Druckoperation wird die Zugeinrichtung 10 oberhalb einem Zugeinrichtungsschließmechanismus 16 gehalten. Wenn die Vorderkante eines Aufzeichnungsblattes 30, das von einem Blattversorgungsmechanismus 15 geliefert wird, in die Klauen der Zugeinrichtung 10 eingefügt wird, arbeitet der Zugeinrichtungsschließmechanismus 16, um die Zugeinrichtung 10 zu schließen, so daß letzterer die Vorderkante des Aufzeichnungsblattes 30 hält. Unter diesem Umstand wird die Schreibwalze 1 in der Richtung desPfeiles A gedreht. In diesem Fall werden die Andruckrolle 20 und der Thermokopf 9 auf Abstand von der Schreibwalze 1 gehalten. Deshalb wird die das Aufzeichnungsblatt 30 haltende Zugeinrichtung 10 zusammen mit den Zeitgeberriemen 3 bewegt und passiert den Raum zwischen der Andruckrolle 20 und der Schreibwalze 1 und den Raum zwischen der Schreibwalze 1 und dem Thermokopf 9, und erreicht so einen Blattermittlungssensor 14. Auf eine Ermittlung der Vorderkante des Aufzeichnungsblattes 30 durch den Blattermittlungssensor 14 hin werden die Andruckrolle 20 und der Thermokopf 9 gegen die Schreibwalze 1 gedrückt, so daß ein Druckvorgang begonnen wird.

In Fig. 3 drückt der Thermokopf 9 die Schreibwalze 1 an der Berührungszone X durch das Aufzeichnungsblatt 30 mit einer Kraft P_H. Weil unter diesem Umstand die Schreibwalze 1 von dem ersten Motor 11 in der Richtung des Pfeiles A gedreht wird, bildet die Berührungszone X zusammen mit dem Thermokopf 9 und der Schreibwalze 1 eine erste Aufzeichnungsblatt-Transportsektion. In gleicher Weise drückt die Andruckrolle 20 die Schreibwalze 1 an einer Berührungszone Y durch das Aufzeichnungsblatt 30, und weil unter diesen Umständen die Schreibwalze 1 in der Richtung des Pfeiles A gedreht wird, bilden die Berührungszone Y zusammen mit der Andruckrolle 20 und der Schreibwalze 1 eine zweite Aufzeichnungsblatt- Transportsektion.

Es sei angenommen, daß die erste Aufzeichnungsblatt- Transportsektion mit der Berührungszone X und die zweite Aufzeichnungs-Transportsektion mit der Berührungszone Y das Aufzeichnungsblatt 30 unabhängig voneinander transportieren, und daß ihre Aufzeichnungsblatt- Transportgeschwindigkeiten durch V_H und V_B dargestellt werden. Wenn die folgende Beziehung (1) gültig ist, kann das Aufzeichnungsblatt in engen Kontakt mit der relativ größeren Berührungszone (X-Y) der Mantelfläche der Schreibwalze 1 gebracht werden:

V_H < V_B (1)

Diese relativ große Berührungszone X-Y stellt eine dritte Aufzeichnungsblatt-Transportsektion dar. Die Aufzeichnungsblatt- Transportsektion mit der Berührungszone X-Y ist viel größer als die durch die Berührungszone der Schreibwalze 1 in dem herkömmlichen Thermodrucker dargestellte Aufzeichnungsblatt- Transportsektion. Deshalb wird selbst, wenn sich die auf das Aufzeichnungsblatt 30 wirkende Zugkraft T verändert, dadurch die Aufzeichnungsblatt-Transportgeschwindigkeit kaum beeinflußt. (Die Zugkraft wurde in der Einleitung zum Stand der Technik beschrieben.)

Wenn, wie in Fig. 4 gezeigt, das Aufzeichnungsblatt 30 von einer bestimmten Zugkraft auf der Schreibwalze 1 gewickelt wird, kann die Aufzeichnungsblatt- Transportgeschwindigkeit V₀ der dritten Aufzeichnungsblatt-Transportsektion mit der Berührungszone X-Y durch die folgende Gleichung dargestellt werden, wenn zwischen der Schreibwalze 1 und dem Aufzeichnungsblatt 30 kein Schlupf auftritt:

V₀ = (1 + t/D)V_M ,

worin t die Dicke des Aufzeichnungsblattes 30 ist, D der Durchmesser der Schreibwalze 1 und V_M die Umfangsgeschwindigkeit der Druckrolle 1, welche durch V_M = w D/2 dargestellt wird, worin w die Winkelgeschwindigkeit ist.

Die Transportgeschwindigkeit V₀ ist konstant, weil die Aufzeichnungsblatt-Transportsektion mit der Berührungszone X-Y von äußerer Kraft nicht deformiert wird.

Andererseits wird, wie in Fig. 5 gezeigt, die Schreibwalze 1 durch die Druckkraft P_H von dem Thermokopf 9 an der Berührungszone X deformiert, und dementsprechend ist die Aufzeichnungsblatt-Transportgeschwindigkeit V_H an der Berührungszone X verschieden von der Geschwindigkeit V₀. Die Transportgeschwindigkeit V_H ist generell, zum Beispiel wegen der Deformation der Schreibwalze 1 höher als dieses V₀. Das heißt, die folgende Gleichung (2) gilt:

V_H < V₀ (2)

Diese Tatsache wurde analytisch bestätigt, wie in der Fig. 2 in der Veröffentlichung "The Steady Rolling Contact of two Elastic Layer Bonded Cylinders with a Sheet in the Nip", Tsai-Chen Soong et al., Int. J. Mech. Sci., Vol. 23, Seiten 263 bis 273, 1981, Großbritannien (im Folgenden als "Schrift 2" bezeichnet, ersichtlich ist. Es versteht sich von selbst, daß die Aufzeichnungsblatt-Transportgeschwindigkeit V_H durch die Druckkraft des Thermokopfes 9 beeinflußt wird.

Im Fall der Fig. 6 drückt die Andruckrolle 20 an der Berührungszone Y durch das Aufzeichnungsblatt 30 auf die Schreibwalze 1. In diesem Fall wird die Aufzeichnungsblatt- Transportgeschwidigkeit V_B der zweiten Aufzeichnungsblatt-Transportsektion mit der Berührungszone Y durch die Druckkraft der Andruckrolle 20 beeinflußt, und die Umfangsgeschwindigkeit der Andruckrolle 20 ist niedriger als die der Schreibwalze 1, wie zuvor beschrieben wurde. In diesem Zusammenhang wird das Material der Andruckrolle 20 so gewählt, daß der Reibungskoeffizient zwischen dem Aufzeichnungsblatt 30 und der Andruckrolle 20 kleiner ist als der Reibungskoeffizient µ zwischen dem Aufzeichnungsblatt 30 und der Schreibwalze 1, woraus resultiert, daß Schlupf nur zwischen der Andruckrolle 20 und dem Aufzeichnungsblatt 30 entsteht. Dementsprehend wirkt die Reibungskraft auf das Aufzeichnungsblatt 30 in der Richtung entgegen der Transportrichtung. Das heißt, die Reibungskraft wirkt als eine Zugkraft, um das Aufzeichnungsblatt zurückzuziehen. Somit ist ähnlich wie in der in der Einleitung beschriebenen Beziehung zwischen der Zugkraftveränderung und der Transportgeschwindigkeit die Aufzeichnungsblatt- Transportgeschwindigkeit V_B der zweiten Aufzeichnungsblatt-Transportsektion mit der Berührungszone Y niedriger als V₀. Das heißt

V₀ < V_B (3)

Aus den oben beschriebenen Beziehungen (2) und (3) ergibt sich die Beziehung zwischen den Transportgeschwindigkeiten der Transportsektionen zu V_H <V₀ <V_B, und genügt so der oben beschriebenen Beziehung (1). Das heißt, die Schreibwalze 1, der Thermokopf 9 und die Andruckrolle 20 bilden in Kombination die Aufzeichnungsblatt-Transportsektion mit der Berührungszone X-Y, welche sich zwischen den Berührungszonen X und Y erstreckt und von beachtlicher Größe ist.

Wie von der obigen Beschreibung ersichtlich, wird das Aufzeichnungsblatt 30 von dem großen Teil (X-Y) der Mantelfläche der Schreibwalze 1 mit der Geschwindigkeit V₀ transportiert. Somit wirkt bei der ersten Aufzeichnungsblatt-Transportsektion mit der Berührungszone X die durch die Differenz zwischen der Aufzeichnungsblatt-Transportgeschwindigkeit V_H und der Transportgeschwindigkeit V₀ hervorgerufene Kraft auf das Aufzeichnungsblatt 30, während bei der zweiten Aufzeichnungsblatt-Transportsektion mit der Berührungszone Y die durch die Differenz zwischen der Aufzeichnungsblatt-Transportgeschwindigkeit V_B und der Transportgeschwindigkeit V₀ hervorgerufene Kraft auf das Aufzeichnungsblatt 30 wirkt. Das heißt, wie in Fig. 3 gezeigt, wird eine Kraft f_H bei der ersten Aufzeichnungsblatt-Transportsektion mit der Berührungszone X hervorgerufen, welche auf das Aufzeichnungsblatt 30 wirkt. Weil die Geschwindigkeitsdifferenz V_H-V₀ positiv ist, fällt die Richtung der Kraft f_H mit der Aufzeichnungsblatt- Transportrichtung zusammen. Zur gleichen Zeit wird eine Kraft f_B bei der zweiten Aufzeichnungsblatt- Transportsektion mit der Berührungszone Y hervorgerufen. Weil die Geschwindigkeitsdifferenz V_B-V₀ negativ ist, ist die Richtung der Kraft f_B entgegengesetzt der Aufzeichnungsblatt-Transportrichtung. In diesem Fall wird ähnlich wie in dem Fall des herkömmlichen Thermodruckers die Zugkraft T durch die Zugeinrichtung 10 auf das Aufzeichnungsblatt 30 in der Aufzeichnungsblatt- Transportrichtung gegeben.

Es sei der Fall betrachtet, in welchem wie in Fig. 7 gezeigt, ein flexibles Element 41, wie etwa ein Blatt Papier, auf einem fixierten, starren Zylinder 40 mit einem Umschlingungswinkel R₁ gewickelt wird. Falls in diesem Fall Zugkräfte T₁ und T₂ auf das flexible Element 41 mit einem Reibungskoeffizienten μ₁ zwischen dem flexiblen Element 41 und der Mantelfläche des Zylinders 40 wirken, gelten die folgenden Beziehungen:

(i) wenn T₁ < T₂e^m ^₁ ^R ^₁ ,

dann gleitet das flexible Element 41 auf der Mantelfläche des Zylinders 40 in der Richtung der Zugkraft T₁.

(ii) wenn

dann gleitet das flexible Element 41 auf der Mantelfläche des Zylinders 40 in der Richtung der Zugkraft T₂.

(iii) wenn T₂/e^μ ^₁ ^R ^₁ < T₁ < T₂e^m ^₁ ^R ^₁ ,

dann gleitet das flexible Element 41 nicht und wird von der Mantelfläche des Zylinders 40 festgehalten.

Das flexible Element 41 und der Zylinder 40 in Fig. 7 entsprechen dem Aufzeichnungsblatt 30 bzw. der Druckrolle 1 in Fig. 3. Die Konstanten μ₁, R₁, T₁ und T₂ in Fig. 7 entsprechen jenen in Fig. 3 wie folgt:

(1) Der Reibungskoeffizient μ₁ zwischen dem flexiblen Element 41 und der Mantelfläche des Zylinders 40 entspricht dem Reibungskoeffizienten μ zwischen dem Aufzeichnungsblatt 30 und der Schreibwalze 1.
(2) Der Umschlingungswinkel R₁ des flexiblen Elementes 41 auf dem Zylinder 40 entspricht dem Umschlingungswinkel R des Aufzeichnungsblattes 30 auf der Schreibwalze 1.
(3) Die auf das flexible Element 41 gegebene Zugkraft T₁ entspricht der auf das Aufzeichnungsblatt 30 wirkenden Kraft f_B.
(4) Die auf das flexible Element 41 gegebene Zugkraft T₂ entspricht der auf das Aufzeichnungsblatt 30 wirkenden Kraft (T + f_H).

Demgemäß entsprechen die oben beschriebenen Fälle (i), (ii) und (iii) bezüglich der Fig. 7 den folgenden Fällen (I), (II) bzw. (III):

(I) wenn f_B < (T + f_H)e^μR ,

dann gleitet das Aufzeichnungsblatt 30 auf der Mantelfläche der Schreibwalze 1 in der Richtung der Kraft f_B.

(II) wenn f_B < (T + f_H)/e^μR ,

dann gleitet das Aufzeichnungsblatt 30 auf der Mantelfläche der Schreibwalze 1 in der Richtung der Kraft T.

(III) wenn (T + f_H)/e^μR < f_B < (T + f_H)e^μR ,

dann gleitet das Aufzeichnungsblatt 30 nicht und wird von derMantelfläche der Schreibwalze 1 festgehalten.

Das heißt, wenn f_B in dem in (III) spezifizierten Bereich gehalten wird, tritt zwischen dem Aufzeichnungsblatt 30 und der Mantelfläche der Schreibwalze 1 kein Schlupf auf. In diesem Fall ist die Aufzeichnungsblatt-Transportgeschwindigkeit V₀. Deshalb tritt bei der ersten Aufzeichnungsblatt- Transportsektion mit der Berührungszone X ein lokaler Schlupf entsprechend der Geschwindigkeitsdifferenz V_H-V₀ zwischen dem Aufzeichnungsblatt 30 und der Schreibwalze 1 auf, welche lokal mit der Aufzeichnungsblatt- Transportgeschwindigkeit V_H angetrieben wird. Dieser Schlupf absorbiert die Geschwindigkeitsdifferenz V_H-V₀, so daß die Kraft f_H bei der ersten Aufzeichnungsblatt-Transportsektion mit der Berührungszone X vorgesehen ist. Das heißt, die Kraft f_H ist die maximale Reibungskraft zwischen der Schreibwalze 1 und dem Aufzeichnungsblatt 30 bei der ersten Aufzeichnungsblatt-Transportsektion mit der Berührungszone X. In gleicher Weise tritt bei der zweiten Aufzeichnungsblatt-Transportsektion mit der Berührungszone Y ein lokaler Schlupf entsprechend der Geschwindigkeitsdifferenz V_B-V₀ zwischen dem Aufzeichnungsblatt 30 und der Schreibwalze 1 auf, welche lokal mit der Aufzeichnungsblatt-Transportgeschwindigkeit V_B angetrieben wird. Dieser Schlupf absorbiert die Geschwindigkeitsdifferenz V_B-V₀, so daß die Kraft f_B bei der zweiten Aufzeichnungsblatt-Transportsektion mit der Berührungszone Y vorgesehen ist. Das heißt, die Kraft f_B ist die maximale Reibungskraft zwischen der Schreibwalze 1 und dem Aufzeichnungsblatt 30 bei der zweiten Aufzeichnungsblatt-Transportsektion mit der Berührungszone Y. Somit können die Kräfte f_H und f_B durch die folgenden Gleichungen ausgedrückt werden:

f_H = μ P_H ,

f_B = μ P_B .

Diese Gleichungen werden in die oben beschriebene Beziehung (III) eingesetzt. Nun seien die Daten f_H und f_B in Betracht gezogen. Wegen des Materials des Thermokopfes 9 ist es nötig, P_H auf einen bestimmten Wert zu begrenzen, um die Druckqualität zu verbessern. Die Niederdruckkraft P_B der Andruckrolle 20 kann auf einen gewünschten Wert justiert werden; jedoch ist es wünschenswert, daß der Justierbereich im Maximum auf ein Vielfaches begrenzt ist. Deshalb kann die oben beschriebene Beziehung (III) bezüglich P_B wie folgt umgeschrieben werden:

(T/μ + P_H)/e^μR < P_B < (T/μ + P_H) e^μR (4)

Als nächstes sei angenommen, daß der Variationsbereich der Zugkraft T, die von der Zugeinrichtung 10 auf das Aufzeichnungsblatt 30 gegeben wird, T_min <T <T_max ist, wegen der Drehmomentvariation des Drehmomentbegrenzers 13. In dem Variationsbereich der Zugkraft T kann der Bereich der Druckkraft P_B der Andruckrolle 20, in welchem zwischen dem Aufzeichnungsblatt 30 und der Berührungszone X-Y der Mantelfläche der Schreibwalze 1 kein Schlupf auftritt, bestimmt werden, wenn die linke Seite der Gleichung (4) maximal wird und die rechte Seite der Gleichung (4) ein Minimum wird. Somit ergibt sich aus Gleichung (4)

(T_max/μ + P_H)/e^μR < P_B < (T_min/μ + P_H) e^μR (5)

worin
T_max der Maximalwert der durch die Zugeinrichtung 10 auf das Aufzeichnungsblatt 30 wirkenden Zugkraft ist,
T_min der Minimalwert der durch die Zugeinrichtung 10 auf das Aufzeichnungsblatt 30 wirkenden Zugkraft ist,
P_H die Druckkraft des Thermokopfes 9 ist,
R der Umschlingungswinkel des Aufzeichnungsblattes 30 auf der Andruckrolle 1 zwischen der Berührungszone Y der Andruckrolle 20 und der Schreibwalze 1 und der Berührungszone X des Thermokopfes 9 und der Schreibwalze 1,
μ der Reibungskoeffizient zwischen dem Aufzeichnungsblatt 30 und der Mantelfläche der Schreibwalze 1 ist, und
e die Basis des natürlichen Logarithmus ist.

Das heißt, Wählen der Druckkraft P_B der Andruckrolle 20 in dem Bereich der oben beschriebenen Beziehung (5) verhindert das Auftreten eines Schlupfes zwischen dem Aufzeichnungsblatt 30 und der Schreibwalze 1 bei der dritten Aufzeichnungsblatt-Transportsektion mit der Berührungszone X-Y, wo das Aufzeichnungsblatt 30 um die Schreibwalze 1 gewickelt wird. Mit anderen Worten wird selbst, wenn die auf das Aufzeichnungsblatt 30 wirkende Zugkraft aufgrund verschiedener Faktoren variiert, das Aufzeichnungsblatt 30 mit der konstanten Geschwindigkeit transportiert, während es von der dritten Aufzeichnungsblatt- Transportsektion X-Y eingespannt ist.

Zum Beispiel ist, wenn in der Variation der durch die Zugeinrichtung 10 auf das Aufzeichnungsblatt 30 aufgebrachten Zugkraft T, T_min = 0 und T_max = 2 P_H, und R = 120° und μ = 0,8 ist, der Bereich von P_B wie folgt:

0,65 P_H < P_B < 5,34 P_H ,

das heißt, der Bereich ist groß genug.

Während die Erfindung mit Bezug auf den Thermodrucker vom Vielfarbentransfer-Typ beschrieben wurde, können dieselben Wirkungen dadurch erzielt werden, daß das technische Konzept der Erfindung auf Thermodrucker anderer Typen angewendet wird.

Wie oben beschrieben wurde, wird bei dem Thermodrucker der Erfindung während des Druckens die Andruckrolle, welche eine niedrigere Umdrehungsgeschwindigkeit hat als die Schreibwalze, gegen die Schreibwalze durch das Aufzeichnungsblatt gedrückt, welches in der Transportrichtung der letzteren gezogen wird. Somit wird das Aufzeichnungsblatt transportiert, während es in engem Kontakt mit der relativ großen Berührungszone der Mantelfläche der Schreibwalze von der Berührungszone der Andruckrolle und der Schreibwalze bis zur Berührungszone des Thermokopfes und der Schreibwalze ist. Das heißt, kein Schlupf entsteht zwischen der Mantelfläche der Schreibwalze und dem Aufzeichnungsblatt. Dementsprechend wird selbst, wenn sich die auf das Aufzeichnungsblatt wirkende Zugkraft während des Druckens ändert, die Transportgeschwindigkeit des Aufzeichnungsblattes unverändert gehalten. Somit ist der Thermodrucker der Erfindung frei von Farbverschiebung.

Claims

Transportmechanismus für ein Aufzeichnungsblatt (30) in einem Thermodrucker mit
- - einer Schreibwalze (1), an deren Mantelfläche über einen Umfangsbereich in einem Umschlingungswinkel (R) das Aufzeichnungsblatt (30) anliegt, auf das von der Schreibwalze (1) eine Vorschubkraft (µP_H) übertragen wird,
- - einem gegen die Schreibwalze (1) andrückbaren Thermokopf (9) zum Übertragen von Farbe von einem Farbblatt (6) auf das Aufzeichnungsblatt (30),
- - einer längs eines Transportweges auf das Aufzeichnungsblatt (30) in dessen vorderem Bereich eine innerhalb bestimmter Grenzen variierende Zugkraft (T) aufbringende Zugeinrichtung (10),
dadurch gekennzeichnet, daß
- - eine Andruckrolle (20) auf der Blattzuführungsseite das Aufzeichnungsblattes (30) gegen die Schreibwalze (1) mit einer Andruckkraft P_B drückt, die wie folgt definiert ist: (T_max/μ + P_H)/e^μR < P_B < (T_min/μ + P_H) e^μR ,worin:
  T_max = der Maximalwert der durch die Zugeinrichtung (10) auf das Aufzeichnungsblatt (30) wirkenden Zugkraft,
  T_min = der Minimalwert der durch die Zugeinrichtung (10) auf das Aufzeichnungsblatt (30) wirkenden Zugkraft,
  P_H = die Andruckkraft des Thermokopfes (9),
  R = der Umschlingungswinkel des Aufzeichnungsblattes (30), um die Schreibwalze (1) zwischen der Berührungszone der Andruckrolle (20) und der Schreibwalze (1) und der Berührungszone des Thermokopfes (9) und der Schreibwalze (1),
  μ = der Reibungskoeffizient zwischen dem Aufzeichnungsblatt (30) und der Mantelfläche der Schreibwalze (1), und
  e = die Basis des natürlichen Logarithmus ist, und daß
- - eine Dreheinrichtung (21) die Andruckrolle (20) mit einer Umfangsgeschwindigkeit dreht, die niedriger ist als die der Schreibwalze (1).