DE4133207A1 - Verfahren zum steuern der speisung eines thermodruck-heizelements - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern der Speisung eines Thermodruck-Heizelements mit einer gemäß einem Druckraster geteilten Folge von Stromimpulsen, die bei Überschreiten eines vorgegebenen Energieinhalts einen Druckvorgang auslösen und bei Unterschreiten die­ ses Energieinhalts gegebenenfalls eine Vorheizung be­ wirken.

Ein solches Verfahren wird beispielsweise bei einem Thermotransferdrucker eingesetzt, dessen Druckkopf meh­ rere in einer Reihe nebeneinander angeordnete Druckele­ mente hat. Zwischen dem Druckkopf und einem zu bedrucken­ den Aufzeichnungsträger ist ein wärmeempfindliches Farbband angeordnet, das bei punktueller Erwärmung durch ein Heizelement über eine Drucktemperatur hinaus einen Farbpunkt auf den Aufzeichnungsträger überträgt. Zwischen dem Druckkopf und dem Aufzeichnungsträger wird quer zur Linie der Druckelemente eine Relativbewegung erzeugt. In vorgegebenen Zeitabständen werden dann be­ stimmte Heizelemente mit Strom beaufschlagt und jeweils ein Druckvorgang ausgelöst. Der Aufzeichnungsträger wird somit rasterförmig mit Zeichen oder einem Bildmu­ ster bedruckt.

Bei einem aus der DE 38 33 746 A1 bekannten Verfahren wird das jeweilige Heizelement vorgeheizt, wenn es kei­ nen Druckvorgang auslöst. Hierzu werden dem Heizelement Stromimpulse zugeführt, deren jeweiliger Energieinhalt das Heizelement auf eine Temperatur unterhalb der Drucktemperatur aufheizt. Die Höhe und Dauer des Impul­ ses kann abhängig von der herrschenden Umgebungstempe­ ratur und der konstruktiven Ausgestaltung des Druckkop­ fes gesteuert werden. Dadurch wird erreicht, daß die Vorheiztemperatur gleichmäßig über den gesamten Druck­ kopfbereich verteilt ist.

Bei dem bekannten Verfahren wird die je Heizelement zum Vorheizen zugeführte Energie unabhängig davon einge­ stellt, ob das betreffende Heizelement häufig oder sel­ ten Druckvorgänge auslöst. Da sich bei hoher Druckfre­ quenz am Heizelement eine höhere Temperatur einstellt als bei niedriger Druckfrequenz, muß die über den ge­ samten Druckkopf verteilte mittlere Vorheiztemperatur deutlich unterhalb der Drucktemperatur liegen, damit auch bei hoher Druckbeanspruchung des Heizelements ein einwandfreies Druckergebnis erzielt wird. Dies hat zur Folge, daß zum Auslösen eines Druckvorganges der dem Heizelement zugeführte Stromimpuls einen hohen Energie­ inhalt haben muß, damit das Heizelement auf seine Drucktemperatur aufgeheizt wird. Die Erzeugung solcher Stromimpulse ist technisch aufwendig, da der dazu er­ forderliche Stromimpulsgenerator eine hohe Spitzenbe­ lastbarkeit haben muß.

Hinzu kommt, daß bei einer großen Temperaturdifferenz zwischen Vorheiztemperatur und Drucktemperatur auch die Zeit für den Aufheizvorgang und die Abkühlzeit lang sind. Diese Zeiten beeinflussen die mit dem Druckver­ fahren erzielbare Druckgeschwindigkeit im erheblichen Maße. Da beim bekannten Verfahren zwischen der über den gesamten Druckkopfbereich gleichmäßig verteilten Vor­ heiztemperatur und der Drucktemperatur ein zum Erzielen der gewünschten Druckqualität hinreichend großer Tempe­ raturabstand erforderlich ist, ist die erreichbare Druckgeschwindigkeit auf einen niedrigen Wert begrenzt.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Steuern der Speisung eines Thermodruck-Heizelements an­ zugeben, mit dem eine hohe Druckgeschwindigkeit er­ reicht wird.

Diese Aufgabe wird für ein Verfahren eingangs genann­ ter Art dadurch gelöst, daß zu jedem Rasterzeitpunkt für eine vorbestimmte Zahl noch folgender Rasterzeit­ punkte jeweils ein Druckerfordernis ermittelt wird, und daß für vor einem Rasterzeitpunkt mit Druckerfordernis liegende Rasterzeitpunkte ohne Druckerfordernis der Energieinhalt der Stromimpulse fortlaufend erhöht wird.

Die Erfindung beruht auf der Überlegung, daß die Druck­ geschwindigkeit maximal und die zum Auslösen eines Druckvorganges erforderliche Energie minimal wird, wenn das Heizelement möglichst bis nahe an seine Drucktempe­ ratur vorgeheizt wird. Denn bei diesem Betriebszustand ist nur noch eine geringe zusätzliche Energie erforder­ lich, um den Druckvorgang auszulösen. Außerdem ist die Aufheizzeit sowie die Abkühlzeit des Heizelements dann kurz. Da das Heizelement je nach zu druckendem Muster über der Zeit unterschiedlich beansprucht wird, wird die ihm zugeführte Vorheizenergie erfindungsgemäß an sein Druckprogramm individuell angepaßt. Hierzu wird zu jedem Rasterzeitpunkt, in einer Vorschau ermittelt, ob zu nachfolgenden Rasterzeitpunkten jeweils ein Druck erfolgen soll. In diese Vorschau können beispielsweise die beiden nachfolgenden Rasterzeitpunkte einbezogen werden. Dadurch bleibt der Aufwand für die Verfahrens­ schritte der Vorschau gering. Wenn für die zukünftigen Rasterzeitpunkte kein Druckerfordernis vorliegt, so kann das Vorheizen auf ein Minimum beschränkt bleiben oder sogar völlig entfallen. Auf diese Weise ist die Vorheizenergie zur Vorbereitung eines Druckvorgangs nur dann aufzuwenden, wenn tatsächlich ein Druckauftrag vorliegt. Dies bedeutet, daß Energie eingespart wird.

Wird bei der Vorschau festgestellt, daß in naher Zu­ kunft vom Heizelement ein Druckvorgang ausgelöst werden soll, so wird zu dessen Vorbereitung das Heizelement zu Rasterzeitpunkten in denen es nicht druckt mit Stromim­ pulsen beaufschlagt. Deren Energieinhalt wird dann bis zum Rasterzeitpunkt, der vor dem Rasterzeitpunkt mit Druckerfordernis liegt, fortlaufend erhöht, so daß die Temperatur des Heizelement zum Rasterzeitpunkt, bei dem der Druckvorgang ausgelöst wird, kurz unterhalb der Drucktemperatur liegt. Zum Auslösen des Druckvorgangs muß dann der Stromimpuls nur noch einen geringen Ener­ gieinhalt haben, um die Temperatur des Heizelements von der Vorheiztemperatur auf die Drucktemperatur zu erhö­ hen. Die dafür erforderliche Zeit ist dann minimal, wo­ durch die Druckgeschwindigkeit innerhalb der Betriebs­ grenzen des Thermodruckkopfes maximal wird. Da der Stromimpuls geringen Energieinhalt hat, ist auch seine elektrische Leistung klein, so daß der elektronische Aufwand zum Erzeugen des Stromimpulses überschaubar bleibt und eine kostengünstige Hardwarelösung für den Stromimpulsgenerator verwendet werden kann.

Die Erhöhung des Energieinhalts der Stromimpulse wäh­ rend der Vorheizphase kann kontinuierlich erfolgen, beispielsweise indem der Gesamtenergiebetrag zum Errei­ chen der gewünschten Vorheiztemperatur berechnet wird und die Stromstärke und/oder die Dauer der Stromimpulse daran angepaßt werden.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist da­ durch gekennzeichnet, daß die Erhöhung des Energiein­ halts stufenweise erfolgt. Durch diese Maßnahme ist es möglich, das Verfahren auf einfache Weise an bekannte digitale Verfahren zum Steuern des Thermodruckkopfes anzupassen, bei denen die Speisung der Heizelemente be­ reits in diskreten, einstellbaren Stromstärken oder Im­ pulsbreiten erfolgt.

Bei einer Weiterbildung der vorgenannten Ausführungs­ form haben die Stromimpulse eine konstante Stromstärke, wobei deren jeweilige Dauer fortlaufend verlängert wird. Die Dauer eines jeden Stromimpulses kann dabei aus gleichgroßen Zeitintervallen zusammengesetzt sein.

Durch diese Maßnahmen wird es möglich, zur Speisung des Heizelements eine einfache Konstantstromquelle zu ver­ wenden. Die Dauer oder Impulsbreite des Stromimpulses wird variiert, um dessen Energieinhalt zu verändern. Durch die Verwendung gleichgroßer Zeitintervalle kann bei der Realisierung der Impulserzeugung der Schal­ tungsaufwand weiter verringert werden, da die Stromim­ pulse aus einer Verknüpfung mit bereits vorhandenen Taktimpulsen einer Steuerzentrale abgeleitet werden können.

Eine andere Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Thermodruckkopf mit mehreren nebeneinan­ der angeordneten Heizelementen zu jedem Rasterzeitpunkt für eine vorbestimmte Zahl noch folgender Rasterzeit­ punkte Druckerfordernisse ermittelt werden, und daß die Erhöhung des Energieinhalts der Stromimpulse des jewei­ ligen Heizelements gemindert wird, wenn ein Druckerfor­ dernis eines ihm benachbarten Heizelements festgestellt wird.

Bei dieser Ausführungsform wird der technische Effekt ausgenutzt, daß ein Teil der Wärme eines Heizelements zum benachbarten Heizelement übertragen wird. Wenn ein benachbartes Heizelement ebenfalls innerhalb des be­ trachteten Zeitraums einen Druckvorgang auslösen soll, und daher auf eine höhere Temperatur vorgeheizt wird, so muß der Energieteil, der von diesem Heizelement auf das jeweilige Heizelement übertragen wird, während der Vorheizphase nicht zugeführt werden. Der Energieinhalt der Stromimpulse kann dann um diesen Teil verringert werden. Dadurch wird eine noch günstigere Energieaus­ nutzung erreicht.

Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Zeitlage der Stromimpulse in dem Rasterinter­ vall von der Zeitlage der Stromimpulse für mindestens ein weiteres Heizelement verschieden. Diese Maßnahme läßt sich vorteilhaft einsetzen, wenn ein Thermodruck­ kopf mit sehr vielen Heizelementen, beispielsweise 256 oder 512, zum Drucken verwendet wird. Zum Beispiel beim Drucken von Postwertzeichen auf Briefumschläge in einer Frankiermaschine können derartige Thermodruckköpfe zum Einsatz kommen, da mit einer einzigen Vorschubbewegung eine sehr breite Textzeile gedruckt werden kann. Durch die Maßnahmen des vorgenannten Ausführungsbeispiels wird erreicht, daß die Heizelemente des Thermodruck­ kopfs in mindestens zwei Bereiche aufgeteilt werden können. Die Heizelemente des ersten Bereichs werden dann zu denen des zweiten Bereichs geringfügig zeitver­ setzt mit Stromimpulsen versorgt. Durch diese Zeitver­ setzung kann die den Heizelementen zuzuführende elek­ trische Leistung über die Zeit verteilt werden und die Spitzenbelastung der die Stromimpulse liefernden Strom­ quelle vermindert werden. Die Druckgeschwindigkeit muß dabei nicht herabgesetzt werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden an Hand der Zeichnungen erläutert. Darin zeigt,

Fig. 1 eine Frankiermaschine mit einem Ther­ motransferdruckwerk,

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Druckkopfes mit 5 Heizelementen,

Fig. 3 schematisch den Verlauf der Tempera­ tur eines Heizelements während der Vorheiz- und der Druckphase über der Zeit,

Fig. 4 Stromimpulse für verschiedene Be­ triebszustände eines Heizelements,

Fig. 5 ein Ablaufschema zum Erzeugen eines Stromimpulses für ein Heizelement zu einem vorgegebenen Rasterzeitpunkt,

Fig. 6 ein Blockschaltbild einer Steuerung zum zeitversetzten Speisen zweier Heizelemente nach dem Multiplexver­ fahren, und

Fig. 7 die den Heizelementen nach Fig. 6 zu­ geführten Stromimpulse über der Zeit.

In Fig. 1 sind in einer schematischen Darstellung we­ sentliche Komponenten einer Frankiermaschine darge­ stellt, für die die Erfindung verwendet wird. Auf der Außenseite eines Gehäuses 3 ist eine Anzeigeneinheit 1 und ein Tastaturenfeld 2 angeordnet. Ein von außen zu­ gänglicher Gehäuseteil 4 nimmt eine Farbbandkassette (nicht dargestellt) für den Thermotransferdruck auf. Die zu bedruckenden Briefumschläge werden zwischen der Unterseite eines Druckkopfträgers 5 und einer Auflage­ platte 6 hindurchbewegt, wobei während des Druckens Farbpartikel vom Farbband der Farbbandkassette auf die Briefumschläge übertragen werden.

Rechts in Fig. 1 ist eine Steuerplatine 13 dargestellt, die einen Mikroprozessor 8, einen Arbeitsspeicher 7, einen Programmspeicher 9, eine serielle Schnittstelle 14, einen Druckkopfanschluß 16, eine Serviceschnitt­ stelle 17, einen kundenspezifischen Festwertspeicher 12 sowie einen Netzteilanschluß 18 enthält.

Im unteren Bildteil der Fig. 1 ist ein Druckwerk 10 schematisch dargestellt, das vom Druckkopfträger 5 ge­ halten wird. Das Druckwerk 10 enthält einen Thermo­ transfer-Druckkopf 11 sowie einen Transportmotor 21 zum Antreiben einer Transportrolle 22, die die Briefum­ schläge am Druckkopf 11 vorbei befördert.

In Fig. 2 ist der Druckkopf 11 schematisch dargestellt. Er hat auf der dem Farbband zugewandten Seite Heizele­ mente R1 bis R5, die nebeneinander in einer Reihe ange­ ordnet und durch elektrische Widerstände gebildet sind. Zum Drucken wird zwischen einem Aufzeichnungsträger 30, beispielsweise einem Briefumschlag, und dem Druckkopf 11 eine Relativbewegung annähernd konstanter Geschwin­ digkeit erzeugt. Zu Rasterzeitpunkten t1 bis t5 mit gleichen Zeitabständen tp können durch die Heizelemente R1 bis R5 längs der Bahnen 32 bis 40 Druckvorgänge aus­ gelöst werden, bei denen Farbe des Farbbandes auf den Aufzeichnungsträger 30 übertragen werden, beispielswei­ se an den Stellen 42 bis 50.

Die Fig. 2 zeigt lediglich schematisch das hier ange­ wendete Druckprinzip. In der Realität besteht der Druckkopf 11 aus wesentlich mehr Heizelementen, bei­ spielsweise aus 256 oder 512 Heizelementen, die in ge­ ringen Abständen nebeneinander angeordnet sind. Mit­ hilfe eines solchen Druckkopfes kann mit einer einzigen Relativbewegung zwischen dem Aufzeichnungsträger 30 und dem Druckkopf 11 ein etwa 60 mm breiter Abschnitt be­ druckt werden, wie es z. B. beim automatischen Frankie­ ren von Briefumschlägen erforderlich ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Steuern der Speisung eines Heizelemts wird im folgenden an Hand des Heizele­ ments R4, das gemäß Fig. 2 zum Rasterzeitpunkt t3 einen Druckvorgang auslösen soll, unter Bezugnahme auf Fig. 3 näher beschrieben. In dieser Figur ist im oberen Bild­ teil die Temperatur T über der Zeit t aufgetragen. Zum Rasterzeitpunkt t1 hat das Heizelement R4 eine Tempera­ tur, die im wesentlichen der Umgebungstemperatur Tu entspricht. Gemäß der hier beschriebenen Ausführungs­ form der Erfindung werden drei Rasterzeitpunkte t1, t2 und t3 daraufhin untersucht, ob ein Druckvorgang aus­ gelöst werden soll. Hierbei wird festgestellt, daß zum Rasterzeitpunkt t3 ein solches Druckerfordernis vorhan­ den ist. Zu den Rasterzeitpunkt t1 und t2 wird nun das Heizelement R4 zur Vorbereitung des Druckvorgangs vor­ geheizt, indem der Energieinhalt der dem elektrischen Widerstand des Heizelements R4 in den Zeitabständen tp zugeführten Stromimpulse I1 und I2 fortlaufend erhöht wird.

Im unteren Bildteil der Fig. 3 sind die zu den Zeit­ punkten t1 bis t3 gehörenden Stromimpulse t1 bis t3 über der Zeit t dargestellt. Ihr jeweiliger Energiein­ halt wird durch die Impulsdauer eingestellt. Der zum Rasterzeitpunkt t1 zugeführte Stromimpuls I1 bewirkt beim Heizelement R4 eine Temperaturerhöhung bis noch deutlich unterhalb der Grenztemperatur Tg, oberhalb der eine Farbübertragung vom wärmeempfindlichen Farbband auf den Aufzeichnungsträger 30 erfolgt, d. h. ein Druck­ vorgang ausgelöst wird. Aufgrund von Wärmeableitung an die Umgebung fällt die Temperatur bis zum Rasterzeit­ punkt t2 wieder ab, bleibt jedoch deutlich oberhalb der Umgebungstemperatur Tu.

Zum Rasterzeitpunkt t2 wird dem Heizelement R4 ein Stromimpuls I2 mit höherem Energieinhalt als der des Stromimpulses I1 zugeführt, so daß die Temperatur bis nahe an die Grenztemperatur Tg ansteigt. Wenn zum Ra­ sterzeitpunkt t3 der Druckvorgang ausgelöst werden soll, so muß der Energieinhalt des entsprechenden Stromimpulses I3 nur noch geringfügig erhöht werden, damit die Grenztemperatur Tg überschritten wird. Es wird also beim Verfahren nach der Erfindung das Heiz­ element R4 bis nahe an die Grenztemperatur Tg vorge­ heizt, so daß der eigentliche Stromimpuls I3 zum Auslö­ sen des Druckvorgangs in seinem Energieinhalt und damit in seiner Dauer minimiert werden kann. Dadurch wird eine hohe Wiederholfrequenz des Druckvorgangs möglich und damit eine hohe Druckgeschwindigkeit erreicht.

In Fig. 4 sind verschiedene Betriebszustände a) bis f) für die Rasterzeitpunkte t1 bis t3 und die zugehörigen Stromimpulse dargestellt, die dem Heizelement R4 je­ weils zum Rasterzeitpunkt t1 zugeführt werden. Im lin­ ken Bildteil ist durch Kreise angezeigt, ob zu den Ra­ sterzeitpunkten t1 bis t3 ein Druckvorgang ausgelöst werden soll. Ein leerer Kreis kennzeichnet hierbei, daß kein Druckvorgang ausgelöst werden soll, ein schraffierter Kreis, daß ein Druckerfordernis vorliegt. Im Betriebszustand a) ist für die Rasterzeitpunkt t1 bis t3 kein Druckvorgang auszuführen. Dem Heizelement R4 wird zum Rasterzeitpunkt t1 kein Stromimpuls zuge­ führt. Ein Vorheizen findet nicht statt.

Im Betriebszustand b) soll zum Rasterzeitpunkt t3 ein Druckvorgang erfolgen. Um das Heizelement R4 hinrei­ chend vorzuheizen, wird diesem zum Rasterzeitpunkt t1 ein Stromimpuls konstanter Stärke zugeführt. Der Ener­ gieinhalt des Stromimpulses wird durch dessen Impuls­ breite oder Dauer eingestellt. Hierzu wird der Stromim­ puls aus Teilimpulsen, die jeweils ein Zeitintervall T lang sind, zusammengesetzt. Beim Betriebszustand b) wird demgemäß ein aus zwei Teilimpulsen zusammengesetz­ ter Stromimpuls der Dauer 2T erzeugt und dem Heizele­ ment R4 zugeführt.

Im Betriebszustand c) liegt ein Druckerfordernis zum Rasterzeitpunkt t2 vor. Zum Vorheizen auf einen Tempe­ raturwert knapp unterhalb der Grenztemperatur Tg ist ein erhöhter Energieinhalt des Stromimpulses erforder­ lich, der durch Verlängern der Impulsdauer auf vier Zeitintervalle T realisiert wird.

Im Betriebszustand d) soll bereits zum Rasterzeitpunkt t1 ein Druckvorgang ausgelöst werden. Um die erforder­ liche Grenztemperatur Tg zu überschreiten, wird dem Heizelement R4 ein Stromimpuls der Dauer 5T zugeführt. Wenn im darauffolgenden Rasterzeitpunkt t2 wiederum ein Druckvorgang ausgeführt werden soll (in der Figur nicht dargestellt), so wird das Heizelement R4 nochmals mit einem Stromimpuls der Dauer 5T beaufschlagt. Der Be­ triebszustand des Heizelements, bei dem es fortlaufend Druckvorgänge auslöst, beispielsweise um eine durchge­ zogene Linie auf dem Aufzeichnungsträger zu erzeugen, legt die maximal erreichbare Druckgeschwindigkeit des Druckkopfes 11 fest. Da die Dauer der Stromimpulse zum Auslösen von Druckvorgängen durch das Verfahren nach der Erfindung minimiert wird, wird eine hohe Druckge­ schwindigkeit erzielt.

Um die Energieinhalte der Stromimpulse festzulegen, wurden bei diesem Beispiel lediglich 3 Rasterzeitpunkte t1 bis t3 betrachtet und der Stromimpuls zum Auslösen eines Druckvorgangs auf 5 Zeitintervalle T festgelegt. In der Praxis hat es sich gezeigt, daß damit bereits ein erheblicher Fortschritt hinsichtlich der Druckge­ schwindigkeit erreicht wird, ohne daß der Rechenaufwand zum Ermitteln der Druckerfordernisse und der Hardware­ aufwand zum individuellen Vorheizen des Heizelements R4 groß ist. Es ist leicht einzusehen, daß die Einbezie­ hung weiterer Rasterzeitpunkte in die Vorausschau sowie eine feinere Abstufung der Impulsdauer durch eine höhe­ re Zahl von Teilimpulsen eine noch bessere Ausnutzung des Potentials zur Erhöung der Druckgeschwindigkeit in­ nerhalb der Betriebsgrenzen eines Druckkopfes ermög­ licht.

Im Betriebszustand e) wird beim Festlegen des Energie­ inhalts des dem Heizelements R4 zuzuführenden Stromim­ pulses auch der Betriebszustand der benachbarten Heiz­ elemente R3 und R5 berücksichtigt, die längs der Bahnen 36 und 40 (vgl. Fig. 2) angeordnet sind. Zum Raster­ zeitpunkt t3 sollen die Heizelemente R3, R4 und R5 je­ weils einen Druckvorgang auslösen. Da alle drei Heiz­ elemente R3, R4, R5 vorgeheizt werden und damit eine gegenüber der Umgebungstemperatur Tu höhere Vorheiztem­ peratur annehmen, fließt vom Heizelement R4 weniger Energie an die Umgebung ab, als ohne Vorheizung der be­ nachbarten Heizelemente R3 und R5. Um diesen Betrag kann der Energieinhalt des Stromimpulses verringert werden, der dem Heizelement R4 zuzuführen ist. Daher wird dem Heizelement R4 zum Rasterzeitpunkt t1 an Stel­ le eines Stromimpulses der Dauer 2T (vgl. Betriebszu­ stand b)) ein Stromimpuls mit verringerter Dauer 1T zugeführt. Gleiches geschieht, wenn nur eines der Heiz­ elemente R3 oder R4 zum Rasterzeitpunkt t3 einen Druck­ vorgang auslösen soll.

Im Betriebszustand f) liegt zum Rasterzeitpunkt t2 ein Druckerfordernis vor. Für diesen Betriebszustand wird die Dauer des dem Heizelement R4 zum Rasterzeitpunkt t1 zugeführten Stromimpulses auf 3T festgelegt. In glei­ cher Weise wird vorgegangen, wenn nur eines der Heiz­ elemente R3 oder R4 zum Rasterzeitpunkt t2 einen Druck­ vorgang auslösen soll.

In Fig. 5 ist in einem Flußdiagramm schematisch ein Verfahrensablauf zum Steuern der Speisung des Heizele­ ments R4 dargestellt. Ein solcher Verfahrensablauf kann z. B. durch Abarbeiten eines Programms mit Hilfe des Mikroprozessors 8 (vgl. Fig. 1) realisiert werden. Bei den nachfolgend näher beschriebenen Verfahrensschritten werden die in der Fig. 4 gezeigten Betriebszustände erkannt und die dazugehörigen Stromimpulse ausgegeben.

Im Verfahrensschritt 60 wird aus den an den Druckkopf 11 übertragenen Druckdaten ermittelt, ob zum aktuellen Rasterzeitpunkt t1 für das Heizelement R4 ein Drucker­ fordernis vorliegt. Ist dies der Fall, so wird im Ver­ fahrensschritt 62 zum Verfahrensschritt 66 verzweigt. In diesem wird ein Teilimpuls der Dauer 1T, d. h. ein Zeitintervall T, erzeugt. Andernfalls wird zum Verfah­ rensschritt 64 weitergegangen. In diesem wird analy­ siert, ob zum Rasterzeitpunkt t2 ein Druckerfordernis für das Heizelement R4 vorliegt. Bei Bejahung wird im Verfahrensschritt 68 zum Schritt 70 verzweigt und er­ mittelt, ob eines der benachbarten Heizelemente R3 bzw. R5 oder beide einen Druckvorgang auslösen sollen. Wenn dies zutrifft, so wird im Verfahrensschritt 72 ein wei­ terer Teilimpuls der Dauer 1T erzeugt. Andernfalls wird der Verfahrensschritt 72 ausgelassen. Im nachfolgenden Verfahrensschritt 73 wird wiederum ein Teilimpuls er­ zeugt.

Anschließend wird im Verfahrensschritt 74 ermittelt, ob zum Rasterzeitpunkt t3 für das Heizelement R4 ein Druckerfordernis vorliegt. Bei positivem Ergebnis wird im Verfahrensschritt 76 zu Schritt 78 verzweigt. In diesem wird untersucht, ob zum Rasterzeitpunkt t3 bei den benachbarten Heizelementen R3 bzw. R5 oder bei bei­ den gleichzeitig ein Druckvorgang ausgelöst werden soll. Ist dies der Fall, so wird im Verfahrensschritt 80 ein weiterer Teilimpuls der Dauer 1T erzeugt. An­ dernfalls wird der Verfahrensschritt 80 ausgelassen und in Schritt 82 ein Teilimpuls der Dauer 1T generiert.

Falls im Verfahrensschritt 76 kein Druckerfordernis festgestellt worden ist, wird zum Verfahrensschritt 84 verzweigt und der aus den in den Schritten 66, 72, 73, 80 und 82 erzeugten Teilimpulse zusammengesetzte Strom­ impuls ausgegeben. Dieser kann eine Dauer von 5T bis 0T (Leerimpuls) haben.

In Fig. 6 ist in einem Blockschaltbild schematisch die Steuerung der Speisung von Heizelementen nach dem Zeit­ lageverfahren dargestellt. Die Heizelemente des Druck­ kopfes 14 sind hierbei elektrisch in zwei Bereiche T1 und T2 aufgeteilt. Sie werden über einen Multiplexer 92 zeitlich versetzt mit Stromimpulsen gespeist. Die Schalterstellung des Multiplexers 92 wird vom Mikropro­ zessor 8 gesteuert. Ein Impulsgenerator 90 erzeugt ab­ hängig von Daten des Mikroprozessors 8 Stromimpulse, die dem Multiplexer 92 zugeführt werden. Durch die An­ wendung des Zeitlageverfahrens wird es möglich eine große Zahl von Heizelementen eines Druckkopfes 11, bei­ spielsweise 512 Heizelemente, mit einem elektrisch ein­ fach aufgebauten Stromimpulsgenerator 90 zu speisen, da dessen Spitzenstrombelastung durch die Zeitverlagerung reduziert wird.

In Fig. 7 sind die Stromverläufe über der Zeit t für je ein Heizelement der Bereiche T1 und T2 dargestellt. Wie der Fig. zu entnehmen ist, sind jeweils die einander entsprechenden Rasterzeitpunkte t1 bzw. t2 zueinander um 5 Zeitintervalle T versetzt, d. h. um die Dauer eines Stromimpulses zum Auslösen eines Druckvorgangs. Dadurch ergibt sich für jeden Bereicht T1, T2 ein Impuls-Pau­ senverhältnis oder Tastverhältnis von 50%. Da die lm­ pulsdauer eines Stromimpulses zum Auslösen eines Druck­ vorgangs beim Verfahren nach der Erfindung minimal ist, kann bei der Anwendung des Zeitlageverfahrens der Vor­ teil der hohen Druckgeschwindigkeit voll genutzt wer­ den.

Claims (11)

1. Verfahren zum Steuern der Speisung eines Thermo­ druck-Heizelements mit einer gemäß einem Druckraster geteilten Folge von Stromimpulsen, die bei Über­ schreiten eines vorgegebenen Energieinhalts einen Druckvorgang auslösen und bei Unterschreiten dieses Energieinhalts gegebenenfalls eine Vorheizung bewir­ ken, dadurch gekennzeichnet, daß zu jedem Raster­ zeitpunkt (t1) eine vorbestimmte Zahl noch folgender Rasterzeitpunkte (t2, t3) jeweils ein Druckerforder­ nis ermittelt wird, und daß für vor einem Raster­ zeitpunkt (t3) mit Druckerfordernis liegende Raster­ zeitpunkte (t2, t1) ohne Druckerfordernis der Ener­ gieinhalt der Stromimpulse (I1, I2) fortlaufend er­ höht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhöhung des Energieinhalts stufenweise er­ folgt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromimpulse (I1, I2, I3) eine konstante Stromstärke haben und ihre jeweilige Dauer fortlau­ fend verlängert wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer eines jeden Stromimpulses aus gleich­ großen Zeitintervallen (T) zusammengesetzt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer des Stromimpulses (I3) zum Auslösen eines Druckvorganges 5 Zeitintervalle (T) beträgt.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zu jedem Rasterzeitpunkt (t1) für zwei noch folgende Rasterzeitpunkte (t2, t3) jeweils das Druckerfordernis ermittelt wird, und daß bei Fehlen eines Druckerfordernisses kein Strom­ impuls ausgegeben wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Folge der Stromim­ pulse (I1, I2, I3) eine konstante Periodendauer (tp) hat.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Zeitintervall (T) um ein ganzzahliges Viel­ faches, vorzugsweise 5-Fach, kleiner als die Perio­ dendauer (tp) ist.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Thermodruck­ kopf (11) mit mehreren nebeneinander angeordneten Heizelementen (R3, R4, R5) zu jedem Rasterzeit­ punkt (t1) für eine vorbestimmte Zahl noch folgen­ der Rasterzeitpunkte (t2, t3) Druckerfordernisse ermittelt werden, und daß die Erhöhung des Ener­ gieinhalts der Stromimpulse (I1, I2) des jeweili­ gen Heizelements (R4) gemindert wird, wenn ein Druckerfordernis eines ihm benachbarten Heizele­ ments (R3, R5) festgestellt wird.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitlage der Stromimpulse in dem Rasterintervall (tp) von der Zeitlage der Stromimpulse für mindestens ein wei­ teres Heizelement verschieden ist.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich­ net, daß der Zeitunterschied ein halbes Rasterin­ tervall (tp) beträgt.