DE4220175C2 - Druckmechanismus für einen Drucker - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Druckmechanismus für einen Drucker nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein derartiger Druckmechanismus für einen Drucker ist aus der EP 0 368 643 A2 bekannt. Dieser bekannte Druckmechanismus umfaßt einen Druckkopf, welcher zum Drucken auf einem Druckpapier verwendet wird, ferner ein Farbblatt, welches durch den Druckkopf zum Drucken an das Druckpapier gepreßt wird, und eine Walze, um welche herum das Druckpapier herumgelegt und festgehalten ist und welches sich mit dem Druckpapier dreht, das um deren Außenumfang gelegt ist. Die Walze besteht aus einem trommelförmigen Hauptkörper und aus einer auf dem Hauptkörper vorgesehenen elastischen Auflage.

Bei dieser bekannten Konstruktion wird also ein zu bedruckendes Papierblatt an seinem vorderen Rand mittels eines Klemmteils an einer Oberfläche einer trommelförmigen Walze festgeklemmt. Das Papier ist um eine Gummi- oder Kautschukauflage gewickelt, welche auf der Walzenunterlage vorgesehen ist und wird auch durch Andrückrollen dagegen angedrückt. Die Rollen werden jeweils durch Andrückfedern gedrückt und es ist ein Farbblatt zwischen dem Thermokopf und dem um die Walze gelegten Papier eingebracht, das durch weitere Rollen zugeführt wird. Ein Drucken erfolgt dadurch, daß der Thermokopf über das Farbblatt an das Papier gedrückt wird, während sich die Walze dreht.

Aus der DE 38 25 752 A1 ist ein Drucker, insbesondere Thermodrucker bekannt, der ebenfalls eine Druckwalze, ein Paar von Rollen an beiden Seiten der Druckwalze und eine Getriebeeinrichtung aufweist, die aus Zahnrädern und Rutschkupplungen besteht, wobei die Getriebeeinrichtung die Drehgeschwindigkeit der Rollen entweder über-antreibt oder verringert, wobei die Kopplung der Rutschkupplungen und der Zahnräder derart ausgewählt wird, daß die Umfangsgeschwindigkeit einer Rolle vorderhalb der Papierbewegungsrichtung größer ist als hinterhalb. Bei diesem bekannten Thermodrucker wird angestrebt, daß beim Papiertransport über eine Anlageoberfläche der Druckwalze keinerlei Rutschbewegungen des Papiers auftreten.

Jedoch kann sich unter der Andrückkraft des Thermodruckkopfes die Walze im Druckbereich verformen, wodurch die Bewegungsgeschwindigkeit des Papierblattes im allgemeinen größer wird als die Umfangsgeschwindigkeit der Walze. Bei festgeklemmter Vorderkante des Papierblattes und einer ein Durchrutschen der Walze nicht ermöglichenden Reibung zwischen Papierblatt und Walze kommt es jedoch zu einer Verwerfung des Papierblattes mit einem Abheben von der Oberfläche der Walze stromabwärts von der Kontaktlinie zwischen Druckkopf und Farbblatt.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, einen Druckmechanismus der angegebenen Gattung zu schaffen, bei welchem eine genaue Punktwiedergabe erhalten werden kann, ferner hohe Schreibgeschwindigkeiten möglich sind und trotzdem ein Bild hoher Bildqualität ohne Farbänderungen und ohne Undeutlichkeiten bei feinen Linien erhalten werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichnungsteil des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst.

Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Nachfolgend wird eine bevorzugte Ausführungsform unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen im einzelnen erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Schnittansicht einer Ausführungsform eines Druckmechanismus;

Fig. 2 einen Graphen, in welchem eine Beziehung zwischen einer Farbverschiebung und verschiedenen Positionen entlang einer Längsrichtung eines Papierblattes wiedergegeben ist; und

Fig. 3 einen Graphen, welcher eine Beziehung zwischen einer Farbverschiebung und verschiedenen Reibungs­ koeffizienten zwischen einem Papier und einer Ober­ fläche einer Walze wiedergibt.

Nunmehr wird eine bevorzugte Ausführungsform anhand von Fig. 1 beschrieben. Eine Walze 21 dieser Ausführungsform hat einen trommelförmigen Hauptkörper 11, welcher mit einer Gummiauflage 12 versehen ist, welche eine elastische Auflage ist. Um die Gummiauflage 12 ist eine Schicht 13 mit niedriger Reibung vor­ gesehen. Die Schicht 13 mit niedriger Reibung ist aus einem Material wie Polytetrafluorethylen herge­ stellt, so daß die Reibungskraft zwischen der Schicht 13 niedriger Reibung und einem Papier 6 kleiner wird als diejenige zwischen einem Thermokopf 9 und einem Farbblatt 8. Eine Dicke der Schicht 13 wird so festgelegt, daß die Druckfunktion der Gummiauflage 12 über den Thermokopf 9 und das Farbblatt 8 nicht beeinflußt wird. Entsprechend der Ausführung der Walze 21 wird die verformte Gummiauflage 12 wieder hergestellt, während das Papier 6 an einer Oberfläche der Schicht 13 niedriger Reibung gleitet, und folglich wird das Papier 6 nicht von der Walze 21 getrennt.

Jedoch ist es auch möglich, daß es zu einer Art "Schräglauf" kommen kann, da eine Rückhaltekraft zu schwach in Richtung einer Drehachse der Walze 21 sein kann. Ein "Schräg­ lauf" ist eine leichte Durchbiegung oder Abweichung des Papiers 6 in einer Querrichtung, die senkrecht zu einer Zuführ­ richtung des Papiers 6 verläuft. Um einen solchen "Schräglauf" zu verhindern, sind bei der Ausführungsform Andrückrollen 22 bis 24 mit einem hohen Reibungskoeffizienten verwendet, um das Papier 6 an die Walze 21 zu drücken. Der­ artige Rollen 22 bis 24 sind beispielsweise aus einem Ma­ terial mit einem feinen Metallpulver, wie Aluminiumoxid oder Zirkon(di)oxid hergestellt, das an einer Oberfläche haftet, so daß der Reibungskoeffizient zwischen den Rollen 22 bis 24 und dem Papier 6 jeweils größer als 1,2 ist, welches ein Rei­ bungskoeffizient ist, welcher so hoch wie derjenige eines Gummis oder Kautschuks ist.

Zusätzlich sind die Rollen 22 bis 24 mit einem minimalen Spiel in Richtung der Achse der Walze 21 montiert, so daß die Rollen 22 bis 24 sich in einer Richtung senkrecht zu der Drehebene nicht merklich bewegen oder vibrieren. Durch die vorerwähnte Ausführung der Rollen 22 bis 24 wird das Papier 6 fest in einer vorgegebenen Position entlang einer Achsrich­ tung der Walze 21 gehalten, und folglich ist ein Auftreten einer Art "Schräglauf" verhindert.

Als Material für die Schicht 13 mit niedriger Reibung können Fluorkunststoffe, Polyethylen-Kunstharz oder Polyvinylchlorid verwendet werden. In der vorliegenden Ausführungsform ist ein Band aus Polytetrafluorethylen mit einer Dicke von 30 bis 50 µm auf der Oberfläche der Walze 21 aufgeklebt, um so einen Reibungskoeffi­ zienten zwischen der Walze 21 und dem Papier 6 zu verringern. Der Koeffizient der Walze 21 wird als 0,3 bis 0,5 gemessen, während der Koeffizient der herkömmlichen Walze als etwa 1,3 gemessen wird.

Andererseits kann eine Wirkung, welche derjenigen des Poly­ tetrafluorethylen-Bandes entspricht, dadurch erhalten werden, daß als Schicht 13 niedriger Reibung eine hautdünne Beschichtung auf die Gummi­ auflage 12 aus Silikon- oder Chloroprenkautschuk bzw. -gummi aufgebracht wird. Das Material, welches Fluorkunststoffe auf­ weist, wird auf die Oberfläche der Gummiauflage 12 in einer Dicke von 30 bis 50 µm aufgebracht. Der bevorzugte Bereich des Reibungskoeffizienten zwischen der hautdünnen Beschichtung und dem Papier beträgt 0,3 bis etwa 0,5.

Die Klemmkraft für das Papier 6 hängt von der Reibung zwischen der Oberfläche der Walze 21 und dem Papier 6 ab. Um eine hohe Klemmkraft zu erhalten, wird die Schicht 13 mit niedriger Reibung oder die hautdünne Beschichtung nicht auf einem Teil vorgesehen, wo das Papier 6 festgeklemmt wird. Folglich ist in diesem speziellen Teil eine Oberfläche der Gummi­ auflage 12 mit einer hohen Reibung angeordnet, und folglich wird eine ausreichende Klemmkraft erhalten.

Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist das Papier 6 an seinem vorderen Ende durch das Klemm­ teil 5 fest an der Walze 21 gehalten, und das Papier 6 ist um die Außenfläche der Walze 21 gelegt, deren Oberfläche eine Schicht 13 mit niedriger Reibung ist. Da jedoch die Reibung zwischen dem Papier 6 und der Schicht 13 niedriger Reibung stark herabgesetzt ist, kann das Papier 6 auf der Oberfläche der Schicht 13 niedriger Reibung rutschen, und folglich ist die Bewegung des Papiers 6 in einer Drehrichtung durch eine Verformung und eine Wiederherstellung der Kautschukauflage 13 im Vergleich zu dem herkömmlichen Mechanismus stark ver­ ringert. Folglich kann ein unstabiler Faktor, welcher die Wiederholbarkeit einer Drehposition des Papiers 6 beeinflußt, ausgeschlossen werden, weshalb eine hohe Genauigkeit beim Positionieren des Papiers 6 gegeben ist.

Ergebnisse von Versuchen, welche während der Entwicklung die­ ser Ausführungsform durchgeführt worden sind, werden nachste­ hend beschrieben. Fig. 2 ist ein Graph, in welchem eine Bezie­ hung zwischen einer Farbverschiebung bzw. einem Farbversatz und verschiedenen Positionen entlang einer Längsrichtung eines Papierblattes 6 dargestellt ist. Als Testmuster zum Drucken wurde ein Gittermuster mit 10 mm-Quadraten verwendet. Bekanntlich werden bei einem Farbdruck Gittermuster in drei verschiedenen Farben übereinandergelegt. In diesem Fall wurden die Farben Y(gelb), M(rot) und C(blau) übereinander angeordnet, und dann wurde ein Verschieben bzw. ein Versatz der Farben Y, M gegen­ über der Farbe C gemessen. In Fig. 2 stellt eine vertikale Linie einen maximalen Farbversatz in µm dar; eine horizontale Linie gibt eine Position entlang einer vertikalen Richtung auf ei­ nem Papierblatt der Größe A4 wieder. Eine Linie A stellt Mes­ sungen dar, welche mit einer herkömmlichen Walze durchge­ führt worden sind; eine Linie B stellt eine Walze mit einer hautdünnen Schicht mit niedrigem Reibungskoeffizienten dar, und eine Linie C gibt eine Walze mit einem dünnen Material ge­ ringer Reibung wieder. Wie aus einem Vergleich dieser Linien zu ersehen ist, ist ein Farbversatz sowohl bei der Walze mit einem dünnen Material mit niedrigem Reibungskoeffizienten als auch bei der Walze mit der hautdünnen Schicht mit niedriger Reibung verringert.

Fig. 3 ist ein Graph, in welchem eine Beziehung zwischen einer Farbverschiebung bzw. einem Farbversatz und verschiedenen Rei­ bungskoeffizienten zwischen einem Papierblatt und einer Ober­ fläche einer Walze wiedergegeben ist.

In Fig. 3 stellt eine vertikale Linie einen maximalen Farbver­ satz in µm und eine horizontale Linie stellt einen Koeffi­ zienten zwischen einem Papierblatt und einer Oberfläche einer Walze dar. Wie durch einen Graphen VI angezeigt, wird ein maximaler Farbversatz oberhalb eines Reibungskoeffizienten von 0,5 größer. Hierbei wurde der Reibungskoeffizient mit Hilfe einer Gleichung bestimmt, welcher auf der Eulerschen Band- bzw. Riementheorie basiert.

Claims (7)

1. Druckmechanismus für einen Drucker mit

• - einem Druckkopf (9) zum Bedrucken eines Druckpapiers (6);
• - einem Farbblatt (8) zwischen dem Druckkopf (9) und dem Druckpapier (6), welches durch den Druckkopf (9) zum Drucken an das Druckpapier (6) andrückbar ist;
• - einer Walze (21) mit einem trommelförmigen Hauptkörper (11) und einer diesen umgebenden elastischen Auflage (12) für das Druckpapier (6) und mit einem Klemmechanismus (5) zum Festhalten der Vorderkante des Druckpapiers (6), wobei das Druckpapier (6) auf der Mantelfläche der Walze (21) aufliegt und mit der Walze (21) drehbar ist,
  dadurch gekennzeichnet,
• - daß die elastische Auflage (12) ihrerseits von einer dünnen Schicht (13) niedriger Reibung mit einer Dicke von 30 µm bis 50 µm umgeben ist,
• - daß der Reibungskoeffizient der Schicht (13) gegenüber dem Druckpapier (6) ein Gleiten bzw. Rutschen zwischen der Walze (21) und dem Druckpapier (6) ermöglicht,
• - daß der Reibungskoeffizient zwischen der Schicht (13) und dem Druckpapier (6) kleiner ist als derjenige zwischen dem Druckkopf (9) und dem Farbblatt (8).

2. Druckmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Reibungskoeffizient zwischen der Schicht (13) niedriger Reibung und dem Druckpapier (6) kleiner als 0,5 ist.

3. Druckmechanismus nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (13) niedriger Reibung aus einem Material hergestellt ist, das aus einer Gruppe Fluorkunststoffe, Polyethylen-Kunstharz und Polyvinylchlorid ausgewählt ist.

4. Druckmechanismus nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (13) niedriger Reibung eine hautdünne Beschichtung ist, welche auf einer Außenfläche der elastischen Auflage (13) aufgebracht ist.

5. Druckmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (13) niedriger Reibung auf der gesamten Außenfläche der elastischen Auflage (12) außer bei dem Klemmechanismus (5) vorgesehen ist.

6. Druckmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere Andrückrollen (22 bis 24) vorgesehen sind, die das Druckpapier (6) gegen die Walze (21) drücken, und daß jede der Andrückrollen (22 bis 24) aus einem Material mit hohem Reibungskoeffizienten hergestellt ist, so daß das Druckpapier (6) auf der Walze (21) nicht in deren Drehachsenrichtung rutscht.

7. Druckmechanismus nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Reibungskoeffizient jeder der Andrückrollen (22 bis 24) größer als 1,2 ist.