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Die vorliegende Erfindung betrifft einen
Antriebsmechanismus zur Verwendung in einem Drucker, wie beispielsweise
einem Thermo-Farbdrucker.
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Bei einem bekannten Thermo-Farbdrucker kommen vier
gesonderte Antriebsmotoren zur Anwendung, von denen einer zum
Antrieb eines Farbblatt-Transportmechanismus benutzt wird,
zwei zum Antrieb eines Druckpapier-Transportmechanismus
benutzt werden und ein weiterer als Teil eines Druckkopf-
Antriebsmechanismus zum Anheben und Absenken des Druckkopfs
relativ zu einer dem Druckkopf gegenüberliegenden Walze
benutzt wird. Ein Farbdrucker dieser Art weist
grundsätzlich einen Druckpapier-Transportmechanismus mit einer
Papiertransportrolle, einem Druckkopf, einer dem Druckkopf
gegenüberliegenden Walze und einer Treibrolle bzw. einem
Capstan sowie einen Farbblatt-Transportmechanismus auf,
welcher ein in der Druckrichtung nacheinander mit den
Primärfarben beschichtetes Farbblatt transportiert.
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In einem ersten Vorwärtslauf des bekannten
Thermo-Farbdruckers läuft ein auf ein Farbblatt gelegtes Druckpapier
unter Druck zwischen der Walze und dem Druckkopf hindurch,
um auf dieses eine erste Color-Farbe thermisch auf
zudrukken. Dann wird das so in der ersten Color-Farbe bedruckte
Druckpapier für einen zweiten Vorwärtslauf
zurücktransportiert, um so das Aufdrucken der zweiten Color-Farbe auf
dieses zu bewirken. Wenn ein dritter Vorwärtslauf, während
dessen die dritte Farbe gedruckt wird, beendet ist, ist ein
Druckvorgang eines Vollfarbendrucks abgeschlossen. Während
jedes Rücktransportvorgangs wird das Farbblatt für den
Druck der nachfolgenden Farbe gerollt und der Druckkopf
zeitweilig von der Walze getrennt.
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Wie vorstehend angedeutet, werden zwei der vier gesonderten
Antriebsmotoren für den Druckpapier-Transportmechanismus
verwendet und die anderen zwei gesonderten Antriebsmotoren
für den Farbblatt-Transportmechanismus bzw. den Druckkopf-
Antriebsmechanismus verwendet. Vier gesonderte
Antriebsmotoren nehmen jedoch erheblichen Raum in einem begrenzten
Einbaubereich innerhalb eines Thermo-Farbdruckers ein.
Folglich erlegt eine derartige Anordnung der
Miniaturisierung von Thermo-Farbdruckern eine Beschränkung auf. Zur
Minderung dieses Problems und Senkung der Kosten eines
Thermo-Farbdruckers dieser Art ist den Anmeldern ein
verbesserter Thermo-Farbdrucker bekannt, bei dem zum Antrieb
sowohl des Papier-Transportmechanismus als auch des
Druckkopf-Antriebsmechanismus nur ein Reversier- bzw.
Umkehrmotor verwendet wird. Bei diesem verbesserten
Thermo-Farbdrucker bewirkt der Reversiermotor bei Antrieb desselben in
einer Winkelrichtung die benötigte
Aufwärts-/Abwärtsbewegung des Druckkopfs relativ zu der Walze und bei Antrieb in
der umgekehrten Winkelrichtung den Antrieb des Farbblatt-
Transportmechanismus, und umgekehrt. Wenn der Motor in
einer Richtung angetrieben wird, um beistung entweder zum
Farbblatt-Transportmechanismus oder zum
Druckkopf-Antriebsmechanismus zu übertragen, wird die
Leistungsübertragung zum anderen Mechanismus mittels einer zwischen dem
Motor und dem Farbblatt-Transportmechanismus bzw. dem
Druckkopf-Antriebsmechanismus eingebauten Einweg-Kupplung
oder einem Einweg-Leistungsübertragungsmechanismus
unterbrochen.
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Es ist jedoch eine präzise Steuerung des
Druckkopf-Antriebsmechanismus erforderlich, um den Anhebe- und
Absenkvorgang des Druckkopfs relativ zu der Walze zu stoppen und
zu starten. Insbesondere muß der
Druckkopf-Antriebsmechanismus präzise gestoppt werden, um für optimales Drucken
einen angemessenen Kontakt des Druckkopfs mit der
benachbarten Fläche der Walze vorzusehen. Die Einweg-Kupplung
oder der Einweg-Leistungsübertragungsmechanismus weisen
jedoch eine beträchtlich große Trägheit auf. Diese Trägheit
ist sehr schwierig zu steuern, und ohne Steuerung der
Trägheit bewegt sich der Druckkopf-Antriebsmechanismus aufgrund
der Trägheit der Einweg-Kupplung zu weit. Ferner muß die
Betriebssteuerung des Druckkopf-Antriebsmechanismus, wie
beispielsweise das Ein- und Ausschalten des Motors, auf der
Basis von Experimenten bestimmt werden, was die Steuerung
unzuverlässig machen kann.
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In der EP-A-0 274266 ist ein Serialdrucker offenbart, mit
einer Farbblatt-Transportvorrichtung, einer Druckblatt-
Transportvorrichtung, einer Walze, einem Druckkopf, einer
Druckkopf-Antriebsvorrichtung zum Bewegen eines Druckkopfs
zwischen einer Druck-Stellung und einer Nichtdruck-Stellung
und einer Antriebsvorrichtung zum Antreiben der Farbblatt-
Transportvorrichtung, der Druckblatt-Transportvorrichtung
und der Druckkopf-Antriebsvorrichtung.
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Erfindungsgemäß ist jedoch ein Antriebsmechanismus zur
Verwendung in einem Drucker vorgesehen, umfassend eine
Farbblatt-Transportvorrichtung, eine
Druckblatt-Transportvorrichtung, eine Walze, einen Druckkopf, eine Druckkopf-
Antriebsvorrichtung zum Bewegen des Druckkopf s zwischen
einer Druck-Stellung und einer Nichtdruck-Stellung sowie
eine Antriebsvorrichtung zum Antreiben der
Farbblatt-Transportvorrichtung, der Druckblatt -Transportvorrichtung und
der Druckkopf-Antriebsvorrichtung, dadurch gekennzeichnet,
daß der Druckkopf von einem schwenkbar angebrachten
Halteteil getragen ist, welches zur Bewirkung des Druckens zu
der Walze hin und von dieser weg schwenkbeweglich ist,
wobei die Druckkopf-Antriebsvorrichtung mit wenigstens
einer Bremsnockenvorrichtung versehen ist, welche durch die
Druckkopf-Antriebsvorrichtung in Abhängigkeit von der
Stellung der Druckkopf-Antriebsvorrichtung in und außer
Bremskontakt
mit einer Nockenstoppervorrichtung beweglich ist,
wobei die Bremsnockenvorrichtung und die
Nockenstoppervorrichtung gemeinsam eine Trägheitssteuervorrichtung bilden,
um die Trägheit der Druckkopf-Antriebsvorrichtung zu
steuern, wenn sich die letztere in der Druck-Stellung befindet.
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Die Antriebsvorrichtung umfaßt vorzugsweise einen
Reversiermotor, welcher mittels eines Teils einer
Einweg-Leistungsübertragungsvorrichtung in Antriebsverbindung mit der
Druckkopf-Antriebsvorrichtung steht.
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Die Einweg-Leistungsübertragungsvorrichtung kann zwei
Kupplungen umfassen, von denen eine in einem Antriebsgetriebe
zwischen dem Reversiermotor und der
Druckkopf-Antriebsvorrichtung vorgesehen ist und die andere in einem
Antriebsgetriebe zwischen dem Reversiermotor und der Farbblatt-
Transportvorrichtung vorgesehen ist.
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Die Druckkopf-Antriebsvorrichtung umf aßt vorzugsweise eine
Druckkopf-Antriebswelle, wobei ein schwenkbar angebrachtes
Halteteil vorgesehen ist, welches einen Druckkopf trägt,
wobei eine Schwenkbewegung des Halteteils den Druckkopf zu
einer Walze hin und von dieser weg bewegt, wobei die
Druckkopf-Antriebswelle eine Vorrichtung aufweist, welche mit
einem Halteteil oder mit einer daran befestigten
Vorrichtung in Eingriff steht oder in Eingriff bringbar ist, um
die Schwenkbewegung des Halteteils zu bewirken.
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Die Druckkopf-Antriebswelle kann mit wenigstens einem
Nokken versehen sein, welcher mit einer an dem Halteteil
befestigten Vorrichtung in Eingriff bringbar ist.
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Zum Erfassen der Winkelstellung der Druckkopf-Antriebswelle
ist vorzugsweise eine Erfassungsvorrichtung vorgesehen.
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Die Erfindung umfaßt außerdem einen Drucker, z.B. einen
Hard-Copy-Farbdrucker, wie beispielsweise einen Thermo-
Farbdrucker, mit einem Antriebsmechanismus der vorstehend
beschriebenen Art.
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Die Erfindung wird lediglich anhand eines Beispiels
veranschaulicht, bei dem:
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Figur 1 eine Vorderansicht einer ersten
Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Antriebsmechanismus ist;
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Figur 2 ein schematischer Seitenriß eines mit dem in
Figur 1 gezeigten Antriebsmechanismus versehenen Thermo-
Farbdruckers ist und
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Figuren 3(A) - 3(C) und Figuren 4(A) - 4(C)
schematisch den Betrieb des in Figur 1 gezeigten
Antriebsmechanismus zeigen.
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In Figur 2 ist ein Thermo-Farbdrucker gezeigt, welcher
einen Stapel 30 von Blättern 1 aus Druckpapier oder anderem
Aufzeichnungsmaterial sowie eine Blatttransferrolle 31
aufweist. Der Drucker weist einen
Papier-Transportmechanismus zum Transportieren eines Blatts 1 aus Druckpapier von
einer von dem Stapel 30 gebildeten stromaufwärtigen
Position zu einer (nicht gezeigten) stromabwärtigen Position
auf, wobei der Papier-Transportmechanismus eine
Papiertransportrolle 2, eine Klemmrolle 3, einen Capstan 6 sowie
eine Klemmrolle 7 umfaßt. Der Papier-Transportmechanismus
2, 3, 6, 7 transportiert das Blatt 1 aus Druckpapier
zwischen einer Walze 4 und einem Druckkopf 5. Eine Farbblatt-
Transportvorrichtung zum Transportieren eines Farbblatts 8
zwischen der Walze 4 und dem Druckkopf 5 umfaßt eine
Aufwickelspule 9, eine Abwickelspule 10 sowie Führungsrollen
11 und 12. Die Rollen 11, 12 werden durch einen
Reversierbzw. Umkehrmotor (nicht gezeigt) angetrieben, welcher
zusätzlich dazu ausgelegt sein kann, (durch eine nicht
gezeigte Vorrichtung) die Blatttransferrolle 31, die
Papiertransportrolle 2 und den Capstan 6 anzutreiben. Wie im
einzelnen nachstehend beschrieben, ist der Reversiermotor
dazu ausgelegt, bei Vorwärtstransport des Blatts 1 den
Druckkopf 5 über die Blätter 1, 8 in Presskontakt mit der
Walze 4 zu bringen und dadurch das thermische Aufdrucken
eines Bilds auf das Papier zu bewirken. Der Druckkopf 5
wird danach von der Walze 4 gelöst, wobei während dieser
Zeit das Papierblatt 1 zurücktransportiert und das
Farbblatt 8 für den nachfolgenden Durchlauf vorgeschoben wird.
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Wie in Figur 1 gezeigt, ist der Druckkopf 5 an einer der
Walze 4 gegenüberliegenden Stelle angeordnet. Der Druckkopf
5 ist von einem Halteteil 13 derart gehalten, daß er in
einer Richtung orthogonal zu einer Welle 14 der Walze 4
vertikal beweglich ist. Das Halteteil 13 ist schwenkbar an
einer Welle 15 angebracht, welche parallel zu der
Walzenwelle 14 angeordnet ist, wie in den Figuren 3 und 4
gezeigt. Das Halteteil 13 ist von einem Paar von Federn oder
anderen elastischen Elementen 16 zur Walzenwelle 14 hin
vorgespannt. Eine Druckkopf-Antriebswelle 18 ist drehbar an
ihren entgegengesetzten Enden in einem Druckerrahmen 17
angebracht und steht mit dem Reversiermotor (nicht gezeigt)
über eine Einweg-Kupplung 19 und ein Antriebsritzel 20 in
Antriebsverbindung. An der Antriebswelle 18 ist ein Paar
von Antriebsnocken 21, wie beispielsweise Exzenternocken,
befestigt. Die Nocken 21 sind über dem Halteteil 13
angeordnet und in und außer Kontakt mit einem Paar rechteckiger
oder L-förmiger Flansche 13A des Halteteils 13 beweglich.
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An jedem der entgegengesetzten Enden der Antriebswelle 18
ist ein Bremsnocken 22 befestigt, wie beispielsweise ein
Exzenternocken. Der letztere kann die gleiche
Querschnittsform und die gleiche Winkellage wie der Antriebsnocken 21
besitzen. Unterhalb jedes der Nocken 22 befindet sich ein
von einer Feder 23 gestützter Stopper 24, wobei jeder
Nokken 22 durch die Antriebswelle 18 in und außer Kontakt mit
seinem Stopper 24 bewegbar ist. Die Antriebswelle 18 ist
außerdem mit einer halbkreisförmigen Platte 25 zur
Erfassung
der Winkellage der Antriebswelle 18 und damit der
Antriebsnocken 21 versehen. Die Winkellage der
halbkreisförmigen Platte 25 wird mittels eines Lichtsensors 26
optisch erfaßt.
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Die Figuren 3 und 4 erläutern den Betrieb des vorstehend
beschriebenen Antriebsmechanismus. Figur 3 zeigt eine Phase
im Druckbetrieb, in der der Druckkopf 5 in einer
angehobenen Stellung gehalten ist und dabei mit einer vorbestimmten
Entfernung von der Walze 4 beabstandet ist. Figur 4 zeigt
eine weitere Phase im Druckbetrieb, in der der Druckkopf 5
in einer abgesenkten Stellung gehalten ist und dabei in
Kontakt mit der Walze 4 gebracht ist.
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In Figur 3 (A) sind die Antriebsnocken 21 durch die über die
Einweg-Kupplung 19 von dem Reversiermotor übertragene
Einweg-Drehkraft (siehe den Pfeil) in die in der Figur
gezeigte Winkellage gedreht worden. Die Antriebsnocken 21
drücken entgegen der Wirkung der elastischen Elemente 16
gegen die von dem Halteteil 13 ausgehenden Flansche 13A, so
daß sich der Druckkopf 5 in die angehobene oder Nichtdruck-
Stellung bewegt. Während dieses den Druckkopf anhebenden
Hubs werden die Nocken 21 unmittelbar vor Erreichen des
oberen Totpunkts in eine Stoppstellung gebracht, um die
genaue Positionierung des Druckkopfs 5 zu erlauben. Wie in
Figur 3(B) gezeigt, wird die Winkelstellung unmittelbar vor
dem oberen Totpunkt durch die Kombination der
halbkreisförmigen Platte 25 und des oPtischen Sensors 26 erfaßt; es
ist dieser Moment, an dem der Motor aufhört zu drehen. Wie
in Figur 3(C) gezeigt, sind die Bremsnocken 22 bezüglich
der Antriebsnocken 21 in dem Sinn gegenphasig angeordnet,
daß sie in diesem Moment noch nicht mit den Stoppern 24 in
Eingriff stehen, wodurch keine Bremskraft auf die
Antriebswelle 18 ausgeübt wird.
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Figur 4 (A) zeigt die Antriebsnocken 21 in ihrem
Flanschlösehub, in dem sie von den Flanschen 13A gelöst sind. Wenn
die gleiche Einweg-Drehkraft (siehe den Pfeil) des
Reversiermotors über die Einweg-Kupplung 19 zu den
Antriebsnocken 21 übertragen wird, welche sich in einer Stellung
unmittelbar vor Erreichen des oberen Totpunkts befunden
haben, drehen die Antriebsnocken 21 in eine vorbestimmte
Winkelstellung, in welcher sie außer Eingriff mit den
Flanschen 13A stehen. Als Folge wird durch die von den
elastischen Elementen 16 ausgeübte Kraft die Drehung des
Halteteils 13 um die Welle 15 bewirkt und der Druckkopf 5 in
Presskontakt mit der Walze 4 gebracht. Die Winkellage der
Antriebsnocken 21 bei sich in Kontakt mit der Walze 4
befindendem Druckkopf 5 wird durch die Kombination der
halbkreisförmigen Platte 25 und des optischen Sensors 26
erfaßt, wie in Figur 4(B) gezeigt; es ist dieser Moment, an
dem der Motor aufhört zu drehen.
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Wie in Figur 4(C) gezeigt, befinden sich die Bremsnocken 22
dann in Kontakt mit den Stoppern 24, um zu verhindern, daß
sich die Antriebswelle 18 trägheitsbedingt dreht. Falls
keine Bremsung vorgesehen wäre, würde die Antriebswelle 18
wegen ihrer Verbindung mit der Einweg-Kupplung 19
weiterlaufen; dies würde dazu führen, daß die Antriebsnocken 21
in die falsche Winkellage eingestellt werden.
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Bei der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsform
ist ein Antriebsmechanismus für eine thermische Hard-Copy-
Farbmaschine vorgesehen, bei der zum Antrieb sowohl der
Papier-Transportvorrichtung 2, 3, 6, 7 als auch der von der
Antriebswelle 18 gebildeten Druckkopf-Antriebsvorrichtung
nur ein Reversiermotor verwendet wird, wodurch der
Druckkopf 5 unter präziser Steuerung der Trägheit der Druckkopf-
Antriebsvorrichtung durch die Trägheitssteuereinrichtung
22, 24 oder 27 relativ zu der Walze 4 angehoben und
abgesenkt wird. Die Trägheitssteuereinrichtung 22, 24 oder 27
steuert die Trägheit einer
Einweg-Leistungsübertragungseinrichtung 19, um den Druckkopf 5 in einer vorbestimmten
Stellung relativ zur Walze 4 präzise zu stoppen.