DE69106829T2

DE69106829T2 - Blatthalter für thermische druckeinrichtung.

Info

Publication number: DE69106829T2
Application number: DE69106829T
Authority: DE
Inventors: Seung Baek; Robert Morrison; Sanwal Sarraf
Original assignee: Eastman Kodak Co
Current assignee: Eastman Kodak Co
Priority date: 1990-04-16
Filing date: 1991-04-09
Publication date: 1995-09-07
Anticipated expiration: 2011-04-10
Also published as: US5446477A; US5053791A; EP0478756B1; JP2957008B2; DE69106829D1; EP0478756A1; WO1991016207A1; JPH05501092A

Description

Diese Erfindung betrifft eine Haltevorrichtung für ein Thermoprintmedium im allgemeinen und eine Haltevorrichtung dieser Art für einen Thermodrucker mit Lasern zur Übertragung thermischer Energie auf das Printmedium im besonderen.
Bei einer Ausführung eines Thermodruckers wird ein Farbstoffspendermaterial über ein Farbstoffempfangsmaterial gelegt. Dabei werden die übereinander gelegten Materialien so gehaltert, daß sie mit einem mit einer Vielzahl einzelner Heizwiderstände versehenen Druckkopf zusammenwirken. Bei Einschaltung eines bestimmten Heizwiderstands wird Farbstoff von dem Spendermaterial auf das Empfangsmaterial übertragen. Die Dichte oder Dunkelheit des bei dem Druckvorgang übertragenen Farbstoffs ist eine Funktion der dem Spendermaterial von dem Heizelement zugeführten Energie. Drucker dieser Art haben den Nachteil einer sehr großen Wärmeträgheit der Widerstände. Infolgedessen ist die Druckgeschwindigkeit relativ niedrig und der Bildkontrast begrenzt.
Die Verwendung von Lasern anstelle von Widerständen für die Zuführung der thermischen Energie für Thermofarbdruckanwendungen ist an sich bekannt. US-A-4 804 975 zeigt beispielsweise eine Thermofarbstoffübertragungsvorrichtung mit einer Anordnung von Diodenlasern, die wahlweise so betätigt werden können, daß Strahlung auf ein Farbstoffspendermaterial in einem Thermoprintmedium gelenkt wird. Die Diodenlaseranordnung erstreckt sich über die volle Breite des Printmediums. Die von den Diodenlasern abgegebene Strahlung wird in Abhängigkeit von einem Informationssignal zur Erzeugung eines Bilds auf einem Empfangsmaterialblatt in dem Medium moduliert. Schwierig bei einer Vorrichtung dieser Art ist die Gewährleistung einer engen Berührung zwischen dem Spendermaterialblatt und dem Empfangsmaterialblatt während des Bildübertragungsvorgangs. Aus US-A-4 245 003 ist ferner die Verwendung einer Unterdruckauflagefläche für die Halterung eines porösen Empfangsmaterial- oder Spendermaterialblatts bekannt. Der durch das poröse Empfangsmaterialblatt hindurch angelegte Unterdruck übt auf das Spendermaterialblatt eine Zugkraft aus und bringt es auf diese Weise mit dem Empfangsmaterialblatt in Berührung. Bei vielen Printmedien ist jedoch weder das Spendermaterial noch das Empfangsmaterial porös, so daß die in dem genannten Patent beschriebene Anordnung das Problem der Gewährleistung der Berührung zwischen dem Spendermaterialblatt und dem Empfangsmaterialblatt nicht löst.
Die Erfindung hat die Aufgabe, die geschilderten Probleme der bekannten Vorrichtungen zu lösen und eine verbesserte Haltevorrichtung für ein Thermoprintmedium zu schaffen.
Nach einem Aspekt der Erfindung ist eine Haltevorrichtung für ein Thermoprintmedium vorgesehen, bei dem ein Spendermaterial nach Erhalt einer ausreichenden Menge thermischer Energie einen Farbstoff auf ein Empfangsmaterial überträgt. Die Haltevorrichtung umfaßt dabei: eine erste Auflage zum Haltern eines Empfangsmaterials, eine zweite Auflage zum Haltern eines Spendermaterials, eine erste Unterdruckvorrichtung zum Anlegen von Unterdruck an die erste Auflage und eine zweite Unterdruckvorrichtung zum Anlegen von Unterdruck an die zweite Auflage, wobei die zweite Unterdruckvorrichtung unabhängig von der ersten arbeitet.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung weist die Haltevorrichtung für ein Thermoprintmedium eine drehbare Trommel zum Haltern eines Spendermaterialblatts und eines Empfangsmaterialblatts eines Thermoprintmediums auf. Das Empfangsmaterialblatt ist axial auf der Trommel zentriert und wird durch einen durch Öffnungen im Trommelmantel angelegten Unterdruck auf dieser festgehalten. Das Spendermaterialblatt liegt im wesentlichen auf der ganzen Trommel auf und wird durch Unterdrucköffnungen an den beiden axialen Enden der Trommel und an einem axial verlaufenden Abschnitt der Trommel mit dem Empfangsmaterialblatt in enger Berührung gehalten. Die Unterdruckversorgung der Öffnungen für das Empfangsmaterialblatt erfolgt unabhängig von der Unterdruckversorgung für das Spendermaterialblatt, so daß das Spendermaterialblatt entfernt oder aufgelegt werden kann, ohne die Position des Empfangsmaterialblatts zu beeinflussen.
Die erfindungsgemäße Haltevorrichtung kann in einem Thermodrucker nach Anspruch 6 verwendet werden, bei dem ein Thermoprintmedium auf einer drehbaren Trommel aufliegt und ein Druckkopf mittels einer elektromotorisch angetriebenen Gewindespindel relativ zu der Trommel bewegt werden kann. Der Druckkopf ist mit einer mit einer Vielzahl von Diodenlasern gekoppelten faseroptischen Anordnung versehen. Die einzelnen Diodenlaser können unabhängig voneinander mittels eines Informationssignals angesteuert werden. Eine am Druckkopf angebrachte Linse kann die Lichtleitfaserenden in der Anordnung auf das Printmedium fokussieren. Durch Änderung der Winkelstellung des Druckkopfs kann der Abstand zwischen benachbarten Abtastzeilen verändert werden. Die Größe der auf dem Medium erzeugten Punkte oder Pixel kann durch Änderung der Trommeldrehzahl verändert werden.
Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, daß ein Spendermaterialblatt während des Druckvorgangs mit einem Empfangsmaterialblatt in enger Berührung gehalten werden kann. Außerdem können das Spendermaterialblatt und das Empfangsmaterialblatt auf einfache Weise auf der Trommel angebracht und von dieser entfernt werden. Das Spendermaterialblatt kann aufgelegt und entfernt werden, ohne die Position des Empfangsmaterialblatts zu beeinflussen. Dies ist besonders bei der Herstellung von Farbdrucken wichtig, bei denen drei verschiedene Spendermaterialblätter mit ein und demselben Empfangsmaterialblatt zur Deckung gebracht werden müssen.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Es zeigen
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Thermodruckers, in dem die Erfindung verwirklicht werden kann,
Fig. 2 eine Vorderansicht der erfindungsgemäßen Haltevorrichtung, in der bestimmte Teile im Schnitt dargestellt sind,
Fig. 3 eine Vorderansicht mit im Schnitt gezeigten Teilen, in der die Trommel gegenüber der in Fig. 2 gezeigten Stellung um 90º gedreht ist,
Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie 4-4 in Fig. 2 und
Fig. 5 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.
Eine erfindungsgemäß ausgeführte Haltevorrichtung 12 wird in Fig. 2 gezeigt. Die Haltevorrichtung 12 kann beispielsweise in einem Thermodrucker der in Fig. 1 gezeigten Art verwendet werden. Die Haltevorrichtung 12 ist dort schematisch dargestellt. Der in Fig. 1 gezeigte Thermodrucker 10 besteht aus einer Haltevorrichtung 12 mit einer Trommel 11, die mittels eines Motors 14 um eine Achse 15 gedreht werden kann. Die Trommel 11 eignet sich zum Haltern eines Thermoprintmediums 17, bei dem ein Farbstoff durch Sublimation von einem Spendermaterialblatt 19 (Fig. 3) auf ein Empfangsmaterialblatt 21 durch Erwärmung des Farbstoffs in dem Spendermaterialblatt übertragen wird. Als Thermoprintmedium für den Drucker 10 kann beispielsweise ein Medium der in US-A-4 772 582 offenbarten Art verwendet werden.
Bestandteil des in US-A-4 772 582 offenbarten Thermoprintmediums ist ein Spendermaterialblatt mit starker Absorptionsfähigkeit bei der Wellenlänge des Lasers. Wenn das Spendermaterial bestrahlt wird, wandelt dieses absorbierende Material Lichtenergie in thermische Energie um und überträgt die Wärme auf den Farbstoff in der unmittelbaren Umgebung. Dadurch wird der Farbstoff zur Übertragung auf das Empfangsmaterial auf seine Verdunstungstemperatur erwärmt. Das absorbierende Material kann sich dabei in einer Schicht unter dem Farbstoff befinden oder dem Farbstoff zugemischt werden. Der Laserstrahl wird durch elektronische Signale, die der Form und Farbe des Originalbildes entsprechen, moduliert, so daß jeder Farbstoff so erwärmt wird, daß er sich nur in den Bereichen verflüchtigt, in denen seine Anwesenheit auf dem Empfangsmaterialblatt erforderlich ist, um die Farbe des Originals zu rekonstruieren.
Ein Farbkopf 20 des Druckers 10 ist in unmittelbarer Nachbarschaft der von dem Motor 14 in Richtung des Pfeils 69 angetriebenen Trommel 11 beweglich gelagert. Der Druckkopf 20 kann sich auf einer Schiene 22 gleitend bewegen. Der Druckkopf 20 wird von einem Motor 24 angetrieben, der eine Gewindespindel 26 so dreht, daß sich der Druckkopf in Richtung des Pfeils 70 bewegt. Während der Bewegung des Druckkopfs 20 werden (nicht dargestellte) schraubenförmige Abtastzeilen auf dem auf der sich drehenden Trommel 11 aufliegenden Thermoprintmedium 17 abgetastet. Der Druckkopf 20 ist mit einer (nicht dargestellten) faseroptischen Anordnung versehen, in der Lichtleitfasern 31 mit einer (nicht dargestellten) Vielzahl von Diodenlasern verbunden sind. Die Diodenlaser können einzeln so moduliert werden, daß Licht von den Lichtleitfasern wahlweise auf das Thermoprintmedium 17 gelenkt wird. Eine vollständige Beschreibung des in Fig. 1 gezeigten Druckers ist der Internationalen Patentanmeldung Nr. PCT/US90/07246 zu entnehmen.
Einzelheiten der erfindungsgemäßen Haltevorrichtung 12 werden in Fig. 2 - 4 gezeigt. Die Trommel 11 der Haltevorrichtung 12 ist mit einem geschlossenen Mantel und über dessen Oberfläche verteilten Unterdrucköffnungen 44 versehen. Ein mittlerer Abschnitt 30 der Trommel 11 ist zum Haltern des Empfangsmaterialblatts 21 vorgesehen. Der mittlere Abschnitt 30 erstreckt sich, wie in Fig. 4 gezeigt, über ca. 295º des Trommelumfangs und wird axial von den Endabschnitten 34 und 36 der Trommel 11 begrenzt. Das Spendermaterialblatt 19 liegt auf den Endabschnitten 34 und 36 und auf einem axial verlaufenden Abschnitt 35 auf, der sich, wie in Fig. 4 gezeigt, über ca. 65º des Umfangs der Trommel 11 erstreckt. Für ein Empfangsmaterialblatt 21 mit den Maßen 33 x 48 cm (13 x 19 Zoll) und einer Dicke von 0,1 mm (0.004 Zoll) kann die Trommel 11 beispielsweise einen Durchmesser von ca. 127 mm (5.00 Zoll) aufweisen. Wie in Fig. 2 gezeigt, ist der Außendurchmesser des mittleren Abschnitts 30 kleiner als der Außendurchmesser der Endabschnitte 34 und 36, so daß nach Auflegen des Empfangsmaterialblatts 21 dem Spendermaterialblatt 19 eine durchgehende Fläche gegenübersteht. Die Trommel 11 kann sich in Rollenlagern drehen. Eines dieser Rollenlager wird in Fig. 2 bei 37 gezeigt. Die Lager 37 stützen sich in Lagerböcken 41 ab. Der Abstand zwischen der Trommel 11 und den Lagerböcken 41 beträgt jeweils ca. 7,6 um - 12,7 um (0.0003 - 0.0005 Zoll), so daß die Drehbewegung der Trommel 11 von den Böcken 41 nicht behindert wird. Jede Behinderung der Drehbewegung der Trommel könnte das auf dem Medium 17 erzeugte Bild beeinträchtigen. Als Motor 14 für den Antrieb der Trommel 11 kann beispielsweise ein Inland Frameless Motor No. RBE 1801 verwendet werden, der die Trommel beispielsweise mit einer Drehzahl von 1200 min&supmin;¹ drehen kann.
Eine Unterdruckversorgung für das Spendermaterial ist mit den Abschnitten 34 - 36 über eine Versorgungsleitung 40 (Fig. 3), eine Unterdruckversorgung für das Empfangsmaterial mit dem mittleren Abschnitt 30 über eine Versorgungsleitung 42 verbunden. Die Unterdruckversorgung für das Spendermaterial wird unabhängig von der Unterdruckversorgung für das Empfangsmaterial gesteuert, so daß das Spendermaterialblatt 19 entfernt werden kann, ohne die Position des Empfangsmaterialblatts 21 zu beeinflussen. Für die Unterdruckversorgung der Trommel 11 kann beispielsweise eine Drehschieber-Vakuumpumpe verwendet werden, wie sie von der Gast Manufacturing Co. als Model No. 5565 hergestellt wird. Zur Versorgung der sich drehenden Trommel 11 mit Unterdruck zum Haltern des Spendermaterialblatts 19 kommuniziert die Leitung 40 mit einer Umfangsnut 45 (Fig. 2) im Lagerbock 41. Die Nut 45 kommuniziert ihrerseits mit einer Reihe von Bohrungen 47 im Stirnteil 43 der Trommel 11. Der Unterdruck zum Haltern des Empfangsmaterialblatts 21 wird einer Nut 49 im Stirnteil 43 über eine Versorgungsleitung 42 zugeführt. Die Nut 49 ist über Bohrungen 51 im Stirnteil 43 mit dem Innenraum der Trommel 11 verbunden.
Die Trommel 11 ist mit Unterdrucköffnungen 44 versehen, die sich bis zur Trommeloberfläche erstrecken. Wenn ein Empfangsmaterialblatt 21 über die Öffnungen 44 im mittleren Abschnitt 30 gelegt und der Abschnitt 30 dann mit Unterdruck beaufschlagt wird, wird das Empfangsmaterialblatt 21 an der Oberfläche der Trommel 11 festgehalten. Entsprechend wird, wenn ein Spendermaterialblatt 19 über die Öffnungen 44 an den Abschnitten 34 - 35 gelegt wird und diese Abschnitte dann mit Unterdruck beaufschlagt werden, das Spendermaterialblatt 19 gegen die Oberfläche der Trommel 11 gezogen und mit dem Empfangsmaterialblatt 21 in enger Berührung gehalten. Die Öffnungen 44 können beispielsweise einen Durchmesser von ca. 0,8 mm (0.031 Zoll) aufweisen. Der Unterdruck wird durch ein System mit engem Abstand zueinander angeordneter axialer Nuten 46 und sich in Umfangsrichtung erstreckender Zuführschlitze 48 über die ganze Oberfläche der Trommel 11 verteilt. Die Nuten 46 münden jeweils in einen Zuführungsschlitz 48 mit einer oder mehreren Öffnungen 44. Die Nuten 46 können V-förmig mit einer größten Breite von ca. 0,25 mm (0.010 Zoll) und einer Tiefe von ca. 0,25 mm (0.010 Zoll), die Zuführschlitze 48 ebenfalls V-förmig mit einer größten Breite von ca. 0,5 mm (0.020 Zoll) und einer Tiefe von ca. 0,43 mm (0.017 Zoll) ausgeführt werden. Eine vollständigere Beschreibung einer Trommeloberfläche der hier beschriebenen Art ist dem US-Patent Nr. 3 630 4324 zu entnehmen, dessen Offenbarung hiermit ausdrücklich durch Verweis in die vorliegende Anmeldung aufgenommen wird.
Eine Druckwalze 50 zum Anbringen eines Spendermaterialblatts 19 über einem Empfangsmaterialblatt 21 ist, wie in Fig. 3 gezeigt, in der Haltevorrichtung 12 gelagert. Die Walze 50 kann sich in Aufnahmevorrichtungen 52 drehen, die ihrerseits schwenkbar in an den Böcken 41 befestigten Haltern 54 gelagert sind. Durch (nicht dargestellte) auf die Aufnahmevorrichtungen 52 wirkende Federn wird die Walze 50 so vorgespannt, daß sie ein Spendermaterialblatt 19 in der ausgeschwenkten Stellung nicht berührt. Die Walze 50 besteht aus einem elastischen Werkstoff, beispielsweise Silikonkautschuk mit einer Eindrucktiefe 40 nach Shore. Die Walze 50 kann beim Auflegen eines Spendermaterialblatts 34 in der Haltevorrichtung 12 an dieses angeschwenkt werden, um sicherzustellen, daß zwischen dem Spendermaterialblatt 19 und dem Empfangsmaterial 21 keine Luft eingeschlossen wird und eine enge Berührung zwischen den beiden Blättern gewährleistet ist.
Im praktischen Einsatz der Haltevorrichtung 12 wird ein Empfangsmaterialblatt 21 auf den mittleren Abschnitt 30 gelegt und dort mittels eines über die Leitung 42 angelegten Unterdrucks festgehalten. Außer im Bereich des Abschnitts 35 erstreckt sich das Empfangsblatt 21 dann ganz um die Trommel 11. Anschließend werden die Abschnitte 34 - 36 über die Versorgungsleitung 40 mit Unterdruck beaufschlagt. Dann wird ein Spendermaterialblatt 19 auf die Trommel 11 gelegt. Beginnend an dem in Fig. 4 gezeigten Punkt A zum Beispiel, wird die Trommel 11 langsam gedreht. Dabei wird die Druckwalze 50 gegen das Blatt 19 gehalten. Wenn das Spendermaterialblatt sich vollständig um die Trommel 11 gewickelt hat und von dem Unterdruck in der Leitung 40 auf der Trommel festgehalten wird, wird die Druckwalze 50 ausgeschwenkt, so daß sie das Blatt 19 nicht mehr berührt. Nun kann der Druckvorgang beginnen. Bei Einsatz des Druckers 10 für die Herstellung bestimmter Farbdrucke werden für die Erzeugung eines Bildes auf einem Empfangsmaterialblatt drei verschiedene Spendermaterialblätter verwendet, eines für jede Primärfarbe. Bei dieser Anwendung ist es sehr wichtig, daß die Lage des Empfangsmaterialblatts auf der Trommel während des gesamten Druckvorgangs unverändert bleibt.
Fig. 5 zeigt eine zweite Ausführungsform der Erfindung. Eine Haltevorrichtung 12' ist hier mit einer Kammer 60 versehen, die eine im wesentlichen plane Fläche 62 mit darin angebrachten Unterdrucköffnungen 44' aufweist. Ein über eine Leitung 64 angelegter Unterdruck hält ein Empfangsmaterialblatt 21 gegen eine Dichtung 63 an der Fläche 62. Eine die Kammer 60 umgebende zweite Kammer 66 weist eine plane Fläche 68 mit (nicht dargestellten) Unterdrucköffnungen und einer Dichtung 67 auf. Ein über eine Leitung 71 angelegter Unterdruck hält ein Spendermaterialblatt 19 gegen die Dichtung 67 und in enger Berührung mit dem Empfangsmaterialblatt 21.
Der Unterdruck für die Haltevorrichtung 12' wird den Leitungen 64 und 71 über eine mit einer Vakuumpumpe 82 verbundene Kammer 80 zugeführt. Ventile 84 und 86 ermöglichen eine unabhängige Steuerung der Unterdruckversorgung für das Empfangsmaterialblatt 21 und das Spendermaterialblatt 19, so daß die Position des Empfangsmaterialblatt 21 durch Handhabung des Spendermaterialblatts 19 nicht beeinflußt wird.

Claims

1. Haltevorrichtung für ein Thermoprintmedium, bei dem ein Spendermaterial nach Erhalt einer ausreichenden Menge thermischer Energie einen Farbstoff auf ein Empfangsmaterial überträgt,

gekennzeichnet durch

eine erste Auflage (30; 63) zum Haltern eines Empfangsmaterials (21),

eine zweite Auflage (34; 36; 67) zum Haltern eines Spendermaterials (19),

eine erste Unterdruckvorrichtung (42; 64) zum Anlegen von Unterdruck an die erste Auflage und

eine zweite Unterdruckvorrichtung (40; 71) zum Anlegen von Unterdruck an die zweite Auflage, wobei die zweite Unterdruckvorrichtung unabhängig von der ersten arbeitet.

2. Haltevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Auflage auf einer zylindrischen Trommel (11) angeordnet sind.

3. Haltevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Auflage auf einem ersten axialen Abschnitt (30) der Trommel (11) und die zweite Auflage (34, 36) auf einem zweiten axialen Abschnitt der Trommel (11) angeordnet sind.

4. Haltevorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Trommel hohl ist und der axiale Abschnitt Öffnungen (44) aufweist, die mit dem Trommelinnenraum kommunizieren.

5. Haltevorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine zylindrische Walze (50) vorgesehen ist, die an ein auf der Trommel (11) befindliches Spendermaterial (19) anschwenkbar ist.

6. Thermoprinter zum Erzeugen eines Bildes auf einem Thermoprintmedium, bei dem Farbstoff aufgrund seiner Erwärmung in einem Spendermaterial (19) durch Sublimation vom Spendermaterial auf ein Empfangsmaterial (21) übertragen wird, mit

einer Strahlungsquelle (31),

einer Vorrichtung (12) zum Haltern des Thermoprintmediums, die eine erste Auflage (30) für das Spendermaterial (19) und eine zweite Auflage (34, 36) für das Empfangsmaterial (21) aufweist,

einem Mittel (20) zum Ausrichten punktförmiger Strahlung von der Strahlungsquelle auf das Thermoprintmedium um das Spendermaterial mit einer für die Übertragung von Farbstoff auf das Empfangsmaterial (21) ausreichenden Menge an thermischer Energie zu versorgen,

und Mitteln (22, 24, 26), die das Thermoprintmedium und die Strahlungsquelle relativ zueinander bewegen, um das Bild aus einer Anzahl von Punkten auf dem Printmedium zu zu erzeugen,

gekennzeichnet durch

7. Thermoprinter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung (24) zum Beeinflussen der Geschwindigkeit der Bewegungsmittel vorgesehen ist, um die Größe der Punkte zu steuern.

8. Thermoprinter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausrichtmittel (20) eine faseroptische Anordnung und eine Vorrichtung zum Fokussieren der in der Anordnung befindlichen Lichtleitfaserenden auf das Printmedium aufweist.

9. Thermoprinter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausrichtmittel (20) eine Vorrichtung umfaßt, die die Anordnung in einer Winkelstellung relativ zu den auf dem Printmedium abzutastenden Abtastzeilen haltert.

10. Thermoprinter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterungsvorrichtung für die Anordnung ein Mittel zum Verändern von deren Winkelstellung aufweist, um den Abstand zwischen benachbarten Abtastzeilen zu verändern.

11. Thermoprinter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsquelle eine Vielzahl von Diodenlasern aufweist.

12. Thermoprinter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Auflage (30, 34, 36) auf einer zylindrischen Trommel (11) angeordnet sind.