DE69331559T2

DE69331559T2 - System zum Übertragen von Druckdaten für einen auf Anfrage gesteuerten thermischen Drucker

Info

Publication number: DE69331559T2
Application number: DE69331559T
Authority: DE
Inventors: David A. West
Original assignee: ZIH Corp
Current assignee: ZIH Corp
Priority date: 1992-10-02
Filing date: 1993-09-30
Publication date: 2002-10-31
Anticipated expiration: 2013-10-01
Also published as: DE69331557T2; DE69331559D1; US5874980A; CA2141869A1; DE69319132D1; EP0670785A1; CA2259801A1; JPH10501750A; US6057870A; EP0811503A3; US5909233A; CA2259825C; CA2259825A1; US6034708A; EP0811500A2; DE69332181T2; EP0811500B1; EP0811503B1; DE69332126T2; EP0670785A4

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft direkte Thermo- und Thermotransfer- Bedarfsdrucker und insbesondere direkte Thermo- und Thermotransferdrucker zum Bedrucken von Fahrkarten, Etiketten und druckempfindlichen Aufklebern. Einige Aspekte der Erfindung betreffen auch Drucker, die andere Drucktechniken wie Laserdrucken, LED-Drucken etc. einsetzen.
Direkte Thermo- und Thermotransferdrucker sind aus dem Stand der Technik gut bekannt. Zum Thermotransferdrucken auf nicht wärmeempfindlich gemachte Materialien wie Papier oder Kunststoffe wird ein auf einer Seite mit einer wärmeübertragbaren Tintenschicht beschichtetes Farbband zwischen das zu bedruckende Medium und einen Thermodruckkopf mit einer Zeile von sehr kleinen Heizelementen gelegt. Beim Anlegen eines elektrischen Impulses an eine ausgewählte Untereinheit der Heizelemente erfolgt ein lokales Schmelzen und eine Übertragung der Tinte auf das Papier unterhalb der ausgewählten Elemente und führt zu einer entsprechenden Zeile von Punkten, die auf die Mediumoberfläche übertragen werden.
Zum direkten Thermodrucken auf wärmeempfindlich gemachte Materialien wird kein Farbband eingesetzt, und die Heizelemente wirken direkt, um eine chemische oder physikalische Änderung in einer Farbschicht auf der Oberfläche des Materials zu erzeugen. Der Rest dieser Offenbarung behandelt das Thermotransferdrucken, jedoch sollte klar sein, daß viele Aspekte der Erfindung auch auf das direkte Thermodrucken, Laserdrucken, LED-Drucken und vielleicht auch auf andere Drucktechniken zutreffen.
Nachdem jeweils eine Zeile von Punkten gedruckt worden ist, wird das Material oder der Druckkopf wieder in Position gebracht, um den Druckkopf über einer daran anschließenden Stelle anzuordnen, das Farbband wird wieder in Position gebracht, um eine frische Tintenschicht bereitzustellen, und der Auswahl- und Heizprozeß werden wiederholt, um eine daran anschließende Zeile von Punkten zu drucken. Je nach Anzahl und Muster der Heizungen und der Bewegungsrichtung von Kopf und Papier können regelmäßige Anordnungen von Punkten einzelne Zeichen erzeugen, oder es werden wie bei der bevorzugten Ausführungsform aufeinanderfolgende Reihen von Punkten unter Bildung von vollständigen gedruckten Textzeilen, Strichcodes oder Grafiken kombiniert.
Die Anwendungen für solche Drucker umfassen das Drucken von einzelnen Aufklebern, typischerweise druckempfindlichen Aufklebern, Fahrscheinen und Etiketten. Druckempfindliche Aufkleber werden üblicherweise auf einer Endlosbahn von Trennmaterial (z. B. Wachspapier-Rückseite) mit einem Spalt zwischen den aufeinanderfolgenden Aufklebern geliefert. Fahrscheine und Etikette können ebenfalls als Endlosbahn mit einzelnen Fahrscheinen oder Etiketten, die durch ein Druckzeichen oder durch Löcher oder darin eingestanzte Kerben markiert sind, geliefert werden. Fahrscheine und Etiketten können auch genauso auf einer Endlosbahn geliefert werden, wobei die einzelnen Fahrscheine oder Etiketten durch ein Druckzeichen oder durch Löcher, Schlitze oder darin eingestanzte Spalten definiert sind.
Zur Ausrichtung des gedruckten Bildes mit der Vorderkante eines jeden Aufklebers kann ein optischer Sensor eingesetzt werden. Der optische Sensor umfaßt eine Beleuchtungsquelle wie eine lichtemittierende Diode ("LED") oder eine Glühlampe und einen Photodetektor wie einen Photowiderstand, Phototransistor oder eine Photodiode. Beleuchtungsquelle und Photodetektor funktionieren typischerweise, jedoch ohne Einschränkung, bei einer Infrarot-Wellenlänge. Bei der (den) bevorzugten Ausführungsform(en) ist der Sensor durch die Bahn hindurch eingestellt, so daß er auf die Änderung in der relativen Opazität der Rückseiten- und Aufklebermaterialien oder auf ein Loch oder eine darin eingestanzte Kerbe reagiert. Bei anderen Ausführungsformen reflektiert der Sensor Licht von der Rückseite der Bahn und reagiert auf ein darauf aufgedrucktes Zeichen.
Solche Drucker können auch ausgelegt sein, damit sich einzelne Aufkleber entfernen lassen, wenn sie gedruckt sind. Der Aufbau des Druckkopfes kann so sein, daß Bahn und Band um die Länge von Aufkleber-Trennspalt zuzüglich eines wesentlichen Bruchteils von 1 in weiterbewegt werden, nachdem jeweils ein Aufkleber gedruckt worden ist und vor dem Anhalten zur Entfernung des Aufklebers, in welchem Falle Bahn und Band um einen gleichen Abstand zurückgeholt werden müssen, bevor der nächste Aufkleber gedruckt wird, um das Zurückbleiben eines unbedruckten Bereiches auf dem Aufkleber zu vermeiden.
Der Stromfluß zu jedem Heizelement während des Aufheizens ist relativ konstant und wird durch die Netzspannung und den elektrischen Widerstand der Heizung bestimmt. Die Energie pro gedruckten Punkt für eine gleichmäßige Tintenübertragung ist eine Funktion von Bahngeschwindigkeit und mittlerer Druckkopftemperatur. Werden einzelne Aufkleber gedruckt, kann die Bahngeschwindigkeit nicht konstant sein, sondern kann gleichmäßig beschleunigt und verlangsamt werden, um die Trägheit des Mechanismus zu berücksichtigen. Dies erfordert Änderungen im Aufheizen, um eine gleichmäßige Druckqualität über die Bereiche beizubehalten, die während der Geschwindigkeitsänderungen gedruckt werden.
Solche Drucker sollten die einzelnen Aufkleber schnellstmöglich nach Erhalt der Daten dafür fertigstellen. Das Drucken eines Aufklebers erfordert drei Stufen: Empfang einer Aufkleberbeschreibung in einer knappen Aufkleberbeschreibenden Sprache durch den Kontroller, die die bekannten zu druckenden Objekte wie Text und Strichcodes, jedoch nicht die Punktmuster, aus denen sie gebildet sind, beschreibt; Bildung des Aufkleberbildes in einem Bitzuordnungsspeicher durch den Kontroller, wo die Bits auf der Karte den physikalischen Punkten im Bild entsprechen; und Übertragung der Punkte, die das Aufkleberbild bilden, von der Bitkarte auf den Druckkopf, Aktivierung des Druckkopfes und Zufuhr von Bahn und Farbband, wie vorstehend beschrieben.
Das Thermofarbband kann aus einer Vorraterolle vor dem Drucken zugeführt und dann nach der Verwendung auf eine Aufwikkelspindel aufgewickelt werden. Einige Thermodrucker nach dem Stand der Technik verwenden eine Rutschkupplung, um eine Spannung auf der Bandaufwickelspindel aufrechtzuerhalten. Die Rutschkupplung erzeugt eine konstante Drehmomentabgabe auf die Bandaufwickelspindel. Die Rutschkupplung kompensiert somit nicht die Abnahme in der Spannung aufgrund des zunehmenden Radius der Aufwickelspindel. Aus der Verwendung einer Kupplung ergeben sich weitere Nachteile. Die Kupplung erlegt dem Schrittmotor eine zusätzliche Last auf, und als Ergebnis muß der Schrittmotor größer sein, und sein Antriebsstromkreis muß auf höheren Stromniveaus arbeiten. Ferner ist die Bandspannung unter Verwendung einer Rutschkupplung nicht leicht einzustellen. Schließlich treten Änderungen in der Spannung aufgrund des Kupplungsverschleißes durch die Verwendung auf, wenn die Kupplung nicht regelmäßig durch Neueinstellen kalibriert wird.
Die Drucker nach dem Stand der Technik waren bisher typischerweise in Gehäusestrukturen enthalten, die nicht zum leichten Zusammenbau, zur leichten Reparatur und zur Verringerung der Herstellungskosten beitrugen. Außerdem waren die Gehäusestrukturen für die Thermodrucker nach dem Stand der Technik bisher nicht optimal aufgebaut, um typische Betriebsumgebungen und -bedingungen aufzunehmen.
Beispielsweise haben Studien über Thermodrucker am Arbeitsplatz offenbart, daß die Thermodrucker oft mit geöffneter Schutzabdeckung betrieben werden, um einen leichten Zugang beim Laden und Ändern des Mediums sowie des Bandvorrates vorzusehen. Als Ergebnis des Betriebs des Thermodruckers mit geöffneter Schutzplatte wird die Abdeckung oft beschädigt oder vom Druckerkörper weggebrochen. Somit wäre es vorzuziehen, daß für einen Thermodrucker eine Gehäusestruktur vorgesehen ist, bei der sich die Hauptabdeckung leicht entfernen läßt.
Gehäusestrukturen von Thermodruckern nach dem Stand der Technik umfassen in ihrem Aufbau zahlreiche Schrauben und Bauelemente. Diese Gehäusestrukturen wurden oft aus gestanzten und geformten Metallfolienplatten gebildet. Die zahlreichen Schrauben und Bauteile in der Gehäusestruktur erforderten beim Originalzusammenbau sowie bei einer Reparatur des Thermodruckers zusätzliche Zeit. Somit wäre es wünschenswert, eine Thermodrucker-Gehäusestruktur vorzusehen, die schnell und leicht mit möglichst wenig Schrauben zusammengebaut und, wenn es notwendig ist, bequem auseinandergenommen werden kann.
Die Thermodrucker nach dem Stand der Technik weisen hinsichtlich des Zusammenbauens und Auseinandernehmens der Untereinheiten ein weiteres Problem auf. Die verschiedenen Bauteile oder Untereinheiten standen oft in gegenseitiger Beziehung zueinander und waren miteinander verbunden. Somit war beim Zusammenbau oder bei der Reparatur des Thermodruckers nach dem Stand der Technik zusätzliche Zeit zum Zusammenbauen oder Auseinandernehmen erforderlich. Ferner war die Neukonfiguration der Drucker nach dem Stand der Technik für eine Vielzahl von Druckvorgängen aufgrund der Verbindungen und Verknüpfungen der Untereinheiten untereinander schwierig.
Die Drucker nach dem Stand der Technik weisen auch ein weiteres Problem hinsichtlich der in der Vorrichtung eingesetzten Druckwalzen auf. In einem Drucker umfaßt eine Walze üblicherweise einen Walzenschaft, der eine zylindrische Walzenfläche definiert. Der Walzenschaft weist Wellenteile auf, die über jedes Ende hinausragen und typischerweise in irgendeine Form von Kugellagerrollenaufbau eingreifen. Rollenaufbau und Druckwalze sind an einem Rahmenteil der Gehäusestruktur befestigt, um die Druckwalze in einer gewünschten Position zu halten. Da ein hoher Genauigkeitsgrad hinsichtlich der Position der Walze erforderlich ist, wurden zur Montage der Druckwalze in der Gehäusestruktur komplizierte Sprengring-Unterlegscheiben und Rollenaufbauten erfunden. Solche komplizierten Aufbauten verursachen allerdings Schwierigkeiten bei der Herstellung und Reparatur des Druckers. Somit wäre es wünschenswert, eine Druckwalze vorzusehen, die die Montage der Druckwalze in der Gehäusestruktur vereinfacht.
Wie vorstehend diskutiert, können die Thermodruckvorrichtungen nach dem Stand der Technik recht kompliziert und arbeitsintensiv hinsichtlich des Montage- und Demontageverfahrens sein. Der Druckkopfaufbau der Thermodrucker nach dem Stand der Technik kann ebenfalls rechts kompliziert sein und beträchtlichen Aufwand beim Zusammenbau oder bei der Reparatur erfordern. Eine Form eines Druckers nach dem Stand der Technik setzt einen Druckkopfaufbau ein, der sich um eine Achse dreht, die zwischen Walzenrahmen und Gehäusestruktur liegt. Diese Anordnung sieht nur einen einzigen Freiheitsgrad vor, und daher ist eine hochpräzise Einstellung des Druckkopfes relativ zu Walze und Druckmedium schwer, falls nicht unmöglich, zu erreichen. Mit anderen Worten ist die Rahmenstruktur, die die Druckwalze trägt, an der Gehäusestruktur befestigt und stellt einen Unterbau für den Druckkopfaufbau bereit. Diese Anordnung des Druckkopfes schränkt die Bewegung des Druckkopfes auf nur eine Kippbewegung zu und von der Platte weg ein. Da der Aufbau des Druckkopfes auf einen der drei Bewegungsfreiheitsgrade beschränkt ist, kann eine hochpräzise Feineinstellung des Druckkopfes relativ zum Druckmedium schwer, falls nicht unmöglich, zu erreichen sein.
Zudem führte die Anordnung des Druckkopfaufbaus, wie sie diskutiert worden ist, dazu, daß die Einstellteile des Druckkopfaufbaus während eines Druckvorgangs schwer zugänglich waren. Somit müssen die Einstellungen des Druckkopfaufbaus durch zahlreiche Iterationen des Druckens eines gewünschten Aufklebers und Anhaltens des Gerätes zur Einstellung durchgeführt werden. Eine solche iterative Einstellprozedur kann recht zeitraubend und darum ineffizient sein.
Nach der Abhandlung der Probleme bezüglich Gehäusestruktur, Druckwalze und Druckkopfaufbau der Thermodrucker nach dem Stand der Technik wenden wir uns nun dem Medium-Spendesystem oder -aufbau und den dabei in den Thermodruckern nach dem Stand der Technik angetroffenen Problemen zu. Obgleich solche Medium-Spendeaufbauten ihren Zweck erfüllen, existieren mehrere mit Problemen, die wünschenswerterweise behoben werden. Die nicht unterstützte Entfernung eines verbrauchten Farbbandes von der Aufwickelspindel ist insofern schwierig, daß das Band typischerweise ein sehr dünnes Kunststoffmaterial mit einer darauf aufgebrachten Drucksubstanz ist. Wenn die Aufwickelspindel das verbrauchte Druckband aufwickelt, neigt das Band dazu, sich recht fest um die Außenfläche der Spindel zu wickeln. Zudem neigt das dünne Kunststoffmaterial dazu, etwas rutschig und schwer greifbar zu sein, wenn versucht wird, es zur Entsorgung von der Spindel zu entfernen.
Ein Drucker nach dem Stand der Technik setzt einen leeren Bandkern ein, der auf der Spindel befestigt ist, um das verbrauchte Druckband zu sammeln. Auf der Aufwickelspindel ist ein leerer Kern befestigt, und das verbrauchte Band wird um den leeren Kern gewickelt. Wird das verbrauchte Band entsorgt, wird der Kern von der Spindel abgezogen, und der leere Kern mit dem verbrauchten, darum gewickelten Band wird entsorgt. Diese Methode ist insofern problematisch, daß ein leerer Kern immer dann zur Verfügung stehen muß, wenn ein verbrauchtes Band gesammelt werden soll. Falls kein Kern verfügbar ist, könnte das Band ohne den Kern um die Spindel gewickelt werden, allerdings ist die Entfernung des verbrauchten Bandes von der Spindel ohne den Kern eine sehr schwierige Aufgabe.
Ein anderer Weg zur Behebung des Problems der Entsorgung des verbrauchten Bandes ist die Bereitstellung einer Spindel, die eine Drahtform aufweist, um einen Abstand zwischen verbrauchtem Band und Spindel-Außenfläche bereitzustellen. In dieser Hinsicht wird eine U-förmige Drahtform auf der Spindel angeordnet, wobei sich ein Schenkel der U-förmigen Drahtform in die Spindel im allgemeinen parallel zu einer zentralen Spindelachse ausdehnt und ein zweiter Schenkel der Drahtform auf der Oberfläche der Spindel oder etwas über der Oberfläche der Spindel liegt. Wird Band um die Drahtform auf der Spindel gewickelt, so wird zwischen verbrauchtem Band und Spindeloberfläche ein Raum erzeugt. Soll das verbrauchte Band entsorgt werden, wird die Drahtform von der Spindel entfernt, und das verbrauchte Band wird axial von der Spindel abgezogen. Diese Form von Aufwickelspindel kann allerdings insofern problematisch sein, daß sie lose Teile einsetzt und immer noch die Entfernung eines Bauteils relativ zum verbrauchten Band erfordert. Beispielsweise könnte die U-förmige Drahtform verloren gehen, was das Problem erzeugen würde, daß das verbrauchte Band sich um eine blanke Spindel oder um einen Ersatz der Drahtform wickeln würde. Zudem kann die Entfernung der Drahtform von unterhalb des eng gewickelten, verbrauchten Bandes etwas schwierig sein und ist vergleichbar mit der Entfernung des verbrauchten Bandes von einer Spindel ohne Drahtform.
Bei den Druckern nach dem Stand der Technik entsteht ein Problem mit der Reproduzierbarkeit der Wickelspannung des Farbband-Druckbandes. Diese Wickelspannung ist kritisch für den gleichmäßigen Fluß des Farbbandes durch den Mediumweg während des Druckvorgangs. Dies erfordert, daß eine relativ konstante Wickelspannung auf der Bandvorratsrolle sowohl während des Abwickelns beim Drucken als auch während des Rückspulvorgangs, der vorstehend diskutiert worden ist, beibehalten wird. Falls keine ausreichende Spannung auf dem Band beibehalten wird oder falls während des Rückspulens Lockerheit auftritt, kann das Band zum Beschmieren oder Markieren des daneben liegenden Mediums neigen. In dieser Hinsicht wurden für einige Drucker nach dem Stand der Technik Kupplungsmechanismen erfunden, um eine Wickelspannung auf dem Druckband bereitzustellen. Allerdings waren viele Kupplungsmechanismen relativ kompliziert und erforderten für den richtigen Betrieb zahlreiche Teile. Die zahlreichen Teile führten demgemäß zu zusätzlichen Kosten sowie zu einer zeitraubenden und mühevollen Montage und Reparatur. Somit wäre es wünschenswert, einen vereinfachten Kupplungsmechanismus zur Verwendung mit einem Thermodrucker bereitzustellen.
Drucker werden oft nach Übersee transportiert, was erfordert, daß sie mit 240-Volt-Stromquellen arbeiten können.
Eine Möglichkeit nach dem Stand der Technik zur Anpassung sowohl an einen 120-Volt- als auch 240-Volt-Betrieb mit demselben Stromversorgungsaufbau besteht in der Verwendung eines Schaltdrahts zur Auswahl der gewünschten Betriebsspannung. Es ist ferner wünschenswert, Drucker in halbfertiger Form zu bauen und aufzubewahren und dann die halbfertigen Einheiten vor dem Transport entweder an den 120- Volt- oder 240-Volt-Betrieb anzupassen.
In der US-A-4 723 132 wird die Kompensationsladung beschrieben, die serielle Daten umfasst, die in Übereinstimmung mit einer Regel gebildet werden, die Folgendes besagt:
Erzeugung eines Datenbits zur Herbeiführung einer Anregung eines Heizelementes bei Anwendung des Taktpulssignals nur, wenn ein Bit in den Schieberegister-Daten in einer gegebenen Bitposition ein Bit umfasst, um keine Anregung eines Heizelementes als Reaktion auf die Anwendung eines Taktpulssignals herbeizuführen, und ein Bit von den eintreffenden Druckzeilendaten in einer Bitposition, entsprechend der gegebenen Bitposition, ein Bit zur Herbeiführung einer Anregung eines Heizelementes als Reaktion auf ein Taktpulssignal ist;
wobei der bekannte Drucker die Verwendung der Kompensations- und Druckdaten umfasst, d. h., serielles Verschieben der Kompensationsladung in das Druckkopf-Schieberegister; Anwendung eines Taktpulssignals auf die Heizsteuerkreiseinrichtung; Steuerung der Anregung der Heizelemente als Reaktion auf das Taktpulssignal in Übereinstimmung mit der Kompensationsladung unter Anregung eines gegebenen Heizelementes nur, wenn ein entsprechendes Bit der Kompensationsladung ein Bit ist zur Herbeiführung einer Anregung eines Heizelementes; Auswahl einer Druckladung, umfassend die eintreffenden Druckzeilendaten; serielle Verschiebung der Druckzeilenladung in das Druckkopf-Schieberegister; Anwendung eines Taktpulssignals auf die Heizsteuerkreiseinrichtung; Steuerung der Anregung der Heizelemente als Reaktion auf das Taktpulssignal in Übereinstimmung mit der Druckladung unter Anregung eines gegebenen Heizelementes nur, wenn ein entsprechendes Bit der Druckladung ein Bit ist zur Herbeiführung einer Anregung eines Heizelementes; und Wiederholung der vorhergehenden Schritte.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Ein Verfahren zur Verwendung eines Bedarfsdruckers ist in Anspruch 1 beschrieben, während ein Bedarfsdrucker in Anspruch 2 beschrieben ist.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die Merkmale der Erfindung, die als neu angenommen werden, sind insbesondere in den beigefügten Ansprüchen dargelegt. Aufbau und Betriebsweise der Erfindung zusammen mit den weiteren Aufgaben und Vorteilen davon können am besten unter Bezugnahme auf die folgende ausführliche Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen verstanden werden, in denen gleiche Bezugsziffern gleiche Elemente identifizieren und in denen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Bedarfsdruckers ist;
Fig. 2 eine Explosionsansicht des Bedarfsdruckers ist, die zeigt, wie einige der Bauteile der Abdeckung entfernt worden sind;
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht des Bedarfsdruckers aus einem anderen Winkel ist, die zeigt, wie einige der Abdeckungen sich in einer geöffneten Stellung befinden;
Fig. 4 eine andere Explosionsansicht des Bedarfsdruckers ist, die verschiedene Bauteile erläutert;
Fig. 5 noch eine andere Explosionsansicht des Bedarfsdruckers ist, die die verschiedenen Bauteile davon erläutert;
Fig. 6 eine Draufsicht von vorne auf den Bedarfsdrucker ist, ohne daß die bestimmten Abdeckbauteile sich an Ort und Stelle befinden;
Fig. 7 eine Draufsicht von hinten auf den Bedarfsdrucker ist, ohne daß bestimmte Abdeckbauteile sich an Ort und Stelle befinden;
Fig. 8 eine Draufsicht von rechts auf den Bedarfsdrucker ist, wobei bestimmte Bauteile der Abdeckung entfernt worden sind;
Fig. 8A eine Teildraufsicht von rechts ist, die das aufgewickelte Farbband und das zuführende Rollenmedium zeigt;
Fig. 8B eine Ansicht entsprechend Fig. 8A ist, die das aufgewickelte Medium im Bedarfsdrucker unter Verwendung eines im Heck oder am Fuße geladenen zickzackgefalteten Mediums zeigt;
Fig. 8C eine Ansicht entsprechend Fig. 8A ist, die eine frei wählbare Mediumrückspulvorrichtung zeigt.
Fig. 9 eine Draufsicht von links auf den Bedarfsdrucker ist, wobei bestimmte Abdeckbauteile entfernt worden sind, und ohne daß eine Leiterplatte sich an Ort und Stelle befindet;
Fig. 10 eine Draufsicht von links auf den Bedarfsdrucker entsprechend Fig. 9, jedoch mit einer Leiterplatte an Ort und Stelle, ist;
Fig. 11 eine perspektivische Explosionsteilansicht von bestimmten erfindungsgemäßen Bauteilen ist;
Fig. 12 eine andere perspektivische Explosionsteilansicht von bestimmten erfindungsgemäßen Bauteilen ist;
Fig. 13 eine Explosionsansicht eines erfindungsgemäßen Walzeneinrichtungsbauteils ist;
Fig. 14 eine Explosionsansicht eines erfindungsgemäßen, in einer herausgelösten Stellung dargestellten Schwenkeinrichtungsbauteils ist;
Fig. 15 eine Explosionsansicht eines erfindungsgemäßen, in einer eingerasteten Stellung dargestellten Schwenkeinrichtungsbauteils ist;
Fig. 16 eine perspektivische Explosionsansicht eines erfindungsgemäßen Mediumbauteils ist;
Fig. 17 eine perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen Mediumsensor- und Führungsplattenbauteils ist;
Fig. 18 eine perspektivische Explosionsansicht des erfindungsgemäßen Mediumsensorbauteils ist;
Fig. 19 einige der Mediumtypen erläutert, die mit dem erfindungsgemäßen Bedarfsdrucker eingesetzt werden können;
Fig. 20 ein schematisches elektrisches Diagramm eines Stromkreises ist, der an das erfindungsgemäße Mediumsensorbauteil angeschlossen ist;
Fig. 21 eine perspektivische Explosionsansicht eines erfindungsgemäßen Führungsschlittenbauteils ist;
Fig. 22 eine perspektivische Ansicht der Medium-Rückspul- Aufwickelspindel ist;
Fig. 23 eine perspektivische Explosionsansicht eines erfindungsgemäßen Schrittmotorbauteils ist;
Fig. 24 eine perspektivische Ansicht eines in dem Bedarfsdrucker verwendeten Druckkopfaufbaus ist;
Fig. 25 eine perspektivische Ansicht eines in dem Bedarfsdrucker verwendeten Druckkopfaufbaus ist;
Fig. 26 eine perspektivische Explosionsansicht des Druckkopfaufbaus ist;
Fig. 27 eine perspektivische Explosionsansicht eines geöffneten Druckkopfhebelbauteils des Bedarfsdruckers ist;
Fig. 28 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Aufklebernehmebauteils des Sensors ist;
Fig. 29 eine isolierte perspektivische Ansicht einer Bandaufwickelspindel und eines damit verbundenen Antriebsmechanismus ist;
Fig. 30 eine Explosionsansicht einer Aufwickelspindel und des in Fig. 29 gezeigten damit verbundenen Mechanismus ist;
Die Fig. 30A und 30B schematische Darstellungen des Betriebs der Aufwickelspindel sind;
Fig. 31 eine perspektivische Explosionsansicht eines erfindungsgemäßen Federkupplungsbauteils ist;
Fig. 31A eine perspektivische Ansicht ist, die den Aufbau des Kupplungsansatzstückes zeigt;
Fig. 32A ein Graph ist, der die Beziehung zwischen Geschwindigkeit und Drehkraft eines PMDC-Motorelementes des erfindungsgemäßen Bandaufwickeleinrichtungsbauteils zeigt;
Fig. 32B ein Graph ist, der die Beziehung zwischen Motorstrom und Drehmoment zeigt;
Fig. 33A ein Graph ist, der die Beziehung zwischen Motorgeschwindigkeit und Bandaufwickelradius der Spindel zeigt;
Fig. 33B ein Graph ist, der die Beziehung zwischen Bandkraft und Bandaufwickelradius der Spindel zeigt;
Fig. 34 ein Blockdiagramm ist, das die elektrischen Wechselbeziehungen zwischen den verschiedenen Bauteilen des Bedarfsdruckers zeigt;
Fig. 35 bis 51 schematische Schaltkreisdiagramme von verschiedenen Stromkreisen sind, die in dem Bedarfsdrucker eingesetzt werden. Die darauf gezeigten Bauteilbedeutungen dienen nur der Erläuterung.
Fig. 52 ein Blockdiagramm ist, das das Verfahren zum Drucken eines Aufklebers zeigt;
Fig. 53 einen typischen Aufkleber einschließlich typischer Aufklebermerkmale erläutert;
Fig. 54 eine graphische Darstellung der Sensorwellenformen ist;
Fig. 55 eine perspektivische Explosionsansicht eines Stromversorgungsschaltkreises ist, der aus einer Vertiefung in der Basis eines Druckers herausgenommen wurde und die Einrichtung zum Umwandeln der Spannungseinstellung des Druckers zeigt; und
Fig. 56 zusätzliche Angaben bereitstellt, die eine zwischen einem Schaltdraht eingeführte Teilungseinrichtung zeigt, um die Spannungseinstellung des Druckers umzuwandeln.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

In der perspektivischen Ansicht von Fig. 1 ist ein Bedarfsdrucker 60 gezeigt. Wie in Fig. 1 gezeigt, ist der Drucker 60 so gezeigt, daß sich mehrere Abdeckteile zur an Ort und Stelle befinden, um die verschiedenen Betriebsbauteile des Druckers 60 unterzubringen. Die Abdeckteile umfassen eine Steuerpanelabdeckung 62, eine Vorderplatte 64, eine nach unten geklappte Seitenplatte 66, eine feststehende Seitenplatte 68 und einen Teil eines Ausschnittes der Basis 70. Ebenfalls in Fig. 1 gezeigt ist ein Scharnier 72, das im Folgenden ausführlicher diskutiert wird. Das Scharnier 72 erleichtert die Bewegung der nach unten geklappten Seitenplatte 66 nach oben vom Basissegment 70 weg, um zu den verschiedenen Betriebsbauteile des Druckers 60 Zugang zu haben.
Fig. 2 stellt eine Ansicht des Druckers 60 bereit, in der die Platten 64, 66, 68 explosionsartig vom Drucker 60 weggenommen worden sind. Die Explosionsansicht von Fig. 2 stellt eine perspektivische Vorderansicht des Druckers 60 bereit, um die unter den verschiedenen Platten untergebrachten Bauteile zu zeigen. Wie ausführlicher in den folgenden Figuren gezeigt, ist an der Basis 70 eine zentrale Trägerwand 74 befestigt. Eine zentrale Trägerwand stellt eine strukturelle Stütze und eine Befestigungsfläche für die verschiedenen Bauteile des Druckers 60 bereit. Die nach unten geklappte Seitenplatte 66 wird von der zentralen Trägerwand 74 durch Lösen der Bauteile des Scharniers 72 entfernt. Die feststehende Seitenplatte 68 wird von der zentralen Trägerwand abgenommen, indem mehrere Schrauben 76 entfernt werden, die die feststehende Seitenplatte 68 an der zentralen Trägerwand 74 festhalten. Die Vorderplatte 64 fügt sich über ein Vorderplattenscharnier 78 an das Basissegment 70 an, das im Folgenden ausführlicher offenbart ist.
Wird nun Fig. 3 betrachtet, so ist der Drucker 60 aus einer nach rückwärts orientierten Perspektive zu sehen, die den Bereich zeigt, der von der nach unten geklappten Seitenplatte 66 bedeckt ist. Ist die nach unten geklappte Seitenplatte 66 vom Basissegment 70 abgehoben, sind sofort mehrere Untereinheiten und viele Bauteile des Druckers 60 sichtbar. Es sind ein Druckkopfaufbau 80 gezeigt und umfaßt einen Druckkopfträger 82, der drehbar an der zentralen Trägerwand 74 befestigt ist, und eine Druckkopfeinrichtung 84, die am Druckkopfträger 82 befestigt ist. Die Medium-Spendeeinrichtung 86 umfaßt eine Druckwalze 88, eine Bandaufwickelspindel 90 und eine Bandzufuhrspindel 92. Die Medium- Spendeeinrichtung 86 umfaßt zusätzliche Bauteile, wie im Folgenden diskutiert wird. Unter Bezugnahme auf die Fig. 8A, 8B und 8C wird ein Medium, auf das Aufdrucke gedruckt werden sollen, unter dem Einfluß der positiv angetriebenen Druckwalze 88 einem Mediumzufuhrstrom 94 zugeführt. Farbband 86 ist mit der Bandzufuhrspindel 92 verknüpft und wird einem Bandzufuhrstrom 98 zugeführt, der im allgemeinen auf den Mediumzufuhrstrom 94 folgt. Das Farbband 96 wird unter dem Einfluß der Reibung zwischen Farbband 96 und Mediumzufuhrstrom 94 und sekundär unter dem Einfluß der Bandaufwickelspindel 90 durch den Drucker 60 hindurchgezogen. Die Bandaufwickelspindel 90 und die neue Einrichtung zum Antreiben der Spindel 90 werden im Folgenden ausführlicher diskutiert.
Unter Bezugnahme wiederum auf Fig. 3 ist im Mediumzufuhrstrom 94 ein Mediumsensor 100 angeordnet, um die Position des durch den Mediumzufuhrstrom 94 laufenden Mediums zu abzutasten. Eine Mediumführung 102 ist mit dem Mediumsensor 100 vorgesehen, um das Medium, das den Mediumzufuhrstrom 94 passiert, zum richtigen Ertasten richtig zu positionieren. Der Betrieb der erfindungsgemäßen Mediumsensor- Untereinheit 100 und die neuen Merkmale davon werden im Folgenden ausführlicher diskutiert.
Die Kippeinrichtung 103 ist vorgesehen, um die Druckkopfeinrichtung 84 nahe an der Druckwalze 88 zu positionieren, um auf das darunter hindurchlaufende Medium durch Wärme mit Aufdrucke zu drucken. Die zusätzlichen neuen Merkmale der Kippeinrichtung 103 und der Betrieb der Kippeinrichtung 103 mit dem Druckkopfträger 82 sind im Folgenden ausführlicher beschrieben.
Fig. 4 stellt eine rückwärtige perspektivische Ansicht des Druckers bereit, wobei die nach unten geklappte Seitenplatte 66 und die feststehende Seitenplatte 68 von der zentralen Trägerwand 74 entfernt sind. Fig. 4 stellt eine Ansicht der Gegenseite der Wand, wie sie in den Fig. 2 und 3 gezeigt ist, bereit. Während die Fig. 2 und 3 die Bauteile zeigen, die bei der tatsächlichen Übertragung von Aufdrucken auf das Medium eingesetzt werden, stellt die andere Seite der Wand, wie in Fig. 4 gezeigt, die Antriebs- und Schaltkreiseinrichtung zum Antreiben und Steuern der Druckbauteile, wie sie in den Fig. 2 und 3 gezeigt sind, bereit. An der zentralen Trägerwand 74 ist ein PMDC-Motor 104 befestigt und treibt die Bandaufwickelspindel 90 durch eine Getriebeanordnung 106 an. Der PMDC-Motor ist mit der Steuerkreiseinrichtung 108 gekoppelt. Der PMDC-Motor ist in der Explosionsansicht von Fig. 5 sowie in den Fig. 9 und 29 gezeigt. Zusätzliche Angaben über den Betrieb des mit der Steuerkreiseinrichtung 108 gekoppelten PMDC-Motors 104 sind im Folgenden bereitgestellt.
In Fig. 4 sind ein Unterachswellenrad und eine Riemenanordnung 110 gezeigt. Ein Unterachswellenrad 112 ist mit einem Schrittmotor 114 (siehe Fig. 8, 9 und 23) durch eine Vorlegeachse 116 verbunden. Die vom Schrittmotor 114 erzeugte und auf das Unterachswellenrad 112 übertragen Antriebsbewegung treibt den Riemen 118 an, um auch ein Rollengetriebe 120, das funktionsfähig mit der Druckwalze 88 verbunden ist, anzutreiben.
Fig. 5 stellt eine Explosionsansicht der Ansicht wie in Fig. 4 gezeigt bereit. Fig. 5 stellt eine Ansicht der Lage der Vorsprünge oder Stützen bereit, die an der zentralen Trägerwand 74 vorgesehen sind, durch die hindurch sich Trägerachsen oder Antriebswellen zum Tragen und Antreiben der Bauteile auf beiden Seiten der zentralen Trägerwand 74 erstrecken. Beispielsweise sind eine Mediumhängevorrichtung 122 und eine Anschlagklammer 124, die an der Mediumhängevorrichtung anbringbar sind, abgelöst von der zentralen Trägerwand 74 gezeigt. Weitere Details und die neuen Merkmale der Mediumhängevorrichtung werden im Folgenden ausführlicher offenbart.
Die Fig. 6 und 7 stellen Draufsichten von vorne und hinten des Druckers, wie er in Fig. 4 gezeigt ist, dar (mit dem Zusatz der Steuerkreiseinrichtung 108, die zum Antreiben angeschlossen ist.
Fig. 8, Fig. 9 und Fig. 10 stellen seitliche Draufsichten des Druckers dar, wobei die Seitenabdeckungen 66, 68 von der zentralen Trägerwand 74 entfernt sind. Die Fig. 8A, 8B und 8C stellen verschiedene Details dar, die den Durchlauf von Farbband 96 und Medium 87 durch den Drucker 60 betreffen.
Wird nun Fig. 11 betrachtet, so wurden die Bauteile, wie sie in den perspektivischen Ansichten der Fig. 2 bis 4 gezeigt sind, vom Drucker 60 abgenommen, wobei im wesentlichen die zentrale Trägerwand 74 und das Basissegment 70 zurückbleiben. Die in den Fig. 2 bis 4 gezeigten Bauteile hängen an der zentralen Trägerwand 74. Ein einziges Verstärkungselement 126 ist an einem vorstehenden Abschnitt 127 der zentralen Trägerwand 74 angebracht. Das Verstärkungssegment 126 stellt eine zusätzliche strukturelle Stütze bereit, um die Bewegung der zentralen Trägerwand 74 so gering wie möglich zu halten. Die zentrale Trägerwand 74 schließt an das Basissegment durch die Fundamentfüße 128 (siehe Fig. 3 und 22) an, die unterhalb der Fundamentflansche 130 eingreifen.
Wie in Fig. 8 gezeigt, besitzt einer der Fundamentflansche 130 einen Schlitz 132, der zum Aufnehmen eines nach oben stehenden Zapfens 134 auf dem entsprechenden Fundamentfußteil 128 geformt ist. Das Eingreifen des Zapfens 134 in den Schlitz 132 verhindert die Vorwärts-/Rückwärtsbewegung der zentralen Trägerwand 74 relativ zur Basis 70. Das Eingreifen des Fundamentfußes 128 in die Fundamentflansche 130 stellt eine schnelle und zweckmäßige Verbindung zwischen zentraler Trägerwand 74 und Basissegment 70 bereit. Das Verstärkungssegment schließt an die zentrale Trägerwand 74 und die Basis 70 an und wirkt auch als Erdungsstange für den gesamten Drucker. Somit ist das Verstärkungssegment 126 ein metallischer Körper, an dem die Erdungsgurte befestigt sind. Ein Erdungsgurt 136 verbindet das Verstärkungssegment 126 mit einem Stromversorgungskreis 138, der in der Basisvertiefung 140 enthalten ist. Der Erdungsanschluß des Verstärkungssegmentes 126 an den Erdungsgurt 136 erfolgt über den Stromversorgungskreis 138 zum Netzkabel.
Zahlreiche strukturelle Stützen und Merkmale wurden bereits durch direktes Ausformen solcher Merkmale in der zentrale Trägerwand bereitgestellt, um die Anzahl von zusätzlichen Teilen und den Raum, der in dem Drucker 60 verwendet wird, so gering wie möglich zu halten. Beispielsweise sind die schrägen Zähne 142 zur Verwendung mit einer Rutschkupplung, deren Details im Folgenden bereitgestellt sind, geformt, daß sie sich von der zentralen Trägerwand 74 hinweg ausdehnen. Gleichermaßen wurde zur maximalen Ausnutzung des Raumes innerhalb des durch die Gehäusestruktur 73 definierten Volumens in der zentralen Trägerwand eine Wölbung 144 zur Aufnahme eines Teils des PMDC-Motors 104, der zum Antrieb der Aufwickelspindel 90 verwendet wird, geformt. Zusätzliche Stützen und die weitere Trägerstruktur wurden direkt auf beiden Seiten der zentralen Trägerwand 74 geformt. Die zuvor erwähnte Basisvertiefung 140 ist deutlicher in Fig. 12 so gezeigt, daß eine Bodenabdeckung 146 entfernt ist, um den Stromversorgungskreis 148 zu zeigen, der in die Basisvertiefung 140 unterhalb eines Basisfundamentteiles 148 des Basissegmentes 170 hinein paßt.
Eine Bodenrippe 150 der zentralen Trägerwand 74 paßt zwischen eine Führungsschiene 152, die sich vom Basisfundament 148 und einem Deckteil 154 des Basisfundamentes 148 nach oben ausdehnt. Lippe 152 und Deck 154 bilden eine Rinne 156. Eine Fläche des vorstehenden Teils 127 stößt an einen Arm eines Walzenrahmens 158. Ist die Bodenrippe 150 in Rinne 156 positioniert und greifen die Fundamentfüße 128 in die Fundamentflansche 130 ein, so greift ein Pflock 160, der sich vom vorstehenden Teil 127 hinweg ausdehnt, in eine Pflockaufnahmevorrichtung 162 ein. Somit ist das Eingreifen der zentralen Trägerwände 74 in das Basissegment 70 im wesentlichen ein schraubenfreier Einschnappvorgang. Die Ausnahme des schraubenfreien Aufbaus ist die Verwendung von zwei Schrauben an der Antriebsseite der zentralen Trägerwand 74.
Unter Bezugnahme auf Fig. 23 ist der Schrittmotor 114 wie zuvor erwähnt an der zentralen Trägerwand durch eine Motorbefestigungsausssparung 164 befestigt. Die Motorbefestigungsausssparung besitzt einen zurückgesetzten Bereich 166, der eine Öffnung 168 definiert, durch die sich die Antriebswelle 116 ausdehnt. Die Wandflansche 170 ragen aus der zentralen Trägerwand 74 in den zurückgesetzten Bereich 166 hinein. Die Motorflansche 172 auf dem Schrittmotor 114 greifen in die zur Mitwirkung angeordneten Wandflansche 170 ein, so daß eine rotatorische Drehung des Schrittmotors 114 den Schrittmotor in die Motorbefestigungsausssparung 174 hineinbringt. Während Fig. 23 eine Explosionsansicht des Schrittmotors 114 in Relation zu der Motorbefestigungsausssparung 164 zeigt, können in den Fig. 3 und 9 weitere Ansichten des in der Motorbefestigungsausssparung 164 befestigten Motors 114 gefunden werden, und eine Ansicht der Motorbefestigungsausssparung 164 ohne einen darin angeordneten Motor kann in Fig. 11 gefunden werden. Die Fig. 9 und 11 zeigen einen Mutternpflock 174, der in einem der Wandflansche 170 geformt wurde. Der Mutternpflock nimmt eine Schraube oder eine andere Befestigungsvorrichtung auf, um eine zusätzliche Sicherung beim Halten des Motors 114 in der Motorbefestigungsausssparung 164 vorzusehen.
Ein zusätzliches Merkmal, das in der zentralen Trägerwand 74 bereitgestellt worden ist, ist die Fähigkeit zum schnellen Eingreifen und Lösen der Mediumhängevorrichtung 120. Wie in der vergrößerten, perspektivischen, ausführlichen Explosionsansicht von Fig. 16 gezeigt, greift die Mediumhängevorrichtung 122 zweckmäßigerweise in eine Öffnung 176 ein, die in einer Fläche der zentralen Trägerwand 74 geformt ist. Ein Schlüsselsegment 180 ist an einem passenden Ende 162 der Mediumhängevorrichtung 122 geformt. Das Schlüsselsegment 180 umfaßt einen Stammteil 184, der sich um eine Entfernung vom Paßende 182 hinweg ausdehnt, und einen vergrößerten Teil 186, der sich im allgemeinen senkrecht zum Stammteil 184 ausdehnt. Die Öffnung 176 ist so bemessen und dimensioniert, um den vergrößerten Teil 186 aufzunehmen. Eine vertikal ausgerichtete Kerbe 188 ist in der Fläche 178 in Verbindung stehend mit der Öffnung 176 geformt. Die vertikal orientierte Kerbe 188 ist zur Aufnahme des Schlüsselsegmentes bemessen und dimensioniert, sobald der vergrößerte Teil 188 in die Öffnung eingeführt worden ist. Die Bewegung der Mediumhängevorrichtung 122 nach unten läßt den Stamm 184 in die vertikal ausgerichtete Kerbe 188 eingreifen. Ein weiteres Eingreifen wird durch die Preßsitzeinrichtung 190 bereitgestellt, die an einem passenden Ende 182 der Mediumhängevorrichtung 122 oder der Fläche 178, die die Öffnung 176 umgibt, geformt ist. Wie in Fig. 16 gezeigt, umfaßt die Preßsitzeinrichtung 190 die Anpreßvorsprünge 192, die auf der Oberfläche 178 gebildet sind, und eine Einpaßrippe 194, die am Einpaßende 182 gebildet ist. Auf der Fläche 178 ist eine Einpaßrille 196 zum Aufnehmen und Einpassen der Rippe 194 vorgesehen. Das Eingreifen von Stamm 184 in Kerbe 188 positioniert die Rippe 194 zum Einpassen in die Paßrille 196. Die Preßsitzvorsprünge 192 stellen einen Preßsitz zur weiteren Sicherung der Mediumhängevorrichtung 122 an der zentralen Trägerwand 74 bereit.
Unter Bezugnahme auf Fig. 13 ist eine vergrößerte, ausführlich gezeigte, perspektivische Explosionsansicht der Druckwalze 88 bereitgestellt. Die Druckwalze 88 umfaßt einen Walzenschaft 198, der eine zylindrische Walzenoberfläche 200 definiert. Typischerweise ist die Walzenoberfläche aus einem elastischen, elastomeren Material gebildet. Zudem sollte das zum Formen des Walzenschaftes eingesetzte Material eine Reibungskraft gegen das Medium bereitstellen, das zwischen Druckwalze 88 und Druckkopfaufbau 80 gepreßt wird (siehe Fig. 3). Durch die Druckwalze 88 erstreckt sich in Längsrichtung eine zentrale Achse 202. Die Wellenteile 204 erstrecken sich an jedem Ende des Walzenschaftes 198. Der Walzenrahmen 158 dehnt sich von Deck 154 des Basisfundamentes 148 nach oben aus. Der Walzenrahmen umfaßt einen ersten Trägerarm 206 und einen zweiten Trägerarm 208, im ersten Trägerarm 206 ist ein Bohrloch 210 gebildet, und eine Kerbe 212 ist im zweiten Trägerarm 208 gebildet. Im allgemeinen besitzen Bohrloch 210 und Kerbe 212 ungefähr dieselben Ausdehnung. Die Kerbe 212 weist allerdings ein offenes Ende 214 auf. Sowohl das Bohrloch 210 als auch die Kerbe 212 besitzen ähnlich geformte Paßflächen, die hier als Bohrloch-Paßfläche 216 und Kerben-Paßfläche 218 bezeichnet werden.
Ein jeder der Wellenteile 204 paßt in eine Walzenhülse 220. Die Walzenhülsen 220 stellen glatte Drehflächen für die Wellenteile 204 bereit. Die Hülsen verhindern, daß Kugellager-Aufbauten erforderlich sind, die die Elemente und den Aufbau des Druckers 60 komplizieren. Auf einer Außenfläche der Walzenhülsen 220 sind die Hülsen-Paßflächen 222 gebildet. Die Hülsen-Paßflächen 222 passen mitwirkend auf die Bohrloch-Paßfläche 216 und die Kerben-Paßfläche 218, um zu verhindern, daß die Walzenhülsen 212 sich in Bohrloch 210 und Kerbe 212 drehen. Die Paßflächen 212 und die Hülsen 220 besitzen auch eine Anschlagfläche 224, die die Eingreiftiefe der Hülse in das Bohrloch 210 und in die Kerbe 212 begrenzt. Die Beilegscheiben 226 sind zwischen den Walzenhülsen 220 und den daran anstoßenden Enden des Walzenschaftes 198 bereitgestellt.

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Der Zusammenbau der Druckwalze 88 mit dem Walzenrahmen 58 verhindert, daß irgendwelche Schrauben zum Festhalten der Druckwalze 88 im Walzenrahmen 158 nötig sind. Zum Zusammenbauen von Druckwalze 88 und Walzenrahmen 158 werden die Beilegscheiben 226 und Hülsen 220 über den Wellenteil 204 geschoben. Ein Ende des Walzenschaftes 198 ist positioniert, um die entsprechende Hülse 220 in das Bohrloch 210 hineinzuschieben, wobei die Hülsen-Paßflächen 222 mit den Bohrloch-Paßflächen 216 ausgerichtet sind. Als nächstes wird das gegenüberliegende Ende des Walzenschaftes 198 angeordnet, daß die Hülsen-Paßflächen 222 mit den Kerben- Paßflächen 218 ausgerichtet sind. Die Walzenhülse 220 nach unten in Kerbe 212 eingeführt.
Die Fig. 14 und 15 stellen eine vergrößerte ausführliche Ansicht des Scharniers 72, wie hier bereits vorgestellt, bereit. Das Scharnier 72 umfaßt ein Paar von biegsamen Armen 228 und eine Zylinderstruktur 230. Wie in Fig. 14 gezeigt, ist das Paar von biegsamen Armen in jedem Scharnier mit der zentralen Trägerwand 74 verbunden, und die Zylinderstruktur 230 ist mit der nach unten gekippten Seitenplatte 66 verbunden. Jeder der biegsamen Arme 228 umfaßt einen Kopf 232, der am oberen Erde eines Stiels 234 befestigt ist, wobei jeder der Köpfe und das Paar von biegsamen Armen eine Verkleidungsfläche 236 aufweisen. Ein Fortsatz 238 dehnt sich jeweils von den Verkleidungsflächen 236 des Paares von biegsamen Armen 223 aus. Das Paar von biegsamen Armen 228 eines jeden Scharniers 72 ist entlang eines oberen Grates 240 der zentralen Trägerwand 74 gebildet. Die Arme sind mit einem kleinen Spalt 242 zwischen einer Rückseite eines jeden Armes 244 und dem Grat 240 gebildet. Die Dimension des Spaltes 242 bestimmt, wie weit die Arme 228 sich voneinander nach außen biegen können. Zusätzlich ist ein Anschlagblock 246 zwischen jedem Paar von biegsamen Armen 228 gebildet, um den Grad der nach innen gerichteten Bewegung eines jeden Armes zu begrenzen. Der Spalt 242 zwischen dem Stiel 234 und dem Anschlagblock 246 bestimmen den Grad der nach innen gerichteten Bewegung der Arme 228.
An dem Paar der biegsamen Arme 228 ist die Zylinderstruktur 230 befestigt, indem ein Zylinderbohrloch 248 in eine Position gebracht wird, so daß ein entsprechender Fortsatz 238 eingreift, der auf der Fläche 236 des Kopfteiles 232 gebildet ist. Greift der entsprechende Fortsatz 238 in das Zylinderbohrloch 248 ein, so wird an eine zentrale Scharnierachse 250 ein Druck angelegt, wodurch der eingerastete biegsame Arm 228 vom zweiten biegsamen Arm 228 des Paares weggedrückt wird. Durch das Wegdrücken des ersten biegsamen Armes 228 vom zweiten biegsamen Arm wird der Abstand 252 zwischen den Armen 228 vergrößert. Als nächstes wird ein zweites Ende der Zylinderstruktur 230 am Fortsatz 238 gegenüber des eingeschobenen Fortsatzes 238 angeordnet. Eine nach unten gerichtete Kraft wird an die Abdeckung 66 angelegt, damit der Fortsatz 238 in das entsprechende Zylinderbohrloch 248 eingreift.
Die Scharniere können als Einzelset oder paarweise, wie in Fig. 14 gezeigt, eingesetzt werden. Ein zusätzliches Merkmal des Scharniers sind die richtungsbestimmenden Abschrägungen 254, die auf den Fortsätzen 238 geformt sind. Greift die Zylinderstruktur 230 in das Paar von biegsamen Armen 228 ein, so dreht sich das zusammengebaute Scharnier 272 um die zentrale Scharnierachse 250. Wird eine zu große Kraft an das Scharnier angelegt, so erleichtern die richtungsbestimmenden Abschrägungen 254 das Lösen der Zylinderstruktur 230 von den Fortsätzen 238. Die richtungsbestimmenden Fortsätze können entweder eine schräge oder eine ebene Fläche sein. Wie in Fig. 14 gezeigt, sind die richtungsbestimmenden Abschrägungen 254 nach innen in Richtung der zentralen Scharnierachse abgewinkelt. Eine richtungsbestimmende obere Abschrägung erleichtert das Eingreifen des Fortsatzes 238 in das entsprechende Zylinderbohrloch 248. Die untere richtungsbestimmenden Abschrägung 254 erleichtert das Lösen aus dem Zylinderbohrloch 248, wenn an die Abdeckung 66 entgegengesetzt gerichtete Kräfte angelegt werden. Die zum Eingreifen des Fortsatzes 238 in die Zylinderstruktur 230 erforderlichen Kräfte definieren eine Arbeitsrichtung. Zu große Kräfte oder Überlastkräfte, die entgegengesetzt zur Arbeitsrichtung angelegt werden, führen dazu, daß das Scharnier auseinanderplatzt. Die Fähigkeit zum Auseinanderplatzen des Scharniers beim Anlegen von zu großen Kräften verhindert im wesentlichen eine Beschädigung und die Möglichkeit, daß Teile zerbrechen. Da Thermodrucker zudem oft betrieben werden, wenn die nach unten geklappte Seitenplatte 66 zum leichten Zugang zu Medium 87 und Farbband 96 entfernt ist, ermöglichen die Scharniere eine leichte Entfernung der Platte 66 von der Gehäusestruktur 73.
Nun wird der Druckkopfaufbau 80, wie er bereits zuvor erwähnt wurde, unter Bezugnahme auf die Fig. 3 und 24-27 ausführlicher beschrieben. Der Druckkopfaufbau 80, wie in Fig. 3 gezeigt, wurde in der vergrößerten perspektivischen Detailansicht, wie in Fig. 26 gezeigt, zerlegt. Wie in Fig. 3 gezeigt, schiebt sich eine feststehende Drehachse 256 in einen auf der zentralen Trägerwand 74 geformten entsprechenden Vorsprung 258 ein. Eine Drehachsenklammer 260 ist an der zentralen Trägerwand 74 angebracht und dehnt sich von ihr weg aus. Ein freies Ende 262 der Drehachsenträgerklammer 260 trägt ein zur Mitwirkung angeordnetes Ende der Drehachse 256.
Wie in Fig. 26 besser gezeigt, ist eine Rollachse 264 mit der Drehachse über ein Bohrloch funktionsfähig verbunden, das sich durch einen gemeinsamen Gelenkblock 268 und einen Ring 270 erstreckt, der die Rollachse 264 in dem Bohrloch 266 festhält. Die Halteelemente 272 sind mit der Rollachse zum Eingreifen in eine Druckkopfklammer 274 verbunden. Während die Druckkopfklammer 274 unter den Halteelementen 272 gehalten wird, läßt sich die Klammer 274 durch Einstellschrauben, die sich durch die länglichen Löcher 278 erstrecken, relativ zu den Halteelementen 272 einstellen. Die Druckkopfeinrichtung 84 ist an einer Unterseite 280 der Druckkopf-Befestigungsklammer 274 befestigt. Wie in Fig. 26 gezeigt, ist eine Bandstreifenplatte 282 an einer Vorderseite 284 der Druckkopf-Befestigungsklammer 274 angebracht. Die Bandstreifenplatte 282 ist durch Schrauben befestigt, die sich durch die in der Streifenplatte geformten länglichen Löcher 286 erstrecken. Durch die länglichen Löcher läßt sich die Streifenplatte relativ zu der Druckkopf-Befestigungsklammer 274 nach oben und unten einstellen.
Unter Bezugnahme auf Fig. 24 definieren die feststehende Drehachse 256, die Rollachse 264, die Druckkopfklammer 274 und die eingeschlossenen Merkmale gemeinsam einen Druckkopfträger 288. Der Druckkopfträger 288 ordnet den daran befestigten Druckkopf 84 kontrolliert unmittelbar anschließend an Medium 87 an. Der Druckkopfträger 288 erlaubt eine Kipp-, Roll- und Gierbewegung (wie durch die Pfeile 289, 291 bzw. 293 angedeutet) des Druckkopfes 84. Durch Bereitstellung der Kipp-, Roll- und Gierbewegung 289, 291, 293 stellt der Druckkopfträger 288 wirksam eine freie Einstellung für den Druckkopf 84 bereit. Die freie Einstellung des Druckkopfes 84 gewährleistet, daß der Druckkopf 84 exakt eingestellt werden kann. Die Kipp- und Rollbewegung 289, 291 des Druckkopfes verändern sich ständig, während die Gierbewegung typischerweise eingestellt und dann festgestellt wird. Die Kippbewegung 289 des Druckkopfes 84 wird durch die Drehung der feststehenden Drehachse 256 entlang eines Drehachsenzugriffes 290 erreicht. Die Kippbewegung 289 bewegt den Druckkopf 84 wirksam parallel zu und von der Druckwalze 88. Die Rollbewegung 291 des Druckkopfes 84 wird durch die Rotation der Rollachse 264 im Bohrloch 266 erreicht. Die Gierbewegung 293 wird durch Lockern der Einstellschrauben 276 und entsprechendes Einstellen der Druckkopf-Befestigungsklammer 274 erreicht. Da der Druckkopfaufbau 80 von der zentralen Trägerwand 74 getragen wird, können zudem Band und Medium von der Seite des Druckkopfaufbaus 80 geladen oder entfernt werden. Beispielsweise kann unterhalb der Mediumführung 102 zwischen Walze und Druckkopf 88, 84 Medium zum Laden eingeführt werden. Beim Auftreten eines Staus ist ebenfalls ein Zugang zum Druckkopfaufbau von der Seite her zur leichten Behebung des Staus verfügbar.
Der Druckkopfaufbau 80, wie vorstehend diskutiert, ist ebenfalls als vollständige Untereinheit aus Drucker 60 herausnehmbar.
Durch die Gierbewegung 293 des Druckkopfes 84 läßt sich der Druckkopf zum Erzielen einer optimalen Druckqualität einstellen und feinstimmen. Die Gierbewegung 293 gewährleistet, daß der Druckkopf und die Reihe der bei dem Druckvorgang eingesetzten Elemente parallel zur Druckwalze 88 ausgerichtet sind. Die Einstellschrauben 292 sind auf der Vorderseite des Druckers 60 vorgesehen. Die Einstellschrauben ragen durch einen Einstellvorsprung 294 heraus und treten mit einem breiter werdenden Einstelltabulator 296 in Kontakt, der sich von der Druckkopfklammer 274 nach unten ausdehnt. Die Einstellschrauben 292 sind in den Einstellvorsprüngen 294 festgezogen und drücken gegen die breiter werdenden Einstelltabulatoren 296, um die Bewegung von einer Seite zur anderen oder die Gierbewegung 293 des Druckkopfes selektiv und kontrolliert feinzustimmen.
Ein wichtiges erfindungsgemäßes Merkmal besteht darin, daß die Einstellung der Gierbewegung 293 des Druckkopfes 84 während des Druckvorgangs vorgenommen werden kann. In dieser Hinsicht liefert die Druckkopfposition augenblickliche Ergebnisse und eine Rückmeldung bezüglich der Einstellung. Die augenblickliche Rückmeldung macht die iterativen Stufen, wie sie bei Druckern nach dem Stand der Technik üblich sind, unnötig.
Zur Einstellung des Druckkopfes 84 werden die Einstellschrauben 276 etwas gelockert, so daß ein kleiner Bewegungsgrad zwischen Einstellschrauben 276 und länglichen Löchern 278 in der Druckkopf-Befestigungsklammer 274 möglich ist. Es wird ein Druckvorgang gestartet, und die Ausrichtung des Drucks wird überprüft. Eine geeignete der beiden Einstellschrauben 292 wird bewegt, so daß der breiter werdende Einstelltabulator und darum die entsprechende Seite der Druckkopf-Befestigungsklammer 274 bewegt werden. Wenn eine gewünschte Druckkopf 84-Ausrichtung erreicht ist, wird dieser Vorgang gestoppt, und die Einstellschrauben 276 werden zur Verhinderung einer weiteren Einstellung festgezogen. Die Einstellschrauben 292 werden sodann von den Einstellvorsprüngen 294 abgenommen und in einem Abteil in der Gehäusestruktur zur Verhinderung einer weiteren unerwünschten Einstellung aufbewahrt.
Die Kippeinrichtung 103 wurde bereits erwähnt und in Fig. 3 gezeigt. Eine weitere ausführliche Beschreibung der Kippeinrichtung 103 ist unter weiterer Bezugnahme auf die Fig. 24, 25 und 27 bereitgestellt. Fig. 27 stellte eine perspektivische Explosionsansicht der Bauteile bereit, die die Kippeinrichtung 103 umfaßt. Die Kippeinrichtung tritt mit Druckkopf 84 und Medium 87 in Kontakt und löst sich davon, indem auf die Druckkopf-Befestigungsklammer 274 eine Kraft ausgeübt wird, um den Druckkopf 84 gegen die Druckwalze 88 zu kippen. Die Kippeinrichtung umfaßt einen Kipparm 298 und einen Neigungs-Plungeraufbau 300. Der Kipparm 298 umfaßt auch einen Wellenaufbau 302, der einen Einpaßteil 304 und einen Knopf 308 aufweist. Der Wellenaufbau 302 ist durch ein Loch 308 in den Kipparm 298 eingeführt, und der Einpaßteil 304 greift positiv in einen entsprechend geformten Teil in Loch 308 ein. Der Knopf 306 ist zur Bereitstellung einer zusätzlichen Erleichterung des Betriebs und der Übertragung von mechanischer Kraft beim Betrieb der Kippeinrichtung 103 bereitgestellt. Ein Ende des Wellenaufbaus 302 schließt an die zentrale Trägerwand 74 im allgemeinen parallel zu Druckkopf 84 an.
Auf dem Kipparm 298 ist ein Paar von Plungerrohren 310 an beabstandeten Stellen vorgesehen und im allgemeinen senkrecht zum Wellenaufbau 302 orientiert. Der Neigungs-Plungeraufbau 300 wird in einem Hohlraum 312 des Plungerrohres 310 gehalten. Der Neigungs-Plungeraufbau 300 umfaßt eine Plungerkopf 314-Neigungseinrichtung 316 und einen Einstellteil 318. Der Plungerkopf 314 wird im Plungerrohr 310 gehalten, so daß sich ein Teil mit abgerundeter Spitze 320 an einem Bodenteil des Plungerrohres 310 ausdehnt. Die Öffnung zum Hohlraum 312 des Plungerrohrbodens besitzt eine Ausdehnung, die ungefähr dem Durchmesser des Plungerkopfes entspricht und geringer ist als ein Haltering 322, der auf dem Kopf beabstandet vom Teil mit abgerundeter Spitze 320 gebildet ist. Die Neigungseinrichtung 316 preßt gegen ein Endstück 324 von Plunger 314. Der Einstellteil 318 ist im wesentlichen eine Gewinde-Flügelschraube, die in den oberen Teil des Hohlraumes 312 des Plungerrohres 310 eingreift. Der Einstellteil 318 wird gedreht, um die Neigungskräfte gegen den Plungerkopf 314 zu vergrößern oder zu verkleinern.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 24 und 27 ist die Kippeinrichtung 103 in Verwendung mit Drucker 60 gezeigt. Wenn ein Anwender die Kippeinrichtung 103 einstellt, um Druckkopf 84 mit Medium 87 in Kontakt zu bringen, greift der Anwender den Knopf 306 und dreht ihn entlang einer Kippachse 326 (gezeigt durch Pfeil 328), um den Teil mit abgerundeter Spitze 320 zum Eingreifen in die Druckkopf-Trägerklammer 274 zu bewegen. Durch die Drehung des Kipparmes 298 durch Drehen des Wellenaufbaus 302 beschreibt der Kipparm einen Bogen, der irgendwann die Teile mit abgerundeter Spitze 320 der Plungerköpfe 314 in einen Kontakt mit der Druckkopfträgerklammer 274 preßt. Da die Plungerköpfe 314 in Plungerrohr 310 hineingeneigt gehalten werden, drückt der Schleifkontakt gegen die Druckkopfträgerklammer 274 den Plungerkopf 314 gegen die daran durch die Neigungseinrichtung 316 ausgeübten Kräfte in das Plungerrohr 310 nach oben. Die durch die Neigungseinrichtung 103 auf den Druckkopfaufbau ausgeübten Druckkräfte halten eine gewünschte Kraft auf den Druckkopf 84 aufrecht und drücken ihn an die Druckwalze 88. Die oben erwähnte gewünschte Kraft kann durch Einstellen des Einstellteils 318 eingestellt werden, um die Neigungskraft der Neigungseinrichtung 316 gegen den Plungerkopf 314 zu vergrößern oder zu verkleinern.
Die Erfindung umfaßt auch eine Sensorvorrichtung 330 zum Anzeigen, ob der Druckkopf 84 mit dem Medium oder der der Walze 87, 88 in Kontakt ist oder davon gelöst ist. Der Kontakt von Druckkopf 84 ist direkt abhängig von der Stellung der Kippeinrichtung 103, da gerade die Kippeinrichtung den Druckkopf 84 in Kontakt bringt oder löst. Somit wird die Drehstellung des Wellenaufbaus 302 zur Anzeige des Zustandes des Druckkopfes 84 eingesetzt. Unter Bezugnahme auf Fig. 25 umfaßt die Sensorvorrichtung 330 einen optischen Sensor 332 und eine Sensorverbindung 334, die direkt an den Wellenaufbau 302 der Kippeinrichtung 103 angeschlossen ist. Der optische Sensor 332 umfaßt einen optischen Transmitter 336 und einen optischen Empfänger 338. Der optische Transmitter 336 emittiert einen Lichtstrahl, der vom optischen Empfänger 338 empfangen wird. Die Verbindung 334 erstreckt sich von Welle 302 und dreht sich entlang eines Weges 340, der zwischen optischem Transmitter und Empfänger 336, 338 verläuft. Es sollte angemerkt werden, daß in dieser Konfiguration Sensoren eingesetzt werden könnten, die anders sind als die rein optischen Sensoren.
Bei Anwendung dieser besonderen Ausführungsform der Erfindung wird die Verbindung 334 zum Brechen des Strahlweges zwischen optischem Transmitter und Empfänger 336, 338 eingestellt, wenn die Kippeinrichtung 103 in den Druckkopf 84 eingreift. Wenn die Kippeinrichtung aus dem Eingriff herausgedreht wird, dreht sich die Verbindung 334 entlang des Weges 340 nach oben aus dem Strahlweg heraus und erlaubt dadurch, daß der optische Kreis wieder hergestellt wird. Natürlich könnten die Signale so umgekehrt werden, daß der Strahl zwischen Transmitter und Empfänger 336, 338 geöffnet ist, wenn die Kippeinrichtung 103 in die Druckkopfeinrichtung 84 eingreift, und der Strahl gebrochen ist, wenn die Kippeinrichtung 103 von der Druckkopfeinrichtung 84 gelöst ist. Da der optische Sensor 332 direkt an eine Leiterplatte 342 angeschlossen ist, die die Steuerkreiseinrichtung 108 umfaßt, sind zusätzliche Verkabelungen in Anschlüssen oder Verbindungen nicht erforderlich. Die Signale aus dem optischen Sensor 332 werden empfangen und durch die Steuerkreiseinrichtung 108 verarbeitet und können eingesetzt werden, um einen weiteren Betrieb zu verhindern, bis eine zuvor eingestellte Druckkopfbedingung erreicht ist.
Fig. 28 stellt eine vergrößerte perspektivische Ansicht der Vorderseite des Druckers bereit und zeigt eine Öffnung 344, die zwischen der Bandstreifenplatte 282 und einem gezahnten Abreißrand 346 festgelegt ist. In der in Fig. 28 gezeigten Ansicht wurden Medium und Band zur Klarheit der Beschreibung der darin gezeigten Bauteile entfernt. Falls Medium und Band 87, 96 gezeigt sind, würden Medium und Band 87, 96 durch die Öffnung 344 hindurchlaufen. Das Band würde über die Bandstreifenplatte 282 nach oben laufen und sich dann um die Bandaufwickelspindel 90 wickeln. Das Medium 87 würde aus der Öffnung nach außen treten und einen Weg entlanglaufen, der durch einen Etikettennehmersensor 348 festgelegt ist. Der Etikettennehmersensor 348 umfaßt einen Transmitterteil 350 und einen Empfängerteil 352. Der Transmitterteil 350 überträgt ein Signal an den Empfängerteil 352 und erzeugt dazwischen eine Sensorsperre. Wenn Medium aus der Öffnung 344 austritt, tritt es nach außen und kreuzt die Sensorsperre. Beim Kreuzen der Sensorsperre fühlt der Etikettennehmersensor 348 die Gegenwart des Mediums und überträgt ein geeignetes Signal zur Steuerkreiseinrichtung 108. Nach Entfernen eines Teils des Mediums 87 ist die Sensorsperre nicht mehr durchkreuzt, und ein anderes Signal wird an die Steuerkreiseinrichtung 108 übermittelt. Der Etikettennehmersensor 348 und die dadurch erzeugten Kontrollsignale sind mit der Medium-Spendeeinrichtung 86 gekoppelt, um die gesteuerte Bewegung von Medium 87 und Band 96 relativ zu Druckkopf 84 zu erleichtern.
Die Bewegung des Farbbandes 96 wird durch Positivantrieb der Bandaufwickelspindel 90 mit dem PMDC-Motor 104 erreicht. Die neuen Merkmale von Aufbau und Funktion des PMDC-Motors sind ausführlicher in einem getrennten Teil dieser ausführlichen Beschreibung bereitgestellt. Der PMDC-Motor stellt allerdings die positiven Antriebskräfte durch die Kegelradgetriebeanordnung 106 bereit. Eine Welle 354, die in die Kegelradgetriebeanordnung eingreift, treibt die Bandaufwickelspindel 90 an. Die perspektivische Ansicht von Bandaufwickelspindel 90 und PMDC-Motor, wobei die zentrale Trägerwand 74 abgenommen ist, sind erläutert. Um die Lage und Befestigung von Bandaufwickelspindel 90 und PMDC-Motor im Drucker 60 zu zeigen, wird auf die Fig. 2-5 Bezug genommen.
Wie in Fig. 29 und mit weiterer Bezugnahme auf Fig. 30 gezeigt, besitzt die Bandaufwickelspindel 90 eine zylindrische Außenfläche 356 mit wenigstens einem darin gebildeten emporragenden Bohrloch 358. Wie in Fig. 29 gezeigt, sind zwei diametral angeordnete, vorspringende Öffnungen 358 auf der Spindeloberfläche 356 vorgesehen. Die Öffnungen 358 erstrecken sich in Längsrichtung parallel zur zentralen Spindelachse 360 und definieren Schlitze, durch die die vorspringenden Segmente 362 vorspringen. Die vorspringenden Segmente 362 erstrecken sich gleichermaßen in Längsrichtung und definieren Klingen, die durch einen entsprechenden Schlitz 358 vorspringen.
Wie in Fig. 30 gezeigt, ist Spindel 90 aus zwei Körperhälften 364 gebildet. Ein Teil eines jeden Schlitzes 358 ist in jeder Körperhälfte 364 gebildet. Vier Eingreifzapfen 366 verschließend die beiden Hälften 364, 364 miteinander und bilden einen einheitlichen Spindelkörper. Zudem sind die Klingen 362 mit Führungsöffnungen 368 gebildet, die in die Eingreifzapfen 366 hineinpassen. Wenn die Klingen 362 auf Eingreifzapfen 366 aufgesteckt sind, sind die Klingen auf eine Bewegung eingeschränkt, die im allgemeinen radial und senkrecht zur zentralen Spindelachse 360 verläuft und durch die Größe der Führungsöffnungen 368 begrenzt ist.
Wie in der Explosionsansicht von Fig. 30 gezeigt, umfaßt die Spindel 90 auch die Neigungseinrichtung 370 und die Einrichtung 372 zum Einziehen der Klingen 362. Die Neigungseinrichtung 370 neigt und lenkt die Klingen 362 kontrolliert durch die entsprechenden Schlitze 358 nach außen. Die Einzieheinrichtung 372 kann betätigt werden, um die Neigungseinrichtung 370 kontrolliert zusammenzudrücken, um die Klingen 362 in die Spindel 90 zurückzuziehen.
Wenn die Klingen 362 durch die Schlitze 358 ausgestreckt werden und verbrauchtes Farbband 396 um die Spindel 90 gewickelt wird, wird teilweise ein Raum definiert durch eine Ausdehnung 374 zwischen einer Fläche 376 der Klingen 362 und der Oberfläche 356 der Spindel 90. Mit anderen Worten wird, wenn das verbrauchte Farbband 96 um die Spindel 90 gewickelt wird, ein Raum zwischen dem Farbband gebildet, das sich über die Fläche 376 der Klinge 362 bis zu dem Punkt aufwickelt, an dem das Farbband erneut um die Oberfläche 356 der Spindel 90 gewickelt wird. Wenn das verbrauchte Farbband 96 von der Spindel 90 abgenommen werden muß, wird ein Einziehknopf 378 entlang der zentralen Achse 360 nach innen gedrückt, um die Einzieheinrichtung 372 zu betätigen. Da die quer gerichtete Spannung auf den Klingen 362 gelöst wird, wird das durch den Raum zwischen Klinge und verbrauchtem Band definierte Volumen über den gesamten Umfang und die Fläche 356 der Spindel 90 ausgedehnt. Durch den zusätzlichen Raum zwischen verbrauchtem Band und Oberfläche 356 der Spindel 90 läßt sich das verbrauchte Band leicht von der Spindel abnehmen, ohne daß diese sich durch das verbrauchte Band hindurchdrückt und ohne Verwendung loser Bauteile wie Drahtformen, die bei Konstruktionen nach dem Stand der Technik eingesetzt wurden.
Die Einzieheinrichtung 372 arbeitet unter dem Einfluß der Neigungseinrichtung 370 so, daß die Neigungseinrichtung einen Einzieheinrichtungskörper axial zusammenfallend mit der zentralen Spindelachse 360 neigt. Der Einzieheinrichtungskörper 380 wird funktionsfähig zwischen den beiden Spindelhälften 364, 364 gehalten. Der Einzieheinrichtungskörper 380 umfaßt zwei Zinken 382, die die Schaftschrägen 384 aufweisen, die auf deren nach außen zeigenden Flächen gebildet sind. Die Klingen umfassen die zur Mitwirkung gebildeten Klingenschrägen 386, die sich entlang der Schaftschrägen 384 bewegen und in sie eingreifen.
Die Fig. 30A und 30B stellen zusätzliche klärende Erläuterungen bereit, um zu zeigen, wie die Einzieheinrichtung 372 und die Neigungseinrichtung 370 funktionieren, um die Bewegung der Klingen 362 durchzuführen. Wie in der schematischen Darstellung von Fig. 30A gezeigt, werden die Klingen 362 durch die Schlitze 358 nach außen ausgedehnt. Der ausgedehnte Klingenzustand, wie in Fig. 30A gezeigt, wird durch die Neigungseinrichtung 370 verursacht, die zwischen Welle 354 und Einzieheinrichtungskörper 380 gehalten wird, und Ausdehnungskräfte von der Neigungseinrichtung 370 auf den Einzieheinrichtungskörper 380 überträgt. Da die Welle 354 feststeht und sich nicht entlang der zentralen Spindelachse 360 axial bewegt und da der Einzieheinrichtungskörper 380 in der Spindel beweglich gehalten wird, verschiebt die Neigungseinrichtung 370 den Einzieheinrichtungskörper 380 axial entlang der zentralen Spindelachse 360. Wenn der Körper entlang der zentralen Spindelachse 360 verschoben wird, rutschen die Klingenschrägen 386 entlang der angrenzenden Flächen der Schaftschrägen 384 nach oben und steigen bis zu einem höchsten Punkt einer jeden Wellenschräge 384 an. Wenn die höchsten Punkte 388 der Schaftschrägen 384 an die entsprechenden höchsten Punkte 390 der Klingen 362 angrenzen, sind die Klingen vollständig ausgedehnt und ziehen sich unter dem Einfluß des Bandes, das fest über die Fläche 376 der Klingen 362 gewickelt ist, nicht ein. Außerdem wird die axiale Bewegung des Einziehkörpers 380 entlang der zentralen Spindelachse 360 durch eine Anschlagrand 392 verhindert, der an eine Innenfläche 394 der Spindelhälften 364 angrenzt. In dieser Hinsicht kann die Neigungseinrichtung 370 so gewählt sein, daß sie weiterhin Kräfte auf den Einziehkörper 380 ausübt, wenn die Klingen vollständig ausgedehnt sind. Die zusätzlichen durch die Neigungseinrichtung 370 erzeugten Kräfte gewährleisten ferner, daß die Klingen in der ausgedehnten Stellung verbleiben, wenn sie nicht gewählt eingezogen werden.
Unter Bezugnahme auf Fig. 30B zeigt die schematische Darstellung den Einziehvorgang der Klingen, wenn der Einzieheinrichtungskörper 380 entlang der zentralen Spindelachse 360 manuell verschoben wird. Wenn der Einzieheinrichtungskörper 380 entlang der zentralen Spindelachse 360 manuell verschoben wird, wird die Neigungseinrichtung 370 zwischen Welle 354 und Körper 380 zusammengedrückt. Durch Entspannen der Neigungskraft lassen sich die Klingenschrägen 386 entlang der entsprechenden Schaftschräge 384 nach unten bewegen, wodurch eine nach innen gerichtete Bewegung der Klingen 362 möglich ist. Es sollte angemerkt werden, daß sowohl in Fig. 30A als auch 30B die Klingen sich nur radial nach außen entlang der Führungsöffnungen 368 bewegen. Das Eingreifen der Eingreifzapfen 366 in die Klingen 362 sowie die begrenzte Größe der Schlitze 358 verhindert eine Verschiebung parallel zur zentralen Spindelachse 360.
Die Steuerung des Farbbandes 96 im Drucker 60 wird durch eine Rutschkupplung 396, die funktionsfähig mit der Bandzufuhrspindel 92 verbunden ist, weiter erleichtert. Die Bandzufuhrspindel 92 besitzt eine Welle 398, die sich durch die zentrale Trägerwand 74 ausdehnt. Eine Kupplungsachse 400 dehnt sich in Längsrichtung entlang der Spindelwelle 398 aus. Die Rutschkupplung 396 umfaßt eine Reihe von schrägen Zähnen 142, die um die Spindelwelle 398 beabstandet sind, eine spiralförmige Torsionsfeder 402, die coaxial über die Spindelwelle 398 geschoben ist und eine Kupplungsmanschette 404, in der ein Teil der Spiralfeder 402 untergebracht ist und die fest mit der Spindelwelle 398 verbunden ist.
Beim Zusammenbauen des Rutschkupplungsaufbaus wird die Spindelwelle 398 durch die zentrale Trägerwand 74 hindurchgesteckt und drehbar mit einer Haltemanschette 406 befestigt. Die spiralförmige Torsionsfeder 402 wird in ein Federloch 408 in der Kupplungsmanschette 404 eingeführt, und die Kombination von Torsionsfeder 402 und Kupplungsmanschette 404 wird über der Spindelwelle 398 angeordnet. Die Kupplungsmanschette 404 ist an einem Ende durch eine Einstellschraube 412 befestigt. Ein gerades Endteil 414 der spiralförmigen Torsionsfeder 402 erstreckt sich von der Kupplungsmanschette 404 und radial von Feder 402, um in die geneigten Umfangsflächen 416 und die vertikalen Wände 418, die sich an die geneigte Fläche 416 anschließen, einzugreifen.
Die spiralförmige Torsionsfeder 402 wird so gewählt, daß sie zwischen einem Außendurchmesser der Feder 420 und einem Innendurchmesser 422 des Federloches 408 in der Kupplungsmanschette 404 einen berechneten Preßsitz aufweisen. Der Betrag der diametralen Pressung ist direkt proportional zum Betrag der Widerstandskraft, den die Feder 402 bereitstellt. Der Reibungskoeffizient von Feder 402 und Manschette 404 sowie die Länge des Ineinadergreifens fallen aus praktischen Gründen aus den Berechnungen für das Gleitdrehmoment heraus. Dies erlaubt eine größere Flexibilität im Aufbau hinsichtlich Geometrie und der Materialwahl für Spiralfeder 402 und Kupplungsmanschette 404.
Der Manschette 404 ist an der Welle 398 befestigt, so daß sie sich als Einheit drehen. Wenn sich die Welle 398 dreht (wie durch Pfeil 424 angedeutet), d. h. so, daß die Antriebskraft auf der Aufwickelspindel 90 Spannung auf das Band auf der Abspulspindel 92 ausübt, drehen sich Feder 402 und Manschette 404 zusammen, bis das ausgezogene Endstück der Feder zwischen eine vertikale Wand 418 eines entsprechenden schrägen Zahns 142 eingreift. Unter dem Einfluß der Drehung 424 wird die Feder 402 gedreht oder durch Drehen in Richtung ihrer hergestellten Windung zusammengedrückt. Dieses Drehen vermindert effektiv den Außendurchmesser 420 der Feder 402, bis sie einen Punkt erreicht, an dem eine Außenfläche 426 der Feder gegen eine Innenfläche 428 des Federloches 408 gleitet. Ein berechneter Betrag der Wellendrehung, also Aufziehen in der Feder, ist vor Erreichen der richtigen Gleitsituation erforderlich. Wenn die Welle 398 weiterhin in Drehrichtung 424 angetrieben wird, gleitet die Feder 402 weiterhin und behält einen konstanten Zug auf die Manschette und einen konstanten Windungsbetrag bei.
Wenn die Antriebskraft nicht mehr vorhanden ist oder in Drehrichtung 424 abnimmt, führt das Gedächtnis in der Feder 402 dazu, daß sie sich in einer entgegengesetzten Richtung ihrer hergestellten Windung um einen Winkel entsprechend der Gleitwindung dreht. Diese entgegengesetzte Wirkung oder ein Aufwickeln der Feder 402 geht einher mit einer Rückkehr zu ihrem Original-Herstellungsdurchmesser 420. Erreicht der Federdurchmesser 420 eine zuvor festgelegte Ausdehnung, so bindet die Außenfläche 426 der Feder 402 an eine Innenfläche 428 des Federloches 408 in der Kupplungsmanschette 404 und führt dazu, daß die Manschette 404 und somit die Welle 398, sich mit ihr drehen.
Aufgrund der Tatsache, daß der Federaußendurchmesser 420 zunimmt, wenn sie in die entgegengesetzte Richtung ihrer Windung (entgegensetzt der Drehrichtung 424, wie in Fig. 31 gezeigt) gedreht wird, kann eine Federbeschädigung auftreten, wenn Welle 398 und Manschette 404 in die entgegengesetzte Richtung gedrückt werden, wobei das ausgezogene Endstück 414 in einer unbeweglichen Position festgehalten wird. Da es wahrscheinlich ist, daß der Anwender die Bandzufuhrspindel 92, die an der Welle 398 befestigt ist, einmal zurückdrehen will, insbesondere wenn eine neue Bandrolle geladen wird, sind die schrägen Flächen 416 vorgesehen, damit sich das ausgezogene Endstück 414 frei rückwärts dreht, während es immer noch in das Federloch 408 der Kupplungsmanschette 404 eingreift. Die Anordnung der schrägen Zähne, die um die Kupplungsachse 400 um den Umfang beabstandet sind, stellt ein schaltradartiges Merkmal bereit, bei dem das ausgezogene Endstück 414 gegen eine vertikale Wand 418 in Antriebsrichtung 424 vorwärts festgehalten wird, jedoch entlang der schrägen Fläche 416 und über eine Schräge 142 unendlich in einer Richtung 430 entgegengesetzt zur Richtung der Antriebsdrehung 424 hochrutschen darf.
Die Rutschkupplung 396 stellt eine einfache und kostengünstige Vorrichtung zum Ausüben einer Wickelspannung auf die Bandzufuhrspindel 92 im Drucker 60 bereit, um Falten im Band 92 zu vermindern, das sich durch den Bandzufuhrstrom 98 bewegt. Zusätzlich sie die Rutschkupplung 396 auch ein Zurücklaufen von Band 96 und Bandzufuhrstrom 98 bereit, wenn der Drucker 60 das Medium 87 zurückzieht oder wieder in den Speicher zurücklaufen läßt, um während des Druckens oder nach der Entfernung eines Teils des gedruckten Mediums eine Vorderkante des Mediums wieder in Position zu bringen. Dieses Rücklaufmerkmal ist für das Thermotransferdrucken sehr wichtig, da es durch den Rücklaufzyklus die Wickelspannung auf dem Band 96 aufrecht erhält. Falls das Band 96 nicht unter Spannung gehalten wird, wenn der Drucker 60 in eine normale Druckrichtung vorwärts beschleunigt, kann die Trägheit der Bandrolle dazu führen, daß das Band 96 sich ruckweise bewegt, was zu einem Schmieren auf dem Teil des Mediums führen kann, das gerade bedruckt wird. Zudem kann der vorstehend beschriebene Ruckvorgang zu Falten im Band führen und darum Inkonsistenzen in der Druckqualität erzeugen. Diese Inkonsistenzen können extrem nachteilig sein beim Drucken eines Hochauflösungsdruckes wie Strickcodes oder eines sehr kleinen Zeichens.

SELBSTKORREKTURSYSTEM DER BANDAUFWICKELSPINDEL

Ein weiteres Problem, das bei Thermotransfer-Bedarfsdruckern auftritt, besteht darin, daß die Spannung auf dem Farbband während des Druckens nicht reproduzierbar bleibt. Diese Abnahme in der Spannung führt dazu, daß das Band dazu neigt, während der Druckvorgänge zu knittern, was dazu führen kann, daß der resultierende Aufkleber Fehler wie Unstetigkeiten in der Druckqualität aufweist.
Der Grund dafür besteht darin, daß beim Aufwickeln des gebrauchten Bandes auf die Aufwickelspindel, der Radius der Aufwickelspindel zunimmt, wenn der Drucker im Druck fortfährt. Wenn der Radius der Bandaufwickelspindel zunimmt, nimmt die Kraft, d. h. die Spannung, die an das Band angelegt ist, ab, falls das Bandaufwickelspindel-Drehmoment nicht vergrößert wird. Diese Wirkung ist durch die folgende Gleichung vorgegeben:
Bandkraft = (Spindeldrehmoment)/(Spindelradius)
Somit muß zur Minimierung dieses Problem das Bandaufwickelspindel-Drehmoment vergrößert werden, wenn der Bandaufwickelspindelradius zunimmt.
Dieses Problem wird bei der Erfindung minimiert, indem ein Selbstkorrektursystem eingesetzt wird, das die Eigenschaften eines Permanentmagnet-Gleichstrom(PMDC)-Motors einsetzt, wenn an seine Ausgängen eine konstante Spannung angelegt ist. Wie in Fig. 29 gezeigt, umfaßt das Selbstkorrektursystem im allgemeinen einen PMDC-Motor, eine Getriebeanordnung einschließlich eines Getriebes und einer Bandaufwickelspindel.
Der Welle der Aufwickelspindel, wie hier beschrieben, ist über eine geeignete Einrichtung mit dem Mittelpunkt des Getriebes verbunden. Beispielsweise kann die Welle in ein Loch in der Getriebeuntersetzung einrasten und mit einer Schraube festgehalten sein. Die beiden Bauteile bilden einen Preßsitz. Die Getriebeuntersetzung besitzt eine kreisförmige Form und einen äußeren Rand, der kegelig ist. Der PMDC-Motor ist über die Leiterplatte ("PCB") mit einer geeigneten Stromquelle verbunden. Die PCB umfaßt geeignete Mikroprozessoren, um die Druckerfunktionen, wie hier beschrieben, auszuführen. Der PMDC-Motor kann zur Regelung des Spannungsbetrages, der an den PMDC-Motor angelegt ist, mit einem linearen Standardregler verbunden sein, der in der PCB eingeschlossen sein kann. Ein Kegelflansch, der von einem Ende des PMDC-Motors absteht, befindet sich in Kontakt mit dem kegeligen Außenrand der kreisförmigen Getriebeuntersetzung. Das kegelig Ende des PMDC-Motors und der kegelig Außenrand der Getriebeuntersetzung sind miteinander unter Bildung eines Preßsitzes zwischen den Bauteile verbunden. In Betrieb treibt der PMDC-Motor die Getriebeuntersetzung an, die ihrerseits die Aufwickelspindel dreht. Somit wird das verbrauchte Band auf die Aufwickelspindel aufgewickelt.
Besitzt der PMDC-Motor eine konstante Spannung, die an seinen Ausgängen anliegt, gehorcht der PMDC-Motor den Eigenschaften dieser Geschwindigkeit-Drehmoment-Kurve, die im Graph von Fig. 32A gezeigt ist. Wie aus dem Graph gesehen werden kann, nimmt bei abnehmender Geschwindigkeit des PMDC-Motors seine Drehmomentleistung zu. Dies ist in einem Bandspannsystem zweckmäßig, da sich das System selbst korrigiert, wie im Folgenden ausführlicher beschrieben.
Falls der Drucker mit konstanter Druckgeschwindigkeit druckt, nimmt bei zunehmendem Durchmesser der Aufwickelspindel ihre Aufwickelgeschwindigkeit ab. Diese Abnahme in der Aufwickelgeschwindigkeit führt dazu, daß die Geschwindigkeit des PMDC-Motors proportional abnimmt. Dabei nimmt die EM-Gegenkraft, die vom PMDC-Motor erzeugt wird, ab, was zu einer Zunahme des Stromflusses im PMDC-Motor führt. Wenn der Stromfluß zunimmt (und die Geschwindigkeit abnimmt), gehorcht der PMDC seiner Geschwindigkeit-Drehmoment-Kurve, und somit nimmt seine Drehmomentleistung zu. Diese Zunahme im Drehmoment führt dazu, daß die Kraft auf das Band, die Spannung, zunimmt. Darum korrigiert das System sich selbst, und die Bandspannung weist aufgrund der Zunahme im Bandaufwickelspindeldurchmesser eine geringere Schwankung auf.
Bei der bevorzugten Ausführungsform wird eine niedrige Getriebeuntersetzung eingesetzt. Wie in Fig. 33A gezeigt, stellt der Graph ein Modellsystem dar, das eine Getriebeuntersetzung von 5 bis 1 von PMDC-Motor zu Bandaufwickelspindel einsetzt. Wie gesehen werden kann, schwankt der Bandaufwickelspindelradius von 3,048 cm bis 5,334 cm. Wie im Graph gezeigt, nimmt die PMDC-Motorgeschwindigkeit ab, wenn der Aufwickelspindelradius zunimmt. Somit gehorcht der PMDC-Motor seiner Geschwindigkeit-Drehmoment-Kurve, wie sie in Fig. 32A gezeigt ist, und erhöht seine Drehmomentleistung. Falls dieses System mit einem Band verwendet wird, das mit einer linearen Geschwindigkeit von 5,08 cm pro Sek. läuft, kann ein wirksames, selbstkorrigierendes Bandspannungssteuersystem eingerichtet werden. Es ist allerdings selbstverständlich, daß bei der Erfindung andere niedrige Getriebeuntersetzungen eingesetzt werden können.
In Fig. 33B ist ein Graph der Bandspannung als Funktion des Aufwickelspindelradius gezeigt und vergleicht ein nichtkorrigierendes System und ein selbstkorrigierendes System. Das nichtkorrigierende System, das erläutert ist, könnte unter Verwendung einer Rutschkupplung, die aus dem Stand der Technik gut bekannt ist, erreicht werden. Wie im Graph gezeigt, beginnt das nichtkorrigierende System, wie durch die gestrichelte Linie gezeigt, mit einer leeren Aufwickelspindel und einer Bandspannung von ungefähr 390 g. Bei voller Bandaufwickelspindel nimmt die Bandkraft aufgrund der Zunahme des Bandaufwickelspindelradius auf 240 g ab.
Bei Einsatz des selbstkorrigierenden Systems, wie durch die durchgezogene Linie gezeigt, beginnt die Bandspannung bei ungefähr 390 g mit einer leeren Spindel und nimmt auf ungefähr 340 g ab, wenn die Bandaufwickelspindel voll ist. Somit wird durch die Anwendung der Erfindung eine wesentliche Verbesserung erzielt.
Will der Anwender den Drucker schneller oder langsamer betreiben, gibt der Anwender eine neue Druckgeschwindigkeit ein. Wird die Druckgeschwindigkeit geändert, arbeitet der PMDC-Motor auf einem unterschiedlichen Teil seiner Geschwindigkeit-Drehmoment-Kurve. Darum ist es notwendig, daß der Antriebsstromkreis eine Information über die Druckerbetriebsgeschwindigkeit erhält, so daß der Drucker die Betriebsspannung des PMDC-Motors ändern kann.
Ein weiterer Vorteil der Verwendung eines PMDC-Motors besteht darin, daß er die Belastung auf dem Schrittmotor vermindert. Somit kann ein kleinerer Schrittmotor zum Antrieb der restlichen Bauteile des Druckers eingesetzt werden.
Ein weiteres erfindungsgemäßes Merkmal besteht darin, daß der Drucker mit verschiedenen Breiten des Bandes verwendet werden kann und trotzdem eine relativ konstante Bandspannung beibehält. Bei Thermotransferdruckern ist es oft erwünscht, je nach Breite des Aufklebers, der gedruckt wird, verschieden breite Bänder zu verwenden, um eine Bandverschwendung zu vermeiden und darum die Kosten zu minimieren. Wenn beispielsweise ein 5 cm breiter Aufkleber in einen Thermodrucker eingeführt wird, wäre die Verwendung eines 15,24 cm breiten Bandes im Drucker nicht kostengünstig. Darum wird ein schmäleres Band eingesetzt.
Bei Verwendung eines schmäleren Bandes ist es zweckmäßig, das Drehmoment der Bandaufwickelspindel zu verringern, so daß die Bandspannung auf einem sicheren Niveau gehalten wird. Ist dies nicht der Fall, können Reißen und Dehnen des Bandes auftreten. Wenn der Anwender des Thermotransferdruckers beispielsweise das Spindeldrehmoment einstellt, um einen passenden Kraftbetrag auf ein 15,24 cm breites Band zu übertragen, und der Anwender ein 7,62 cm breites Band auf den Drucker geladen hat, dann würde die Zugdehnung des Bandes um einen Faktor 2 steigen. Somit würde das Band leicht reißen oder gedehnt werden.
Bei einer alternativen Ausführungsform der Erfindung kann der PMDC-Motor durch einen Pulsbreitenmodulations(PWM)- Regelkreis, wie in Fig. 35 gezeigt, angetrieben werden, um ein Pulsbreiten-moduliertes Signal zu erzeugen. Der PWM-Regelkreis wird kälter betrieben als ein linearer Standardregler, da er wirksamer ist, wenn eine induktive Last wie ein Motor angetrieben wird. Dieser PWM-Regelkreis ermöglicht es dem Anwender, für den PMDC-Motor ein gewünschtes Drehmoment zu wählen. Wenn der Stromkreis in Betrieb ist, wie im Folgenden ausführlicher beschrieben, bleiben die Geschwindigkeit/Drehmomenteigenschaften des PMDC-Motors relativ konstant, sogar mit großen Änderungen in der Netzspannung des Motors ("VHEAD").
Bei Thermotransferdruckern arbeitet die Elektronik mit Ausnahme des Thermodruckkopfes, der zum Aufheizen der Thermoelemente des Druckkopfes typischerweise zwischen 5-40 vdc arbeitet, typischerweise bei +5 vdc. Während des Herstellungsverfahrens des Thermodruckkopfes können Schwankungen im Elementwiderstand auftreten. Dies erfordert, daß der Drucker die an den Druckkopf angelegte Spannung ändert, um diese Widerstandsänderung zu kompensieren. Falls die Spannung zur Kompensation der Schwankungen im Elementwiderstand nicht geändert wird, leidet die Druckqualität.
Durch diesen PWM-Regelkreis vermag der PMDC-Motor ohne Rücksicht auf die Netzspannung eine relativ konstante mittlere Spannung, die an den PMDC-Ausgang angelegt ist, aufweisen. Dies erlaubt es, daß der PMDC-Motor seiner Geschwindigkeit-Drehkraft-Kurve gehorcht und die Schwankung in der Bandspannung, wie vorstehend beschrieben, verbessert.
Der PWM-Regelkreis kann in die PCB integriert sein und ist auch durch einen geeignete Verkabelung an den PMDC-Motor angeschlossen. Der PMDC-Motor treibt die Spindel auf dieselbe Weise wie vorstehend beschrieben an.
Der in Fig. 35 gezeigte Stromkreis besteht aus einem NE556- IC-Zeitgeber. Der NE556-IC-Zeitgeber besteht aus zwei NE555-Zeitgebern in einer einzigen Baugruppe. Einer der NE555-Zeitgeber ist als instabiler Multivibrator konfiguriert. Bei der bevorzugten Ausführungsform ist der instabile Multivibrator zur Ausgabe einer Rechteckwelle bei 5,9 KHz mit einem Tastverhältnis von ungefähr 81% ausgelegt. Die Ausgabe des instabilen Multivibrators wird in den anderen NE555-Zeitgeber eingespeist, der als monostabiler Multivibrator konfiguriert ist. Da auf dem instabilen Multivibrator ein negativer Übergang auftritt, wird der monostabile Multivibrator angeregt und emittiert einen Puls von einer Dauer, die durch die folgende Gleichung vorgegeben ist:
Pulsbreite = -(R) (C) (ln(1-3,333/VHEAD))
worin: VHEAD = Netzspannung des PMDC-Motors;
R = Zeitgeberwiderstand, monostabil;
C = Zeitgeberkondensator, monostabil; und
3,333 = Ausschaltschwellenwert für den monostabilen NE555-Multivibrator.
Widerstand und Kondensator, die die Zeitkonstante für den monostabilen Multivibrator bestimmen, sind an die PMDC- Motornetzspannung auf eine in Fig. 35 gezeigten Weise angeschlossen:
R = (RV3 + R31) in der vorhergehenden Gleichung und C = (C26) in der vorhergehenden Gleichung.
Der Ausgabepuls des monostabilen Multivibrators wird in das Gate eines MOSFET eingespeist, der den PMDC-Motor mit der bei VHEAD vorhandenen Spannung pulst. Falls ein +5 VDC- Signal auf die RIBEN(Bandspannungsaktivierungs)leitung aus dem Mikroprozessor aufgegeben wird, aktiviert dieses Signal bei der bevorzugten Ausführungsform den monostabilen Multivibrator, der seinerseits den PMDC-Motor zum Einschalten bringt. Gleichermaßen schaltet das Aufgeben eines Nullspannungssignals auf die RIBEN-Leitung den monostabilen Multivibrator aus, der seinerseits den PMDC-Motor zum Ausschalten bringt. Der Stromkreis pulst den PMDC-Motor mit einer Frequenz, die hoch genug, ungefähr 6 KHz, so daß die Druckqualität nicht beeinflußt wird. Falls dem PMDC-Motor langsame Pulsgeschwindigkeiten zugeführt werden, treten auf dem Medium alternierende dunkle und helle Banden auf. Dies beruht auf der Vibration des PMDC-Motors, die Medium und Band vibrieren läßt.
Bei der bevorzugten Ausführungsform nehmen die Elemente im Stromkreis die folgenden Werte an:
Selbstverständlich können je nach Anwendung andere Werte eingesetzt werden.
Dieser Stromkreis ermöglicht es, daß die Bandaufwickelspindel-Drehkraft relativ konstant bleibt, während sie unabhängig von der Netzspannung des PMDC-Motors ist. Bei Änderung der PMDC-Motor-Netzspannung VHEAD kompensiert der Stromkreis dies, um zu ermöglichen, daß die Geschwindigkeit/Drehkrafteigenschaften des PMDC-Motors relativ konstant bleiben. Ein zusätzlicher Vorteil besteht darin, daß der Stromkreis den PMDC-Motor pulst, um den Energieverbrauch des Antriebskreises zu begrenzen. Dies führt dazu, daß der Stromkreis sehr effektiv ist und daß durch die Elektronik wenig Wärme erzeugt wird.
Wie aus dem Vorhergehenden gesehen werden kann, nimmt bei Zunahme der PMDC-Motor-Netzspannung VHEA im Wert die Pulsbreite in der Breite ab und hält die mittlere, an den Ausgängen des PMDC-Motors anliegende Spannung relativ konstant. Ebenso nimmt bei abnehmendem Wert von VHEAD die Pulsbreite für den PMDC-Motor in der Länge zu und führt dazu, daß die mittlere Spannung konstant bleibt.
Da der PMDC-Motor in der Lage sein muß, in der Nähe einer Blockade zu arbeiten, um die Lebensdauer der Bürsten im PMDC-Motor zu erhöhen, muß die Spannung auf einem Niveau unterhalb ihrer eingestellten Betriebsspannung gehalten werden, um den Strom auf ein sicheres Niveau zu begrenzen. Mit anderen Worten wird der maximale Stromabzug zum PMDC-Motor begrenzt, indem seine Betriebsspannung gesenkt wird. Bei der Erfindung wird der PMDC-Motor mit einer Gleichstromspannung unterhalb seiner angegebenen Betriebsspannung betrieben, und somit kann der PMDC-Motor nicht anlaufen, um sich zu drehen. Darum ist es zweckmäßig, den PMDC-Motor mit schmalen Pulsen einer Amplitude zu pulsen, die der Betriebsspannung des PMDC-Motors entspricht, um die Anlaufcharakteristika des PMDC-Motors zu verbessern.
Die mittlere, zum PMDC-Motor gepulste Spannung muß einer äquivalenten Gleichstromspannung entsprechen, die den PMDC-Stromabzug bei den Motorgeschwindigkeiten, bei denen bei der Erfindung gearbeitet wird, auf ein sicheres Betriebsniveau begrenzen würde. Der hier beschriebene PWM-Regelkreis pulst einen PMDC-Motor mit einer durch die bei VHEAD vorliegende Spannung bestimmten Peakamplitude. Falls VHEAD entweder zunimmt oder abnimmt, kompensiert der Stromkreis dies und vergrößert oder verkleinert die Pulsbreite der Spannung, die am PMDC-Motor anliegt. Die Pulsbreite ändert sich, um eine relativ konstante mittlere Spannung an den PMDC-Motorausgängen zu halten.
Der Stromkreis ermöglicht es auch, daß die Bandspannung durch ein Potentiometer RV3 eingestellt wird, um das Bandaufwickelspindel-Drehmoment zu steuern, und schließlich die Bandspannung um die Schwankungen in der Bandbelastung aufgrund der Änderung der Bandbreiten zu kompensieren. Durch Verwendung des Potentiometers kann die Bandspannung leicht erniedrigt werden, um eine Beschädigung des Bandes zu vermeiden. Dies bedeutet gegenüber den mechanischen Kupplungen nach dem Stand der Technik, die sehr schwer einzustellen sind, eine Verbesserung.
Wenn das Potentiometer eingestellt wird, werden die Tastverhältnisse der Pulse, die den PMDC-Motor steuern, entweder vergrößert oder verkleinert, um die Eigenschaften von Geschwindigkeit vs. Drehmoment des PMDC-Motors zu ändern. Der Stromkreis stellt weiterhin das Tastverhältnis gemäß der Motornetzspannung ein, ohne den Stand der Potentiometereinstellung zu berücksichtigen. Falls sich beispielsweise die Motornetzspannung ändert, variiert der Stromkreis automatisch das Tastverhältnis, so daß die mittlere, an den PMDC-Motorausgang angelegte Spannung relativ konstant bleibt.
Die Bandspannung könnte auch durch Software-Steuerung eingestellt werden, um das Bandaufwickelspindel-Drehmoment zu steuern, und um schließlich die Bandspannung um Schwankungen in der Bandbelastung aufgrund der Änderung der Bandbreiten zu kompensieren. Die Software und/oder Hardware könnte modifiziert werden, um die Widerstandswerte für R31 zu ändern, um die RC-Zeitkonstante auf dem monostabilen Multivibrator zu ändern. Dies führt zu einer Änderung in der Pulsbreite für dem Motor. Unter Verwendung der Software-Steuerung kann die Bandspannung leicht geändert werden, um die optimale Bandspannung zu erhalten. Dies bedeutet eine weitere Verbesserung gegenüber den mechanischen Kupplungen nach dem Stand der Technik.
Der erfindungsgemäße Drucker könnte auch modifiziert werden, um mit einer veränderten Druckgeschwindigkeit eingesetzt zu werden, falls die effektive Spannung am PMDC-Motor demgemäß variiert. Falls beispielsweise die Motorspannung gesteigert wird, wenn der Drucker die Druckgeschwindigkeiten von 5,08 cm pro Sek. auf 15,24 cm pro Sek. ändert, existiert aufgrund einer Steigerung in der Druckergeschwindigkeit eine geringere Schwankung in der Bandspannung. Dies könnte dadurch erreicht werden, indem ein Mikroprozessorschalter mit unterschiedlichen Widerstandswerten für R31 vorhanden wäre. Dies würde die Pulsbreitenspannung an den Motorausgängen vergrößern oder verkleinern.
Ein weiteres erfindungsgemäßes Merkmal besteht darin, daß die Lebensdauer des PMDC-Motors erhöht wird. Die drei Hauptfaktoren, die die Lebensdauer eines PMDC-Motors steuern, sind: Bürstenverschleiß, Ankerlebensdauer und Lagerverschleiß. Sowohl Bürstenverschleiß als auch Lagerlebensdauer sind abhängig von der Anzahl der Drehungen, die der PMDC-Motor durchführt. Falls die Anzahl der Drehungen, die der PMDC-Motor durchzuführen hat, auf irgendeine Weise abnimmt, könnte die PMDC-Motor-Lebensdauer erhöht werden.
Falls der PMDC-Motor gezwungen ist, bei niedrigerer Geschwindigkeit zu laufen, d. h. in der Nähe einer Blockade, nimmt die EM-Gegenkraft, die von dem PMDC-Motor erzeugt wird, ab und verursacht eine Zunahme im Stromfluß zum PMDC-Motor. Ist der Stromfluß zu groß, kann eine Beschädigung der Ankerwicklungen auftreten. Falls der Strom, der durch den PMDC-Motor fließt, durch Anlegen einer niedrigeren als der normalen Betriebsspannung an den PMDC-Motor begrenzt wurde, wird die Ankerwicklungslebensdauer erhöht, da kein übermäßiger Strom durch den PMDC-Motor fließt.
Bei der bevorzugten Ausführungsform, wie hier beschrieben, wird eine niedrige Getriebeuntersetzung eingesetzt. Dies erlaubt ein langsameres Arbeiten des Motors, als wenn eine sehr hohe Untersetzung eingesetzt wird. Da zudem die Bandaufwickelspindel einen großen Durchmesser aufweist, ist die Winkelgeschwindigkeit, bei der sich der Bandaufwickelmotor drehen müßte, viel kleiner. Somit muß sich der PMDC-Motor nicht so schnell drehen, als wenn eine Bandaufwickelspindel mit kleinem Durchmesser eingesetzt wird. Darum wird die Lebensdauer des PMDC-Motors erhöht.
Der PMDC-Motor besitzt zudem die Fähigkeit, durch die Software-Steuerung abgeschaltet zu werden, und somit befindet sich der PMDC-Motor nicht in einem blockiertem Zustand. Falls der PMDC-Motor sich für irgendeine Zeitdauer in einem blockiertem Zustand befindet, beispielsweise wenn der Drucker eingeschaltet ist ohne zu Drucken, neigt die Ankerwicklung zum Heißwerden, was ihre Nutzungslebensdauer verringert, obwohl der Strom, der durch die Ankerwicklung fließt, durch die Betriebsspannung auf einen sicheren Wert beschränkt wurde.
Ein weiteres erfindungsgemäßes Merkmal besteht darin, daß der in dieser Patentschrift beschriebene Bedarfsdrucker in der Lage ist, im Thermotransfermodus zu drucken, was Band erfordert. Dieser Bedarfsdrucker ist auch in der Lage, im direkten Thermomodus zu drucken, was kein Band erfordert. In der bisherigen Technik, bei der die Bandaufwickelspindeln durch mechanische Kupplungen angetrieben wurden, existierte keine einfache Möglichkeit zum Inaktivieren der Bandaufwickelspindel und Stoppen der Drehung, wenn die Bandaufwickelspindel nicht bei einer direkten Thermoanwendung eingesetzt wurde.
Wenn der PMDC-Motor zum Antreiben der Bandaufwickelspindel verwendet wird, kann er bei direkten Thermoanwendungen leicht abgeschaltet werden, indem die in dieser Erfindung beschriebene "RIBEN"-Leitung eingesetzt wird.
Es ist erwünscht, daß die Bandaufwickelspindel inaktiviert wird, wenn sie nicht verwendet wird, da sie Energie verbraucht und dazu führt, daß das Bandaufwickelteil unnötig verschleißt.
Ein weiteres erfindungsgemäßes Merkmal besteht darin, daß der Drucker in der Lage ist, den Fluß des Mediums und die Druckrichtung das Band, wie sie hier beschrieben ist, umzukehren. Dieses Merkmal wird Rücklauf genannt.
Findet ein Rücklaufvorgang statt, so ist es wesentlich, daß die zum Ziehen des Bandes in die entgegengesetzte Richtung erforderliche Kraft nicht zu groß ist. Falls die erforderliche Kraft zu groß ist, kann das Band nicht von der Bandaufwickelspindel abgewickelt werden, da die Bauteile des Druckers, die den Rücklaufprozess steuern, nicht die Fähigkeit besitzen können, den erforderlichen Betrag an Bandkraft in Rücklaufrichtung zum Abwickeln des Bandes zu übertragen. Dies erfolgt auf zwei Wegen.
Erstens wird die Getriebeuntersetzung vom Bandspannungsmotor zur Zulaufspindel minimiert. Dies erfolgt zur Begrenzung des vom PMDC-Motor zur Bandaufwickelspindel reflektierten Trägheitsmomentes. Das reflektierte Trägheitsmoment ist durch die folgende Gleichung vorgegeben:
reflektiertes Trägheitsmoment = Motorträgheitsmoment · Getriebeuntersetzung²
Das reflektierte Trägheitsmoment nimmt um das Quadrat der Getriebeuntersetzung zu. Somit ist es wesentlich, daß die Getriebeuntersetzung minimal gehalten wird, um eine Vergrößerung im Bandaufwickelspindel-Trägheitsmoment zu vermeiden. Falls das zur Bandaufwickelspindel reflektierte Trägheitsmoment zu hoch ist, wird die Anfangskraft zum Abwickeln des Bandes von der Bandaufwickelspindel zu groß.
Zweitens kann der PMDC-Motor durch den PWM-Regelkreis angetrieben werden, der die Fähigkeit besitzt, den PMDC-Motor von einem Steuersignal abzusperren, wie vorstehend beschrieben. Dies verhindert, daß der PMDC-Motor ein Drehmoment auf die Bandaufwickelspindel überträgt. Der PMDC-Motor muß gesperrt werden, um das Zurücklaufen des Bandes mit derselben Geschwindigkeit wie das Rücklaufen des Mediums zu ermöglichen. Falls der PMDC-Motor nicht gesperrt wird, läuft das Band nicht zurück und verursacht ein Schmieren des Bandes auf dem Medium. Somit wird, da der PMDC-Motor gesperrt werden kann, der Betrag an Kraft, der zum Zurücklaufen des Bandes benötigt wird, minimiert.

ENG-DEU

Bei einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung ist ein Mediumsensor 100 zur Überwachung und Einstellung der Lage des Mediums im Bedarfsdrucker vorgesehen, wodurch exakte Druckvorgänge gewährleistet sind. In Fig. 17 ist der Mediumsensor 100 in funktionsfähiger Verbindung mit einer Mediumführung 102 gezeigt, die die Bahn des Mediums hinter den Mediumsensor 100 führt und es dadurch ermöglicht, daß der Sensor 100 seine beabsichtigte Funktion durchführt. In Fig. 18 sind Mediumsensor 100 und Mediumführung 102 in zerlegter Form sowie die restlichen Bauteilen des Druckers 60 in Explosionsform gezeigt. Eine genaue Prüfung von Fig. 18 zeigt, daß der Mediumsensor 100 ein Gehäuse 484 mit einem Deckel 484 und einer Basis 486 zum Einschließen einer Mediumsensor-Leiterplatte 468 umfaßt. Deckel 484, Basis 486 und Leiterplatte 488 besitzen alle einen entsprechenden Schlitz 490, der darin gebildet ist und es ermöglicht, daß das Medium den Mediumsensor 100 passiert.
Als Hintergrundinformation sollte erwähnt werden, daß der Bedarfsdrucker zum Drucken einzelner, druckempfindlicher Aufkleber 506 und Fahrscheine oder Etiketten 508, wie in Fig. 19 gezeigt, ausgelegt sein muß. Das druckempfindliche Aufklebermedium 510 liegt üblicherweise in Form einer Endlosbahn mit Papierrückseite 512 vor, die aus Wachs- oder Silicon-imprägniertem Papier mit einem Dickenbereich zwischen 0,05 mm und 0,20 mm besteht, und mit mehreren Aufklebern 506 aus Papier, Polyester, synthetischem Papier oder ähnlichem Material von ähnlicher Dicke, die abziehbar mit einem Kautschuk- oder Acrylkleber befestigt sind. Die aufeinanderfolgenden Aufkleber 506 sind durch einen Aufkleber- Zwischenspalt 514, der typischerweise 0,125" breit ist, getrennt. Die Bahn kann von einer Rolle oder alternativ von einer Zickzackfaltung zugeführt werden. Die Fahrscheine oder Etiketten 508 können auf ähnliche Weise in einer Endlosbahn 516 angeboten werden, wobei die einzelnen Fahrscheine oder Etiketten 508 durch ein aufgedrucktes sichtbares Zeichen oder durch die ausgestanzten Löcher 518 oder Kerben 520 definiert sind. Das Fahrschein- oder Etiketten 516-Medium liegt im Dickebereich üblicherweise zwischen 0,18 mm und 0,46 mm.
Zur Ausrichtung eines gedruckten Bildes mit einer Vorderkante eines jeden Aufklebers 506, Fahrscheins oder Etiketts 508 wird im allgemeinen ein Mediumsensor 100 eingesetzt. Wie vorstehend ausgeführt, umfaßt der optische Mediumsensor 100 im allgemeinen eine Beleuchtungsquelle wie eine LED 492 und einen Photodetektor wie einen Phototransistor oder eine Photodiode 494. Beleuchtungsquelle 492 und Photodetektor 494 funktionieren typischerweise, jedoch ohne Einschränkung, bei 940 nm, einer Infrarot-Wellenlänge.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Leiterplatte 488 eine Beleuchtungsquelle in Form einer oder mehrerer lichtemittierender Dioden (LEDs) 492 wie einer LED IR 950 NN, die in (Fig. 20) gezeigt ist und unterhalb des Schlitzes 490 liegt. Außerdem umfaßt die Platte 488 vorzugsweise eine Photodetektoreinrichtung, die oberhalb des Schlitzes 490 liegt, mit einem Phototransistor oder einer Photodiode 494 (Fig. 20), die einstellbar über eine Stütze 496 und ein Drahtband 498 mit der Platte 488 gekoppelt ist. Die Diodenstütze ist sodann mit einem Einstellarm 500 verbunden, der durch eine Öffnung 502 in der Basis 486 zugänglich ist und auf einer Spur 504 entlangläuft, die unten an der Öffnung 502 vorgesehen ist, wodurch sich die Diodenstütze 496 je nach Typ des verwendeten Mediums wieder in Position bringen läßt. Bei ordnungsgemäßem Zusammenbau mit den restlichen Bauteilen des Druckers 60 wird die Mediumsensorplatte 488 durch eine geeignete Öffnung in der zentralen Trägerwand an den Hauptsteuerkreis 108 angeschlossen.
In Betrieb scheint die Beleuchtungsquelle 492 durch die Bahn des Aufklebermediums 510, so daß sie auf die Änderung in der relativen Opazität der Papierrückseite 512 und der einzelnen Aufkleber 506 am Aufkleber-Zwischenspalt 514 und auf das Loch 518 oder die Kerbe 520, die die Fahrscheine oder Etiketten 508 trennt, reagiert. Bei einer alternativen Ausführungsform (nicht gezeigt) reflektiert die Beleuchtungsquelle 492 Licht von einer Seite der Mediumbahn 87, und der Photodetektor 494 ist auf derselben Seite des Mediums angeordnet, um auf ein gedrucktes sichtbares Zeichen auf dem Medium zu reagieren. Beim Durchlesen der nachstehenden Beschreibung werden Art und Verfahren der Herstellung und Verwendung dieser alternativen Ausführungsform einem jeden Fachmann klar, wobei beabsichtigt isr, daß beide Ausführungsformen in den Geltungsbereich der angefügten Ansprüche fallen.
Der Photodetektor 494 wandelt das empfangene Licht in eine variable Spannung um. Das Vorliegen des Spaltes 514, Loches 518 oder der Kerbe 520 erzeugt eine Signalspannung, die sich distinkt von derjenigen des Restes der Mediumbahn 87 unterscheidet. Bekannte Verfahren der Verarbeitung dieser Signalspannung umfassen den Vergleich mit einer Gleichstromspannung und eine Analog-zu-Digital-(A/D)- Umwandlung.
Die Verarbeitung durch Vergleich mit einer Gleichstromspannung ist einfacher, kostengünstiger und erfordert keine Softwareverarbeitung. Die Signalspannung wird an einen Eingang eines Analogvergleichers angelegt. An den verbleibenden Vergleichereingang wird eine feststehende Schwellenspannung mit einem Wert zwischen der Spannung von Spalt 514 und Aufklebermedium 518 angelegt. Der Ausgabezustand des Vergleichers ist ein Zeichen für die Lage des Aufklebers 506, wobei das Auftreten eines Übergangs als das Passieren einer Aufkleber 506-Kante interpretiert wird. Die Vergleichsmethode ist allerdings anfällig gegenüber Interferenz, DC-Offset Fehlern, Temperatureinflüssen und Teilealterung. Sie erfordert zudem eine manuelle Einstellung im Falle von Änderungen in der Opazität oder Reflexionsfähigkeit der Bahnmaterialien, die zwischen den Herstellern und Produktionsorten wesentlich schwanken. Dies führt dazu, daß der Mediumsensor 100 potentiell nicht in der Lage ist, den Aufkleber-Zwischenspalt 514 zu lokalisieren, wenn Beleuchtungsniveau und Sensorschwelle nicht einstellbar sind, um sich solchen Schwankungen anzupassen. Bisher wurden dies erreicht mit Rheostat-Einstellserien des Stromes durch die LEDs 492 oder mit einer Potentiometer-Einstellung der Vergleicher-Schwellenspannung.
Die angepaßte Software kann eine Verarbeitung durch A/D-Umwandlung vornehmen, die weniger anfällig ist gegenüber Gleichstrom-Offset Fehlern, Temperatureinflüssen und Teilealterungen. Die Photodetektorspannung wird durch einen A/D-Konverter zur Interpretation durch eine zentrale Prozessoreinheit (CPU) in einen numerischen Wert umgewandelt. Die Verarbeitung entspricht dem vorstehend diskutierten Vergleichsvorgang, mit der weiteren Stufe der kontinuierlichen Überwachung der Spannung von Spalt 514 und Aufklebermedium 510 und des Berechnens des optimalen Schwellenwertes. Dieses adaptive Verhalten kann mehrere Irrtümer, die beim Mediumabtasten üblich sind, vermindern, jedoch können Einschränkungen im dynamischen Bereich der verfügbaren Phototransistoren 494 für einige Mediummaterialen immer noch eine manuelle Einstellung des LED-Stromes nötig machen.
Bei der Erfindung wird die Beleuchtungsquelle 492 durch die Mediumsensor-Steuerungsleiterplatte 488 automatisch eingestellt, wobei eine Pulsbreitenmodulation angewandt wird, so daß Schwankungen in der Bahnopazität und Reflexionsfähigkeit kompensiert werden. Die Spannungsreaktion auf die übertragene oder reflektierte Beleuchtung ist unabhängig vom Umgebungslicht und von Veränderungen in der Strahlungsleistung der Beleuchtungsquelle 492 und im Photodetektor 494-Betriebspunkt aufgrund von Temperaturänderung oder Bauteilalterung. Demgemäß wird eine Genauigkeit vergleichbar der A/D-Umwandlung bei Kosten, die einem einfachen Vergleich näherliegen, erreicht. Insbesondere wird die Beleuchtungsquelle 492 moduliert, so daß eine Referenzlichtintensität und eine Peaklichtintensität bereitgestellt werden. Ein stabilisierter Zerhackerstromkreis wird mit der Photodetektor 494-Ausgabe zur Kompensation des Verschiebeirrtums und Interferenzimmunität eingesetzt. Unter Bezugnahme auf Fig. 20 umfaßt ein Mikroprozessor 522 einen Zeitgeberausgang, der in der Lage ist, einen Taktgeber 524 mit einer Frequenz und einem Tastverhältnis zu erzeugen, die durch die Software bestimmt werden. Während der AUS-ZEIT des Taktgebers 524 wird ein Minimalstrom durch eine Anordnung von LEDs 492 fließen gelassen. Während der EIN-ZEIT des Taktgebers steuert ein von einem Resistor 526 und einem Kondensator 528 gebildetes Ladungsnetzwerk den Strom in den LEDs 492, so daß ihr Lichteingang während der EIN-ZEIT konstant zunimmt. Der LED 492-Strom und der Lichtausgang kehren am EIN-zu-AUS-Übergang des Taktgebers 524 zum Minimalniveau zurück.
Der Phototransistor 494 wandelt das gesamte empfangene Licht einschließlich von jeglichem Umgebungslicht und von Licht aus den LEDs 492, das die Bahn passiert, in ein elektrisches Signal um. Ein erstes analoges Abtastgatter 530 (wie ein Opto Tran 870 nn) wird auf EIN geschaltet, um das elektrische Signal während der AUS-ZEIT des Taktgebers 524 auf eine feststehende Spannung aufzugeben. Dies hat die Wirkung, daß jede Verschiebung des Gleichstrom-Offsets der Phototransistorschaltkreise und die Verschiebung aufgrund von Umgebungslicht rückgängig gemacht werden. Das aufgegebene Signal wird verstärkt durch den ersten 532 und zweiten 534 Operationsverstärker (wie einen TLC274) und dann erneut von einem zweiten analogen Abtastgatter 536 (wie einem Opto Tran 870 nn) aufgegeben, um jeglichen Gleichstrom-Offset Fehler, der von den Verstärkern eingeführt wird, auszuschalten. Die aufgegebene und verstärkte Wellenform wird anschließend an einen Eingang eines Analogvergleichers 538 (wie eines TLC393) angelegt. Dann wird eine feststehende DC-Schwellenspannung an den anderen Eingang des Vergleichers 538 angelegt. Der Vergleicher-Ausgabezustand ist eine logische EINS, wenn das gesamte aufgenommene Licht die Referenz, die während der AUS-ZEIT erstellt wurde, um einen zur Gleichstromschwellenspannung proportionalen Betrag übersteigt.
Eine Flip-Flop-Schaltung 540 klinkt den Ausgabezustand des Vergleichers 538 am EIN-zu-AUS-Übergang der Zeitgeber ein. Der eingeklinkte Zustand der Flip-Flop-Schaltung 540 wird dann der zentralen Prozessoreinheit 522 als Anzeichen dafür zurückgeführt, ob ein Spalt 514, Loch 518 oder eine Kerbe 520 vorhanden ist. Das von den LEDs 492 emittierte Licht-Peakniveau nimmt 2u, wenn die EIN-ZEIT der Taktgeber zunimmt. Die Photodetektor 492-Peakspannungsauslenkung von der AUS-ZEIT-Referenz ist ebenfalls größer, wenn der Lichtweg nur die Rückseite 512 allein passiert, als wenn der Lichtweg die Rückseite 512 und einen Aufkleber 506 passiert. Wenn das Aufklebermedium 510 geändert wird, wird ein Test durchgeführt, bei dem die Aufkleber 506 durch den Mediumsensor 100 geschickt werden, um die Signalspannung zu bewerten. Die EIN-ZEIT des Taktgebers wird anschließend durch die Software so ausgewählt, daß der Vergleichsschwellenwert zu gleichen Teilen in den Spalt 514 und das Aufklebermedium 510 fällt. Wenn Fahrschein- oder Etikettenmedium 516 verwendet wird, muß der Mediumsensor 100 mit der Kerbe 520 oder dem Loch 518 so ausgerichtet sein, daß eine LED 492 das Licht direkt auf den Photodetektor 494 übertragen kann. Dies wird erreicht, indem der Sensoreinstellarm 502 verstellt wird, bis die direkte Übertragung hergestellt ist. Der Kalibriervorgang läuft dann auf die gleiche Weise, wie mit Aufklebermedium 516 beschrieben, ab.
Unter Bezugnahme auf Fig. 21 ist ein Führungspflock 430 abgenommen von einem zur Mitwirkung gebildeten Führungsring 432 gezeigt. Ein Eingreifende 434 des Führungspflocks 430 ist mit den Paßnasen 436 zum Eingreifen in ein zur Mitwirkung gebildetes Pflock-Paßloch 438 gebildet. Das Eingreifende 434 des Führungspflocks 430 wird in das Paßloch 438 eingeführt und gedreht (wie durch den Pfeil 440 angedeutet), damit die Nasen 436 hinter einem Pflockflansch 442 im Inneren des Pflock-Paßloches 438 eingreifen.
Der Führungspflock 430 ist mit dem Eingreifende 434 aus einem Stück als einheitlicher Körper aus Kunststoffmaterial geformt. Auf einer Seite des Führungspflocks 430 ist eine konvexe Fläche 444 mit einer glatten Oberfläche gebildet, um die Bewegung von Medium 87 oder Farbband 96 darauf zu erleichtern. Ein Ende 446 des Führungspflock-Eingreifendes 434 ist mit einer teilweise kugeligen Oberfläche gebildet. Ein Verstärkungspfeiler 448 ist auf einer Längsseite gegenüber der konvexen Fläche gebildet, um Stütze und Festigkeit gegen Biegen bereitzustellen, wenn Medium 87 oder Band 96 sich über die konvexe Fläche 444 bewegen.
Im gesamten Drucker 30 wird eine Anzahl von Führungspflöcken 430 eingesetzt, um den Mediumstrom und das Band während eines Druckvorgangs zu führen und zu lenken. Die Pflöcke 430 sind schnell einführbar und zur leichten Herstellung sowie leichten Rekonfiguration des Druckers für verschiedene Typen von Medium oder Band entnehmbar.
In Fig. 22 ist eine Mediumaufwickel- oder Aufspulspindel 450 gezeigt. Die Spindel 450 umfaßt eine Welle 452, die sich durch einen Spindelkörper 454 und die zentrale Trägerwand 74 erstreckt. Auf der gegenüberliegenden Seite der Wand 74, wie in Fig. 22 gezeigt, ist ein Aufspulgetriebe an der Welle 452 befestigt und funktionsfähig mit dem Treibriemen, der durch den Schrittmotor 114 angetrieben wird, verbunden. In dieser Hinsicht wird die Aufspulspindel 450 mit derselben Geschwindigkeit wie die Druckwalze 88 angetrieben, da sie durch dieselbe Quelle oder denselben Schrittmotor 114 angetrieben werden. Obgleich die weiteren Figuren, die hier eingeschlossen sind, nicht speziell das Aufspulgetriebe zeigen oder auch die Welle 452 von der anderen Seite der Wand 74, kann deutlich gesehen werden, daß ein Vorsprung 458 an der Wand 74 vorgesehen wurde, um die Welle 452 aufzunehmen. Zudem kann auch gesehen werden, daß durch die Rippen in der Wand 74 Aufnahmevorrichtungen geschaffen wurden, so daß ein geeignet bemessener Antriebsriemen sich entlang der Wand 74 zum Antrieb der Welle 52 ausdehnen kann.
In Betrieb wird ein Teil des Mediums über die Spindel gewickelt, so daß der Mittelteil mit sich selbst überlappt, um das Medium auf dem Spindelkörper 454 festzuhalten. Ein Drahtform-Abstandshalter 460 erstreckt sich über die Oberfläche des Spindelkörpers 454, um einen Spalt zwischen Spindelkörperoberfläche 462 und darauf aufgewickeltem Medium vorzusehen. Wenn das verbrauchte Medium von der Aufspulspindel entfernt werden soll, wird ein Halteende 464 aus einem Halteloch 466 gelöst und axial unter dem aufgewickelten verbrauchten Mediums herausgeschoben. Die Entfernung der Drahtform 460 erlaubt, daß das verbrauchte Medium leicht von der Spindel 450 entfernt wird.
Unterhalb der Spindel 450 ist ein Spindel-Vollzustandsschalter 468 angebracht, um anzuzeigen, wenn die Spindel geleert werden muß, um ein potentielles Zusammenkleben aufgrund von zu viel gebrauchtem Medium, das um die Spindel 450 gewickelt ist, zu verhindern. Der Spindel-Vollzustandsschalter 468 umfaßt einen Sensorarm 470, der mit einem Mikroschalter, der an die Kontrollkreiseinrichtung 108 angeschlossen ist, gekoppelt ist. Obgleich der Mikroschalter hier nicht speziell gezeigt ist, kann ein Mikroschalter von bekanntem Aufbau und mechanischem Betrieb, der mit einem mechanischen Hebel koppelbar ist, für diesen Zweck verwendet werden. Beim Aufspulen des verbrauchten Mediums auf den Spindelkörper 454 nimmt der Durchmesser der Rolle mit verbrauchtem Medium bis zu einem Punkt zu, daß sie am Sensorarm 470 anschlägt, wodurch der Arm verschoben und der Mikroschalter ausgelöst wird, der einen Vollzustand wahrnimmt. Auf dem Drucker 60 ist ein geeigneter Anzeiger vorgesehen, um einem Anwender anzuzeigen, daß die Aufwickelspule 450 vor dem weiteren Betrieb entleert werden muß. Zudem kann das Signal, das vom Mikroschalter, der durch den Sensorarm 470 ausgelöst wird, erzeugt wird, auch durch die Steuerkreiseinrichtung 108 verarbeitet werden, um einen weiteren Betrieb des Druckers 60 zu verhindern, bis die Aufwickelspindel 450 geleert worden ist.

VEREINFACHTE DRUCKKOPFKONTROLLE UNTER VERWENDUNG EINER DOPPELTEN DATENLADUNG

Unter Bezugnahme auf die Fig. 50 und 51 werden nun gemäß einem weiteren erfindungsgemäßen Merkmal ein Verfahren und ein Gerät bereitgestellt zur Anwendung des Ladens von doppelten Daten in einen Thermodruckkopf, so daß eine verbesserte Steuerung des Aufheizens des Thermodruckkopfes bereitgestellt wird. Gemäß diesem erfindungsgemäßen Merkmal der Erfindung werden Daten jeweils zweimal für jede Druckreihe oder Druckzeile in den seriellen Eingang des Druckkopfes geladen; d. h. zweimal für jede auf das Medium zu druckende Informationszeile oder Anmerkung. Dies führt für jede gedruckte Zeile zu zwei Heizelement-Aufheizzyklen. Die Heizelemente werden selektiv aufgeladen, wobei einige Elemente während beider Zyklen und einige für nur einen der Zyklen aufgeheizt werden.
Gemäß diesem erfindungsgemäßen Merkmal werden die Daten von der letzten gedruckten Zeile zur Bestimmung dazu verwendet, ob ein Heizelement während des ersten von diesen beiden Zyklen aufgeheizt werden soll. Wichtig ist, daß das existierende serielle Datenschieberegister des Druckkopfes die Daten, die der letzten Informationszeile oder der letzten Anmerkungszeile, die gedruckt worden ist, entsprechen, hält, wodurch das Erfordernis eines jeden externen Speichers zum Aufnehmen dieses erfindungsgemäßen Merkmals beseitigt worden ist, so daß dieses Merkmal mit minimalen Kosten bereitgestellt werden kann.
Allgemein ausgedrückt umfaßt der Druckkopf, der üblicherweise beim Thermodrucken verwendet wird, eine Zeile von Widerstandsheizelementen, die die Breite des beabsichtigten Druckmediums umspannen. Ein einziger Druckkopf kann hunderte dieser Heizelemente mit linearen Dichten bis zu 12 Heizungen pro mm umfassen. Der digitale Stromkreis, der oft am Druckkopfsubstrat befestigt ist, erlaubt die selektive Aktivierung oder Aufheizung der einzelnen Widerstandsheizelemente.
Werden diese Elemente auf eine zuvor festgelegte Temperatur aufgeheizt, so erzeugen sie ein Bild in Form eines Punktes auf dem Medium, entweder direkt im Falle eines wärmeempfindlichen Mediums oder durch ein wärmeempfindliches Band im Falle des Thermotransferdruckens. Wen der Druckervorschubmechanismus oder die Mediumspendeeinrichtung das Medium relativ zum Druckkopf bewegt, wird die Reihe der Heizungen wiederholt mit Daten geladen und aktiviert, um ein gedrucktes Bild zu erzeugen, indem das Bild immer wieder aus einer Zeile von Punkten auf einmal gebildet wird. Somit können für ein einziges alphanumerisches Zeichen beispielsweise bis zu 12 Zeilen von Information pro mm Zeichenhöhe unter Bildung des fertigen Zeichens oder einer anderen Information gedruckt werden.
Die Bild- oder Anmerkungsinformation für eine gegebene Zeile umfaßt binäre Daten, üblicherweise in Form einer logischen 1, was die Aufheizung des Heizelementes anzeigt, und einer logischen 0, was anzeigt, daß das Heizelement noch nicht aufgeheizt worden ist. Diese Daten werden in ein Schieberegister geladen, das Teil des Thermodruckkopfes bildet. Wird zunächst auf Fig. 50 Bezug genommen, so ist ein vereinfachtes Schema eines typischen Thermodruckkopfes gezeigt und im allgemeinen mit der Referenzziffer 610 bezeichnet. Der Thermodruckkopf 610 umfaßt eine Vielzahl von Widerstandsheizelementen 612, die wie oben beschrieben, die Breite des beabsichtigten Druckmediums umspannen. Die Heizelemente können über eine logische Schaltung aufgeheizt werden, die in Fig. 50 erläutert ist, wie eine Reihe von entsprechenden UND-Gattern 614. Das UND-Gatter 614 weisen einen Eingang auf, der angeschlossen ist, um ein Sensorsignal an einem Eingangsende 614 zu aufzunehmen, und besitzen einen zweiten Eingang, der angeschlossen ist, um Daten aus einem Schieberegister 618 zu empfangen. Dieses Schieberegister bildet Teil des Druckkopfes und ist oft in den Druckkopfstromkreis integriert und/oder auf dem Druckkopfsubstrat befestigt. Wie in Fig. 50 erläutert, ist zwischen jedem UND-Gatter 614 und seinem entsprechenden Heizelement 612 ein zusätzlicher invertierender Puffer 620 vorgesehen.
In Betrieb wird ein gegebenes Heizelement 612 aufgeladen, falls bei der entsprechenden Datenposition des Schieberegisters gleichzeitig mit Ankunft eines Taktpulssignals am Eingang 616 eine logische 1 vorhanden ist. Somit steuern die Daten im Schieberegister tatsächlich das Aufheizen der Heizelemente 612. Die an diese Heizungen 612 angelegte Energie wird durch die Länge des Taktpulssignals und durch die an eine gemeinsame positive Spannungseingangsklemme 622 angelegten Spannung gesteuert. Es ist anzumerken, daß jedes der aufgeheizten Heizelemente denselben Energiebetrag empfängt, da alle mit derselben positiven Spannungsquelle verbunden sind und alle dasselbe Taktpulssignal empfangen, wenn es durch die Daten im Verschiebungsregister freigesetzt wird. In einigen Fällen ist es allerdings wünschenswert, daß einige der Heizelemente 612 mehr Energie aufnehmen als andere. Falls beispielsweise ein bestimmtes Heizelement in der vorherigen Druckzeile aufgeheizt worden ist, behält es etwas von der Energie bei und benötigt darum weniger Energie, um in der unmittelbar darauffolgenden Druckzeile einen gut gedruckten Punkt oder ein gut gedrucktes Bild zu erzeugen. Andererseits ist ein Heizelement, das bisher noch nicht aufgeheizt worden ist, tatsächlich "kalt" und benötigt etwas mehr Energie, um denselben Punkt oder dasselbe Bild zu erzeugen. Mit zunehmenden Druckgeschwindigkeiten ist weniger Zeit zwischen den Druckzeilen vorhanden, und die unterschiedlichen Energieanforderungen der Heizelemente, je nach ihrer Vergangenheit, werden größer. Außerdem kann ein Überhitzen eines Elementes nicht nur die Qualität des Bildes herabsetzen, sondern auch zu einer Zerstörung des Heizelementes führen. Somit ist eine individuelle Steuerung des Energiebetrages, der an jedes der Heizelemente 612 angelegt wird, erwünscht, ist jedoch recht schwierig aufgrund des Aufbaus des thermischen Druckkopfes, wie es in Fig. 50 derart gezeigt ist, daß alle Elemente dieselbe Spannung und dasselbe Taktpulssignal empfangen.
Eine Steuermöglichkeit nach dem Stand der Technik umfaßt mehrere Taktpulszyklen pro Druckzeile. D. h. ein "heißes" Element (eines, das bereits aufgeheizt worden ist) kann für nur einen einzigen Taktpulszyklus aktiviert werden, während ein "kaltes" Heizelement (eines, das bisher noch nicht aufgeheizt worden ist) während mehrerer Taktpulszyklen aufgeheizt werden kann. Eine solche Anordnung erfordert einen zusätzlichen digitalen Speicher zur Speicherung der Daten der bisherigen Druckzeilen sowie der Daten für jeden der mehreren Taktpulszyklen. Die gespeicherten Daten werden verwendet, um zu bestimmen, wie lang es her ist, seit ein gegebenes Heizelement aufgeheizt worden ist, und aus dieser Information, um zu bestimmen, für wie viele Taktpulszyklen das Heizelement aufgeheizt werden sollte, um ein optimales Erhitzen zu erzielen. Die Komplexität und Kosten eines solchen zusätzlichen digitalen Speicherkreises und eines Entscheidungsfindungsschaltkreises können allerdings beträchtlich sein.
In Übereinstimmung mit einem erfindungsgemäßes Merkmal und unter Bezugnahme nun auch auf die Fig. 51 ist ein System, bei dem doppelte Daten geladen werden, unter Verwendung nur des existierenden Druckkopf-Schieberegister 618 vorgesehen. Zweckmäßigerweise vermeidet dieses Merkmal die hohen Kosten eines zusätzlichen digitalen Speichers und komplexen Entscheidungsfindungsschaltkreises, die notwendig sind bei der Möglichkeit nach dem Stand der Technik, der vorstehend beschrieben worden ist. Gemäß diesem erfindungsgemäßen Merkmal werden für jede Aufdruck-Zeile, die gedruckt werden soll, die Daten ("Druckzeilendaten") zweimal in das Druckkopf-Schieberegister geladen. Die erste Ladung wird als Kompensationsladung bezeichnet, und die zweite Ladung wird als Druckladung bezeichnet. Gemäß der bevorzugten Form dieses Merkmals, die hier erläutert ist, wird in der Kompensationsladung eine digitale oder logische 1 in das Schieberegister geladen, um die Elemente zu erhitzen, die noch nicht auf der zuvor gedruckten Zeile gedruckt haben, sondern auf der nächsten Druckzeile drucken sollen. Da diese Heizelemente auf der vorherigen Druckzeile noch nicht aufgeheizt waren, werden sie als "kalt" betrachtet. Anschließend wird ein Taktpuls angelegt, der zum Aufladen und Aufwärmen dieser "kalten" Heizelemente führt.
Die zweite Daten- oder Druckladung folgt dann unmittelbar. Für die Druckladung werden die eintreffenden Daten für die nächste Druckzeile oder die Druckzeilendaten so in das Schieberegister geladen, daß eine digitale oder logische 1 für jedes Element, das auf dieser Druckzeile gedruckt werden soll, geladen wird. Anschließend wird wiederum ein Taktpuls angelegt, so daß jedes der Elemente, für das eine logische 1 geladen worden ist, aufgeheizt wird, was für diese Druckzeile zu dem erwünschten gedruckten Bild führt. Diese zweite Ladung oder Druckladung ist identisch mit den Daten, die in das Schieberegister geladen würden, falls keine zusätzliche Thermosteuerung eingesetzt werden würde.
Anschließend wird das Medium zur nächsten Druckzeilenposition weiterbewegt, und der vorgenannte Prozeß wird wiederholt, um das gewünschte Bild oder den gewünschten Aufdruck auf dem Medium zu erzeugen.
Der Vorteil dieses erfindungsgemäßen Merkmals besteht darin, daß das Schieberegister, das bereits im Druckkopf vorhanden ist, zur Speicherung der notwendigen Daten eingesetzt wird. Somit werden, wenn die Daten für die Kompensationsladung in den Druckkopf geschoben werden, die Daten für die letzte Zeile herausgeschoben. Diese Daten sind am "Data out"-Ausgang 624 des Druckkopfs Verfügbar. Dieser Ausgang ist üblicherweise zum Testen der Integrität des Schieberegisters 618 vorgesehen. Gemäß diesem erfindungsgemäßen Merkmal wird die letzte Zeile von Daten beim Herausschieben mit den neuen oder eintreffenden Druckzeilendaten kombiniert, um die gewünschte Kompensationsdaten zum Laden zu erzeugen. Der Zyklus, der notwendig ist, um diese Daten zu kombinieren, um die Kompensationsladung zu erzeugen, ist relativ einfach und kostengünstig.
Eine Ausführungsform für dieses Merkmal ist in Fig. 51 als Beispiel erläutert. Es ist selbstverständlich, daß weitere Ausführungsformen, ohne von der Erfindung abzuweichen, in dieser Hinsicht eingesetzt werden können. Erfindungsgemäß umfaßt die Kompensationsladung serielle Daten, die gemäß einer Regel gebildet sind, die besagt:
Produktion eines Datenbits zur Durchführung des Aufheizens eines Heizelementes beim Anlegen eines Taktpulssignals nur, wenn ein Bit in den Druckzeilendaten, die der letzten in einer gegebenen Bitposition gedruckten Zeile entsprechen, ein Bit umfaßt, das kein Aufheizen eines Heizelementes als Reaktion auf das Anlegen eines Taktpulssignals auslöst, und ein Bit von eintreffenden Druckzeilendaten in einer Bitposition, die der gegebenen Bitposition von Schieberegisterdaten entspricht, ein Bit ist zur Auslösung des Aufheizens eines Heizelementes als Reaktion auf ein Taktpulssignal.
Bei der erläuterten Ausführungsform kann diese Regel etwas einfacher ausgedrückt werden:
Erzeugung eines Logischen-1-Bits, falls ein Bit von seriellen Daten im Schieberegister in einer gegebenen Bitposition eine logische 0 ist und ein Bit von eintreffenden Daten in einer Bitposition, die der gegebenen Bitposition des Schieberegisters entspricht, eine logische 1 ist, und sonst Erzeugung eines Logischen-0-Bits.
Wie in Fig. 51 erläutert, wird ein Schalter oder eine Schalteinrichtung 626 zur Auswahl der seriellen Daten, die in eine Dateneingangsöffnung 628 des Schieberegisters 610 eingespeist werden sollen, eingesetzt. Zur Vereinfachung der Erläuterung wurde in Fig. 51 ein mechanischer Schalter gezeigt. Allerdings ist in der Praxis eine Schalteinrichtung unter Verwendung einer digitalen Gatterschaltung bevorzugt. Diese Schaltung kann unter Verwendung einer diskreten logischen, programmierbaren Logik, von Relais und anderen gewünschten Einrichtungen eingebaut werden.
Die vorgenannte vereinfachte Regel wird bei der erläuterten Ausführungsform durch Verwendung eines invertierenden Puffers 630 zum Empfang der Daten aus dem Datenausgang 624 des Schieberegisters 618 und eines UND-Gatters 632 zum Empfang der Daten aus dem invertierenden Puffer 630 und auch des eintreffenden seriellen Datenstroms, der die Druckzeilendaten oder die Information für die nächste Druckzeile enthält, eingeführt. Somit kombiniert das UND-Gatter 632 die umgewandelten Daten von der letzten Druckzeile, wie sie im Schieberegister gelagert sind, mit den seriellen, eintreffenden Daten für die nächste Druckzeile, um die entsprechende Kompensationsladung gemäß den obigen Regeln zu bilden. Der Schalter oder die Schalteinrichtung 626 wird dann eingesetzt, um die Kompensationsladung für einen Zyklus und die Druckladung zu wählen, die gemäß dieser erfindungsgemäßen Eigenschaft mit den eintreffenden Daten für den zweiten Zyklus des dualen oder doppelten Daten-Ladezyklus identisch ist. Kurz gesagt läuft der Betrieb folgendermaßen ab.
Vor dem Drucken wird das Druckkopf-Schieberegister initialisiert, indem logische 0 registriert werden, um das Schieberegister vollständig mit logischen 0 zu laden. Anschließend wird der Druckprozeß gestartet und läuft in diesen Stufen ab:
1. Der Schalter oder die Schalteinrichtung 626 wird in die Kompensationsladungsstellung geschaltet, d. h. bei der bevorzugten Ausführungsform auf den Ausgang des UND-Gatters 632.
2. Die eintreffenden Daten werden sodann mit dem UND-Gatter 632 kombiniert, wobei die Daten aus dem Schieberegister 601 herausgeschoben und umgewandelt werden, und die resultierenden Daten, die die Kompensationsladung umfassen, werden gleichzeitig in das Schieberegister 618 geschoben.
3. Das Taktpulssignal wird aktiviert, um dadurch jedes Heizelement aufzuheizen, für das die geeignete Logik in dem entsprechenden Bit der Kompensationsladung im Schieberegister vorhanden ist.
4. Die Schalteinrichtung 626 wird auf die Druckladungsstellung geschaltet, um die eintreffenden seriellen Daten direkt aufzunehmen.
5. Die eintreffenden seriellen Daten werden in das Schieberegister geschoben, um zur Druckladung zu werden.
6. Das Taktpulssignal wird aktiviert und heizt dadurch die Heizelemente gemäß der Information oder den Daten in der Druckladung auf.
7. Das Druckmedium wird um eine Zeile vorgeschoben, und diese Stufen 1-7 werden wiederholt, bis das gedruckte Bild oder die gedruckten Aufdrucke vollständig sind.
Die vorgenannte Methode und das vorgenannte Gerät bieten gegenüber den existierenden Methoden und dem existierenden Gerät eine Anzahl von Vorteilen, die allgemein folgendermaßen lauten:
Eine bessere Druckqualität ist bei höheren Geschwindigkeiten als bei den Einfachlademethoden möglich. Die Kosten sind niedriger als bei den existierenden Mehrfachlademethoden. Es sind keine externen Speicherbauteile erforderlich. Es sind keine Hochgeschwindigkeitsdatenberechnungen erforderlich. Die Kompensations- und Druckladezyklen können unabhängig durch Einstellung der Taktpulszeitsteuerung eingestellt werden. Nur ein relativ einfache und kostengünstige, digitale, logische Schaltungen sind erforderlich, um dieses Merkmal einzuführen, wobei die Speicheranforderungen durch das existierende Druckkopf-Schieberegister erfüllt werden.

VERBESSERTE DRUCKQUALITÄT IN BEREICHEN VON BESCHLEUNIGUNG UND VERLANGSAMUNG

Der Energiebetrag, der notwendig ist, um eine Zeile oder Reihe eines Bildes auf ein Medium zu drucken, schwankt mit der Geschwindigkeit des Mediums relativ zum Druckkopf und auch mit der Druckkopftemperatur im Falle eines Thermodruckkopfes. Software-Steuerungsbaugruppen haben bisher mehrere Gleichungen zur Bestimmung der korrekten Länge der Pulsbreite des Taktpulssignals für ein bezüglich einer gegebenen Mediumgeschwindigkeit und Druckkopftemperatur akzeptables Drucken eingesetzt. Diese Gleichungen besitzen allgemein die Form einer Serie von simultanen Gleichungen der folgenden Form:
Pulsbreite = BPWn · Kn (augenblickliche Druckkopftemperatur)
worin BPWn für die Basispulsbreite (in Zeiteinheiten) für eine gegebene augenblickliche Mediumgeschwindigkeit relativ zum Druckkopf steht und Kn für eine Verstärkungskonstante steht, die bestimmt, um wieviel die Basispulsbreite auf der Basis der augenblicklichen Druckkopftemperatur vergrößert oder verkleinert werden muß. Die meisten Anwendungen setzen eine Gleichung für eine konstante Geschwindigkeit des Mediums relativ zum Druckkopf ein. Diese Methode erzeugt akzeptable Ergebnisse, während die Geschwindigkeit konstant bleibt. Die Druckqualität in den Bereichen einer Beschleunigung oder Verlangsamung des Mediums ist allerdings vielleicht nicht akzeptabel, da die Gleichungen die Pulsbreiten auf der Basis der gewünschten konstanten Geschwindigkeiten statt auf der Basis der augenblicklichen Geschwindigkeit während der Beschleunigung oder Verlangsamung berechnen.
Es wurden bereits Versuche unternommen, dieses Problem durch Verminderung der Größe der Beschleunigungs- und Verlangsamungsbereiche auf dem Medium zu lösen, allerdings verringert dies aufgrund mechanischer Grenzen auch die Menge an bedruckbarer Fläche auf dem Medium. Außerdem treten um so mehr Mediumrutsch- und Spurprobleme auf, je kleiner diese Regionen der Beschleunigung und Verlangsamung sind. Diese Probleme werden mit abnehmenden Mediumgrößen schlimmer, d. h. wo relativ kleine Aufkleber, Fahrscheine, Etiketten etc. gedruckt werden sollen.
Gemäß der Erfindung werden eine individuelle Basispulsbreite (BPW) und ein Wert für die Kopftemperatur-Verstärkungskonstante (K) für jede augenblickliche Geschwindigkeit des Mediums relativ zum Druckkopf aufgestellt. Dies führt zur Aufstellung einer getrennten Pulsbreitengleichung der obigen allgemeinen Formel für jede mögliche augenblickliche Geschwindigkeit. Da die Pulsbreite nun auf jede augenblickliche Geschwindigkeit abgestimmt werden kann, läßt sich die Druckqualität in den Bereichen der Beschleunigung und Verlangsamung derjenigen der Bereiche von konstanter Geschwindigkeit annähern oder ihnen gleichmachen. Demgemäß kann die Größe dieser Regionen der Beschleunigung und Verlangsamung ohne Verlust von Druckqualität erhöht werden, wodurch viele der mechanischen Probleme, die durch Verminderung der Größe dieser Bereiche verursacht werden, und damit einhergehende Probleme gelöst werden, insbesondere diejenigen der relativ geringen Größe der Fahrscheine, Etiketten, Aufkleber oder anderer Medien, wie vorstehend angegeben.
Zwei ernstzunehmende Einschränkungen haben bisher den Einsatz dieses Lösungstyps in der Vergangenheit verhindert. Eine erste Einschränkung umfaßt die Verwendung der Gleitpunktarithmetik, um die für jede Gleichung benötigte Lösung zu erhalten. Falls die Pulsbreite für jede Stufe berechnet werden muß, während der Drucker druckt, ist nicht genug Zeit, daß ein kostengünstiger Prozessor die erforderlichen Gleitpunktberechnungen durchführt. Das zweite Problem betrifft die Dauer der Entwicklungszeit, die zur "Feinabstimmung" der Werte erforderlich ist, die in jeder Gleichung eingesetzt werden sollen. In der Vergangenheit hat sich gezeigt, daß ein erfahrener Fachmann etwa einen Tag zur Feinabstimmung einer einzigen Gleichung für konstante Druckgeschwindigkeiten, wie sie vorstehend angegeben ist, benötigt. Allerdings kann das vorgeschlagene Verfahren das fünf- bis zehnfache der Anzahl der Gleichungen erfordern, die im Falle konstanter Druckgeschwindigkeiten eingesetzt werden.
Gemäß der Erfindung wird eine Tabelle mit den Werten für die Basispulsbreite (BPW) und Kopftemperatur-Verstärkungskonstante (K) erstellt, wobei jeder Wert einer konstanten, vom Drucker unterstützten Geschwindigkeit entspricht. Diese Werte entsprechen im allgemeinen denjenigen, die in der oben beschriebenen Gleichung verwendet werden. Die BPW-Werte sind in Zeiteinheiten und die Kn-Werte in den Einheiten von Prozent BPW pro Temperatureinheit angegeben.
Wenn dem Drucker zu Beginn Energie zugeführt wird und vor Beginn des Druckprozesses werden die beiden Tabellen von BPW- und K-Werter unter Anwendung der Gleitpunktarithmetik aufgestellt. Dies vermeidet dann das Problem, daß versucht wird, die Werte während des Druckvorgangs zu berechnen. Die Anzahl der Werte in jeder Tabelle entspricht einem mehr als der Anzahl der Inkrementstufen der Geschwindigkeit, die der Mediumspendemechanismus des Druckers bis zu und einschließlich seiner maximalen Geschwindigkeit unterstützt. Die Gleitpunktarithmetik wird anschließend eingesetzt, um die Werte in jeder Tabelle zu interpolieren, wobei die Werte, wenn notwendig, sorgfältig skaliert werden, um einen Genauigkeitsverlust zu vermeiden.
Bein Starten des Druckvorgangs kann ein Testdrucklauf zur Feinabstimmung der Druckqualität eingesetzt werden. Während dieses Testlaufes wird die Druckqualität aufgezeichnet. Die Werte in den obigen BPW- und K-Tabellen werden während des Druckens wenigstens bei einer konstanten Geschwindigkeit variiert, bis die aufgezeichnete Druckqualität akzeptabel ist. Daraufhin berechnet ein arithmetischer Gleitpunktvorgang die Werte für den Rest der Tabelleneintragungen.
Danach wird während des tatsächlichen Druckens die Pulsbreite des Taktpulssignales unter Verwendung der folgenden Gleichung berechnet:
Pulsbreite = BPW_TABELLE[i]·K_TABELLE[i]·KOPF_TEMPERATUR,
worin i für ein gegebenes Inkrement der augenblicklichen Geschwindigkeit auf dem Weg zu einer konstanten Geschwindigkeit, die vom Drucker unterstützt wird, steht.

MERKMAL DES SEGMENT-BEFEHLS

Das Verfahren zum Drucken eines Aufklebers wird durch das Blockdiagramm von Fig. 52 erläutert. Das Verfahren umfaßt drei untergeordnete Prozesse, P1, P2 und P3. Ein typischer Aufkleber und einige typische Merkmale sind in Fig. 53 gezeigt.
Durch eine von der CPU eingesetzte Multitaskingtechnik nach dem Stand der Technik lassen sich die drei untergeordneten Prozesse von Fig. 52 gleichzeitig ausführen. Jeder Prozeß wird hintereinander für ein maximales Zeitintervall, das Zeitscheibe genannt wird, durchgeführt. Wenn die Zeitscheibe abgelaufen ist, wird der Prozeß gestoppt und t für eine spätere Wiederaufnahme im gleichen Zustand, in dem es sich beim Ablauf der Zeitscheibe befand, gespeichert.
Läuft ein Prozeß ab, so ist der Ausführungsablauf durch die durchgezogenen Linien von Fig. 52 in der üblichen Weise gezeigt. Die Prozesse laufen mit Daten ab, die von einem der anderen Prozesse in einem RAM-Speicher nach dem Stand der Technik, der für beide gilt, gespeichert werden.
Das Verfahren zum Drucken eines Aufklebers beginnt mit dem Erhalt der Zeichen aus einem Wirtscomputer. Diese werden verarbeitet, wenn Verfahren P1 als nächstes seine Stufe S1 ausführt. Die Zeichen umfassen eingestreute Befehle und Daten, die in einer Aufkleber-Beschreibungssprache geschrieben sind, die von dem Drucker erkannt wird.
Die Zeichen werden in einem Pufferspeicher nach dem Stand der Technik in Stufe S2 gesichert. Eine Schleife zwischen Stufe S3 und Stufe S1 wiederholt sich, bis Stufe S3 bestimmt, daß der Inhalt des Puffers ein Feld umfaßt, das einen Text, Strichcode, eine Graphik oder ein anderes zu druckendes Objekt vollständig beschreibt. Der Inhalt des Feldes umfaßt ohne Einschränkung Ort, Größe, Datengehalt und weitere zur Definition des Objektes erforderliche Information. Immer wenn in Stufe 3 ein vollständiges Feld nachgewiesen wird, wird es als Dateneingang an Prozeß P2 weitergeleitet.
Wenn Prozeß P2 als nächstes ausgeführt wird, bestimmt Stufe S5, ob ein Feld von Prozeß P1 eingegeben worden ist. Ist dies der Fall, wird das Punktbild des bestimmten Objektes in einen Bitzuordnungsspeicher nach dem Stand der Technik am gewünschten Ort geschrieben.
Unter Bezugnahme auf Fig. 53 können die Befehle in der Aufkleberbeschreibung 1 ein oder mehrere Auftreten eines Segment-Befehles umfassen, der den entsprechenden Aufkleber 2 in ein oder mehrere Unterteilungen 3 aufteilt. Der erste derartige Segment-Befehle 4 definiert eine erste Unterteilung 5 des Aufkleber 2, deren Bedrucken dem Drucker freigestellt ist, wenn er den ersten Segment-Befehles 4 erhält. Der erste Segment-Befehle 4 signalisiert, daß die vorherigen Befehle und Daten, die an den Drucker gesendet worden sind, die Objekte in der ersten Unterteilung 5 vollständig definieren, daß keine weiteren Befehle, die die Objekte in der Unterteilung betreffen, zu erwarten sind und daß der Drucker mit dem Druck von Unterteilung 5 beginnen kann oder diese Unterteilung weiterschieben kann, wenn sie erreicht ist.
Der zweite Segment-Befehl 6 definiert eine zweite Unterteilung 7 des Aufklebers 2, deren Bedrucken dem Drucker freigestellt ist, wenn er den zweiten Segment-Befehls 7 im Anschluß daran erhält. Die Aufkleberbeschreibung 1 kann im Rahmen des Geltungsbereichs der Ansprüche eine Vielzahl von Segment-Befehlen enthalten.
Unter Bezugnahme auf Fig. 52 beschreibt Verfahren P2 Punktbilder von Feldern in einen Bitzuordnungsspeicher für so viele Felder, wie sie aus dem Prozeß P1 verfügbar sind oder bis ein Segment-Befehl erreicht wird. Wenn ein Segment- Befehl auftritt, wird die vollständige Unterteilung in Form von Eingangsdaten an Prozeß P3 gesendet.
Wenn als nächstes Prozeß P3 ausgeführt wird, bestimmt Stufe S9, wenn eine vollständige Unterteilung erreicht worden ist. Ist dies der Fall, beginnt der Druckprozess bei Stufe S10 und fährt fort bis zum Ende der Unterteilung oder bis zum Ende des Aufklebers, was immer als erstes angetroffen wird.
Unter Bezugnahme auf Fig. 36 wird der Drucker durch einen Einzel-MC68331-Mikroprozessor gesteuert. Er ist ein 32-Bit- Prozessor in SMD-Technik, mit einem 32020-Prozessorkern, Interrupt-Kontroller, Zählern/Zeitgebern und programmierbaren Chip-Auswahlleitungen. Die DRAM-Basissteuerfunktionen sind ebenfalls eingeschlossen. Der Prozessor verwendet einen 32,768-kHz-Taktkristall als Referenz. Ein interner Syntheziser multipliziert die Referenz, um den 15-MHz- Betriebstaktgeber zu erhalten.
Die Rücksetzschaltung (2D7) sieht einen aktiven LOW-Zustand für 15 ms nach dem Spannungsansuieg vor. Dies erlaubt eine Stabilisierung des Taktgebers und eine Initialisierung der internen Register. Die RESET*-Leitung ist als offener Kollektor-Typ vorgesehen, der ebenfalls vom Prozessor angetrieben wird, um einen Software-initiierten Reset zu ermöglichen.
Die System-Firmware enthält Service-Test-Programme, die bei der Fehlersuche und beim Einstellen des Druckers hilfreich sind. Der Testmodus wird durch das Einschalten aktiviert, wobei TP1 und TP2 miteinander verknüpft sind (2C8) Die Steckverbindung W1 wird nur während der Leiterplatten- Herstellung eingesetzt, um Einbrenntests zu ermöglichen. W1 sollte nicht im Feld installiert werden.
Wie in Fig. 37 gezeigt, enthält der Standarddrucker vier 256Kx4 DRAM ICs für insgesamt 512 KB. Die ICs sind an den Stellen U1, U3, US und U7 aufgelötet. Zusätzliche 512 KB können an den Sockeln U2, U4, U6 und U8 angebracht sein. Die DRAM-Steuerleitungen sind programmierbare Ausgabeleitungen auf dem Prozessor (2C1), (2D1), (2D8). GAL U9 dekodiert die DRAM-Steuerleitungen, um die RASx*- und CASx*-Signale sowie die ROW*/COL-Leitung für die Multiplexer U11 und U12 zu erzeugen.
Unter Bezugnahme auf Fig. 38 ist die System-Firmware in EPROMS oder Masken-ROMs in Sockeln an den Stellen U13 bis U16 angeordnet. Die Chipauswahlen sind durch programmierbare Chip-Auswahlausgänge auf dem Prozessor (2D1) bereitgestellt. Die Systemkonfiguration ist im EEPROM U26 (4B7) gespeichert. Das EEPROM bildet eine direkte Schnittstelle zu den I/O-Leitungen vom Prozessor.
Ein Head open-Schaltkreis ist in Fig. 39 gezeigt. Wie in Fig. 39 gezeigt, enthält die Hauptplatte einen Phototransistor (Q1), der zu einer IR LED (D1) (5B5) zeigt. Der Kopfmechanismus besitzt eine trübe Maske, die den Lichtweg bricht, wenn der Kopf eingedrückt wird. Die Kollektorspannung von Q1 wird durch den Vergleicher U22B abgetastet. Die Referenz des Vergleichers ist durch R59 und R60 auf 2,5 V eingestellt. Der Vergleicherausgang HDOPEN* ist mit einem Interrupteingang des Prozessors (2C8) verbunden. Wenn der Kopf nicht eingedrückt ist, sättigt Licht von D1 Q1. Der Q1-Kollektor fällt bis auf einige Zehntel Volt ab und treibt HDOPEN* nach LOW. R67 stellt eine positive Rückkopplung zur Beseitigung von Schalt-Rauschen bereit.
Der Aufklebernehmersensor, wie in Fig. 39, gezeigt besteht aus einem Phototransistor, der gegenüber einer IR-LED angeordnet ist. Sie sind unmittelbar außerhalb der Abreißkante montiert, so daß ein abgegebener Aufkleber den Lichtstrahl bricht. Der Sensor ist mit J5 (5B1) verbunden. Der NPN-Phototransistor ist mit dem Kollektor bei Vcc und mit dem Emitter zu R64 verbunden. Das Signal wird an den Vergleicher V22C (5B3) angelegt. Die Referenz des Vergleichers ist durch R59 und R60 auf 2,5 V eingestellt. Der Vergleicherausgang LBLTKN wird an einen Eingang des Prozessors (2B8) angelegt. Wird ein Aufkleber abgegeben, so wird der Lichtstrahl gebrochen und schaltet den Phototransistor AUS. Die Emitterspannung beträgt weniger als 1 V. Wird der Aufkleber entnommen, so schaltet sich der Phototransistor EIN und zwingt LBLTKN nach HIGH. R66 stellt eine positive Rückkopplung zum Ausschalten eines Schalt-Rauschens bereit.
Die Konfiguration mit seriellen Öffnungen und weitere Betriebsweisen werden durch einen DIP-Schalter mit 8 Stellungen im Anschluß an das BD-25-Verbindungsstück eingestellt. Der Prozessor liest die Schaltereinstellung als seriellen Bitstrom aus dem Parallel-Ein-/Seriell-Aus-Schieberegister V20. Die seriellen Schaltdaten (DIPDAT) und der Schiebetaktgeber (DIPCLK) werden von dem Prozessor (2D8) angetrieben. Der DIP-Schiebeschalter teilt sich die I/O-Pins mit der LED-Anzeige. Da der DIP-Schalter nur bei eingeschaltetem Strom gelesen wird, treten keine Konflikte auf.
Die Vorderplatte enthält 8 LEDs und 4 Druckknopfschalter. Sie ist mit dem Logikleiterplatte über 10fach-Leiterbandkabel angeschlossen. Die Druckknöpfe (5D5) sind mit den individuell abgetasteten Eingängen auf dem Prozessor verbunden (2C8). Die LEDs werden von einem Seriell-Ein-/Parallel-Aus- Schieberegister U34 angetrieben. Die seriellen LED-Daten (LEDDAT) und der Schiebetaktgeber (LEDCLK) werden vom Prozessor (2D8) angetrieben.
Unter Bezugnahme auf Fig. 40 besteht der Druckkopf-Antriebstromkreis aus einem FIFO (U17), um die Daten zu parallel umzusetzen, einem GAL (U24) und einer Flip-Flop-Schaltung (U25) zur Steuerung und einem Puffer (U23) zum Antreiben der Kopfleitungen. Das Kopfkabel paßt an J3.
Die Druckkopfladung und der Taktpulszyklus werden auf jede Halbstufe des Motors synchronisiert. Für jede Druckzeile werden zwei Halbstufen durchgeführt. Darum wird der Druckkopf geladen und zweimal pro Druckzeile getaktet.
Am Start eines Ladezyklus wird U17 (6B6) über seinen parallelen Eingang mit 52 Worten von Druckdaten (832 Bits) geladen. HDCTL (6D8) wird für den ersten Ladezyklus auf LOW gestellt. FCLKEN* wird auf LOW gestellt, worauf einen Takt später HCLKEN* folgt. Die Druckkopfdaten (NEWDAT) werden aus U17 herausgeschoben und mit den bisherigen Daten aus dem Kopf (OLDDAT) kombiniert. Die Datenströme werden in U23 (6B5) kombiniert und zusammen mit dem Schiebetakt (HDCLK) über U23 (6D4) an den Druckkopf (HEADDAT) gesendet. Die Kontaktleitung (HLATCH*) wird LOW gepulst, worauf der Druckimpuls (HSTRB*) folgt. Die Länge von HSTRB* bestimmt die Schwärze des Druckes. Der gesamte Prozeß wird während der zweiten Halbstufe wiederholt, außer HDCTL wird auf HIGH gehalten, was dazu führt, daß HEADDAT unterschiedlich verarbeitet wird.
Das Zeitverhalten wird durch Zähler im Prozessor gesteuert. Die Zähler werden durch einem 4-MHz-Takt CLK4 (6D8) betrieben. Der 16-MHz-Takt (CLK16) wird durch U25B (6C7) halbiert, um CLK8 herzustellen. U24 teilt CLKB weiter, um CLK4 herzustellen.
Der Prozessor kompensiert die Kopf- und Zufuhrverluste, wenn viele Punkte in einer Zeile aktiviert werden. Die Kopfdaten werden in U64 an einen 1-Bit-Zähler angelegt. Jede Zählung am Ausgang, CNTX2, stellt zwei Punkte dar, die auf EIN geschaltet sind. CNTX2 wird in U25A wiederum halbiert, um PBCNT herzustellen, das an einen Zähler in dem Prozessor (2B8) angelegt ist. Der Prozessor stellt den HSTRB*-Puls je nach Zählung, die sich während der Kopfladung angesammelt hat, ein.
Die Druckkopf-Wärmesenke-Temperatur wird von einem Thermistor aufgezeichnet. Der Thermistor besitzt einen negativen Temperaturkoeffizienten mit einem Widerstand von 30 KOhm bei 25ºC. Die Temperatur der Wärmesenke wird bestimmt, indem die Zeit gemessen wird, die erforderlich ist, um einen Kondensator durch den Thermistorwiderstand zu laden. Der TEMPCTL (6A8)ist normalerweise HIGH, was den offenen Kollektorausgang von U21A EIN schaltet (6A4). U21A hält C40 im entladenen Zustand (OV). Der Prozessor beginnt eine Messung durch Einstellen von TEMPCTL auf LOW und Aktivieren eines internen Zeitgebers. U21A wird AUS geschaltet, und C40 wird durch den Thermistor geladen. Der Vergleicher U21B stoppt den Prozessor-Zeitgeber, wenn die Spannung an C40 2,5 V erreicht. Der Prozessor liest die verstrichene Zeit und berechnet die Temperatur. Höhere Temperaturen ergeben kürzere Ladungszeiten.
Unter Bezugnahme auf Fig. 41 wird der serielle Schnittstellen-Eingang in den Prozessor eingebaut. Er stellt eine Standard-UART-Schnittstelle mit Hardware-Quittierung bei TTL-Signalniveaus bereit. U27 wandelt die TTL-Signale zu RS232-Standards um. Der Chip enthält Ladungspumpen, um ± 10 V von der Vcc-Spannungsversorgung zu erzeugen. R43 erzwingt, daß RTS immer aktiv ist. Die Hardware-Quittierung wird mit DTR und DSR gesteuert.
Die Sensoren verwenden einen Chopper-stabilisierten Aufbau, der Stabilität, einen breiten Betriebsbereich und Beständigkeit gegenüber Umgebungslicht bereitstellt. Die Empfindlichkeit des Sensors wird durch Einstellen der LED-Lichtquelle eingestellt. Die Einstellung erfolgt durch Software-Steuerung eines PWM(Pulsbreitenmodulation)-Signals aus dem Prozessor. Die PWM-Wiederholung steuert die Geschwindigkeit des Zerhackervorgangs, während das Tastverhältnis die Empfindlichkeit kontrolliert (siehe Fig. 54) Die Medien- und Bandsensoren sind auf einer getrennten PC-Baugruppe angeordnet und werden im Folgenden beschrieben.
Die Sensorverstärker und -detektoren befinden sich auf der Logikbaugruppe und werden im Folgenden beschrieben. Da die MEDIUM- und BAND-Schaltungen ähnlich sind, wird nur die MEDIUM-Schaltung behandelt.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 42 und 44 verwenden die Sensorverstärker mit hohem Verstärkungsfaktor eine isolierte Erdungs-Leiterebene auf der Logik-Leiterplatte und eine getrennte (+5F)-Versorgung zum Unterdrücken von Rauschen. Die Sensorerdung ist an der Logikerdung durch W3 (11A7) angeschlossen. Die +5F-Versorgung wird durch U31 (11B4) geregelt. Der Sensoraufbau wird an der Logik-Leiterplatte bei J6 (11C6) angeschlossen.
Der Sensorausgang ist eine Sägezahnwellenform von 7,8 kHz mit ungefähr 15 mV Peak-Amplitude, wenn eine Bahn nachgewiesen wird. Der Sensorverstärker besteht aus zwei Operationsverstärkern, U30A und U30B, die jeweils eine Spannungsverstärkung von 19 für ein Gesamtverstärkung von 361 (51 dB) aufweisen. Das Bandsensorverstärkerfaktor beträgt 121 (42 dB). Das verstärkte Signal wird an den Vergleicher U33A angelegt. Der Vergleicherausgang wird am Ende eines jeden PWM-Zyklus durch U32A abgetastet, um ein stabiles Signal für den Prozessor bereitzustellen. Die Vergleichereingangsspannung (U33A, Pin 3) beträgt +5 V, ohne Licht durch das Medium. Die Vergleicherschwelle wird durch R91 und R92 auf 4,1 V eingestellt. Zunehmendes Licht führt dazu, daß der Vergleichereingang abnimmt. Wenn die Lichtintensität den Vergleichereingang unter 4,1 V treibt, geht der Vergleicherausgang auf LOW. Der Ausgang wird in einem Flip-Flop gespeichert, was dazu führt, daß MEDIUM* am Ende des Zyklus auf HIGH geht. Die MEDIUM*-Zeile wird durch einen abgetasteten Eingang auf dem Prozessor (2C8) gelesen.
Die Verstärker werden durch eigenständigen Nullabgleich während der Zeit, in der PWM LOW ist, stabilisiert. Die Abtastgatter U29A und U29B werden EIN geschaltet und verbinden U30A, Pin 3 und U33A, Pin 3 mit der +5F-Versorgung. Der Eingangskondensator C55 lädt sich je nach Umgebungslichtniveau (LEDs bei minimalem Ausgang) auf. Der Ausgangskondensator C56 entlädt auf sich auf 0 und hält den Vergleichereingang an der +5F-Versorgung. Wenn MPWM auf HIGH geht, schaltet sich das Abtastgatter AUS und ermöglicht den Betrieb der Verstärker. Der LED-Ausgang steigt an, bis MPWM wieder auf LOW zurückgeht. Die ansteigende Wellenform vom Sensorausgang wird verstärkt.
Eine Banddrehmotor-Schaltung ist in Fig. 44 gezeigt. Die Bandaufwickelspindel wird durch einen Gleichstrommotor angetrieben, dessen Drehmoment elektronisch eingestellt ist. Der Motor wird von einem einstellbaren Gleichstrom- Spannungs-Regler angetrieben. Abschnitt 1 des dualen Zeitgebers U19 arbeitet als 6-kHz-Oszillator. Abschnitt 2 ist ein durch den Oszillator ausgelöster Einzelpuls. Der Ausgang von Abschnitt 2 ist eine kontinuierliche Pulsfolge, deren Tastverhältnis von 15% bis 25% einstellbar ist. Abschnitt 2 treibt den Leistungs-FET Q2 und stellt dem Motor den Strom bereit. Der freie Radstrom fließt weiterhin durch D3, wenn Q2 sich ausschaltet. Die Regelung tritt ein, da die Zeitgeberbauteile von Abschnitt 2 durch VHEAD, und nicht Vcc angetrieben werden. Da VHEAD vergrößert wird, wird das Tastverhältnis des FET entsprechend verkleinert. Unter Bezugnahme auf die Fig. 41 und 54 wird die Sensorbaugruppe beschrieben. Die LEDs werden durch einen Rampengenerator, bestehend aus Q1 und Q2, angetrieben. Q3 hält den Rampengenerator bei AUS und den LED-Strom auf einem Minimum, während MWPM LOW ist. Der Sensor nimmt ein Niedrigniveau-Referenzlicht wahr, während die Verstärker sich automatisch auf 0 einstellen. Wenn MPWM auf HIGH geht, nehmen der LED-Strom und die Helligkeit linear zu. Der Prozessor stellt die LED-Helligkeit durch Steuerung des Tastverhältnisses (EIN-Zeit) des MPWM ein.
Der Phototransistor PT1 erfaßt das LED-Licht, das durch das Medium passiert. PT2 wird nicht eingesetzt. 77 und die Dioden D1 und D2 stellen den Arbeitspunkt für PT1 ein. Das Potentiometer RV1 erlaubt die Verstärkungsfaktor-Einstellung. Der Sensorausgang ist durch Q8 gepuffert. Die Ausgangswellenform ist eine kleine Sägezahnspannung (10 mV) auf einer großen DC-Vorspannung (bis zu 2 V in Abhängigkeit von der Einstellung von RV1). Der Sägezahnspannungsanteil wird verstärkt und eingesetzt. Der Gleichstromteil einschließlich des Umgebungslichtes wird von den Sensorverstärkern verworfen.
Fig. 55 ist eine perspektivische Ansicht der Stromversorgungsschaltung 128 als aus der Basisvertiefung 140 herausgenommene Explosionsansicht. Die Energieversorgungsschaltung 128 umfaßt außerdem eine Leiterplattenöffnung 586 mit einem Schalterstromkreis oder einer Drahtverbindung 588, die quer darüber gelötet ist. Drahtverbindung 588, die auch als Schaltdraht JMP1 auf der Energieversorgungsschaltung von Fig. 46 gezeigt ist, wird an wenigstens einem ersten und zweiten Punkt oder an einer Anschlußfläche der Leiterplatte 590 auf die Energieversorgungsschaltung 128 gelötet und bildet einen Teil des Spannungsauswahlschaltung der Energieversorgungsschaltung 138.
Fig. 56 zeigt außerdem eine Einrichtung zum Zerteilen von 592 und einem Kurzstecker 594, hergestellt aus Kunststoff oder einem äquivalenten elektrisch isolierenden Material, wobei das eine oder das andere davon in eine Öffnung 586 in Deck 154 eingesteckt ist. Die Teilungseinrichtung 592 umfaßt ein Kopfende 598 und ein Teilungsende 600. Das Teilungsende 600 besitzt einen Halteabschnitt 602, wie Stacheln, die sich nach außen erstrecken und in eine Innenfläche des Basisfundamentes 140 eingreifen und die Steueröffnung 596 umgeben. Die Teilungseinrichtung 592 und die Steckdoseneinrichtung 594 sind für eine Einschnapp-Preßsitz mit einer Steueröffnung 596 geformt und aufgebaut, um die Entfernung der Teilungseinrichtung 592 zu erschweren, wenn sie einmal eingesteckt worden ist und an Ort und Stelle eingeschnappt ist.
Der Stecker 594 dehnt sich nicht unter das Deck 154 aus, wenn er in die Öffnung 586 eingesteckt ist, und kommt nicht mit dem Energieversorgungskreis 138 in Kontakt. Er dient dazu zu verhindern, daß Fühler oder Werkzeuge in die Öffnung 586 eingesteckt werden und mit einem Drahtkabel 588 oder mit anderen elektrischen Bauteilen in Kontakt kommen.
Die Teilungseinrichtung 592 ist so dimensioniert, daß sie durch die Öffnung 586 in einen Energieversorgungskreis 138 reicht und dadurch das Kabel 588 unterbricht, um die Spannungseinstellung des Stromkreises 138 permanent zu ändern. Die Teilungseinrichtung 592 verbleibt zudem in einem Spalt, der erzeugt wird, wenn das Kabel 588 zur Isolierung der unterbrochenen Enden von Kabel 588 voneinander gelöst wird.
Fig. 56A ist eine ausführliche Ansicht des Energieversorgungskreises 138 nach dem Einführen der Teilungseinrichtung 592.

Claims

1. Verfahren zur Verwendung eines Bedarfsdruckers (60) mit einem Druckkopf (84) zum Bedrucken von Fahrkarten (508), Etiketten (508), druckempfindlichen Aufklebern (2, 506) und anderen Medien (87), umfassend die Schritte:

Übertragung von Befehlssignalen an eine Steuerkreiseinrichtung (108), wobei die Befehlssignale Informationen darstellen, die die Erzeugung von Aufdrucken auf dem Medium (87) betreffen;

Weiterverarbeitung der Befehlssignale durch die Steuerkreiseinrichtung (108) unter Erzeugung von Steuersignalen zum Betrieb des Druckers (60);

Anregung eines zuvor bestimmten Teils des Druckkopfes (84) als Reaktion auf die Steuersignale;

Zuführung des Mediums (87) zu dem Druckkopf (84); und

Drucken der Aufdrucke auf das Medium (87), wobei der Verarbeitungsschritt die Anwendung einer doppelten Daten-Ladung in einem Thermodruckkopf (610) mit einer Vielzahl von Plazierungselementen, einem Druckkopf- Schieberegister (618) zum Empfang von seriellen, einer Einzelzeile von zu druckenden Informationen entsprechenden Druckzeilendaten und Erhitzen der auf ein Taktpulssignal reagierenden Steuerkreiseinrichtung (614 zur Anregung eines von einer Vielzahl von Heizelementen (612), umfassend den zuvor festgelegten Teil des Druckkopfes (84), auf eine zuvor festgelegte Weise in Übereinstimmung mit den seriellen Druckzeilendaten in dem Druckkopf-Schieberegister (618) umfaßt, wobei das doppelte Datenladen umfaßt:

serielles Herausschieben von seriellen Druckzeilendaten, die der letzten Informationszeile entsprechen, die aus dem Druckkopf-Schieberegister (618) ausgedruckt worden ist; Kombinieren der aus dem Druckkopf-Schieberegister (618) herausgeschobenen Daten mit den eintreffenden Druckzeilendaten, die einer nächsten, unter Bildung einer Kompensationsladung zu druckenden Informationszeile entsprechen; wobei die Kompensationsladung serielle Daten umfaßt, die in Übereinstimmung mit einer Regel gebildet werden, die folgendes besagt:

Erzeugung eines Datenbits zur Herbeiführung einer Anregung eines Heizelementes bei Anwendung des Taktpulssignals nur, wenn ein Bit in den Schieberegister-Daten in einer gegebenen Bitposition ein Bit umfaßt, um keine Anregung eines Heizelementes als Reaktion auf die Anwendung eines Taktpulssignals herbeizuführen, und ein Bit von den eintreffenden Druckzeilendaten in einer Bitposition, entsprechend der gegebenen Bitposition, ein Bit zur Herbeiführung einer Anregung eines Heizelementes als Reaktion auf ein Taktpulssignal ist;

serielles Verschieben der Kompensationsladung in das Druckkopf-Schieberegister (618); Anwendung eines Taktpulssignals auf die Heizsteuerkreiseinrichtung (614) Steuerung der Anregung der Vielzahl von Heizelementen (612) als Reaktion auf das Taktpulssignal in Übereinstimmung mit der Kompensationsladung unter Anregung eines gegebenen Heizelementes (612) nur, wenn ein entsprechendes Bit der Kompensationsladung ein Bit ist zur Herbeiführung einer Anregung eines Heizelementes (612);

Auswahl einer Druckladung, umfassend die eintreffenden Druckzeilendaten; serielle Verschiebung der Druckzeilenladung in das Druckkopf-Schieberegister (618);

Anwendung eines Taktpulssignals auf die Heizsteuerkreiseinrichtung (614); Steuerung der Anregung der Vielzahl von Heizelementen (612) als Reaktion auf das Taktpulssignal in Übereinstimmung mit der Druckladung unter Anregung eines gegebenen Heizelementes (612) nur, wenn ein entsprechendes Bit der Druckladung ein Bit ist zur Herbeiführung einer Anregung eines Heizelementes (612); und Wiederholung der vorhergehenden Schritte.

2. Bedarfsdrucker (60) des zum Bedrucken von Fahrkarten (508), Aufklebern (508), druckempfindlichen Etiketten (2, 506) und anderen Medien (87) verwendeten Typs, wobei der Drucker (60) verschiedene Bauteile aufweist und folgendes umfaßt:

eine Struktur (74) zum Stützen der Bauteile;

einen Stromversorgungskreis (138) zum Empfang von Strom aus einer externen Quelle und Anpassung des Stroms an den Betrieb des Druckers (60);

Eingabemittel (618) zum Empfang von Befehlssignalen, die den Betrieb des Druckers (60) betreffen;

Steuerkreiseinrichtung (108), die auf der Struktur (74) befestigt und mit den Eingabemitteln (618) und dem Stromversorgungskreis (138) gekoppelt ist, zur Verarbeitung der Befehlssignale und zur Erzeugung der entsprechenden Steuersignale zur Steuerung des Betriebs des Druckers (60);

Druckkopfeinrichtung (84) zum Empfang der Steuersignale von der Steuerkreiseinrichtung (108) und zum Drucken von Aufdrucken auf das Medium (87);

Medium-Weiterführungseinrichtung (86), die mit der Druckkopfeinrichtung (84) betriebsbereit in Verbindung steht und mit der Steuerkreiseinrichtung (108) zur Bewegung des Mediums (87) relativ zu der Druckkopfeinrichtung (84) als Reaktion auf die Steuersignale gekoppelt ist;

wobei die Druckkopfeinrichtung (84) einen Thermodruckkopf (610) mit einer Vielzahl von Heizelementen (612), einem Druckkopf-Schieberegister (618) zur Aufnahme von seriellen Druckzeilendaten, entsprechend einer Einzelzeile von zu druckenden Informationen und die Heizsteuerkreiseinrichtung (614), die auf ein Taktpulssignal zur Anregung eines von einer Vielzahl von Heizelementen (612) auf eine zuvor festgelegte Weise in Übereinstimmung mit den seriellen Druckzeilendaten in dem Druckkopf-Schieberegister (618) umfaßt;

Taktgebereinrichtung (524), die mit dem Druckkopf- Schieberegister (618) zur seriellen Verschiebung der seriellen Druckzeilendaten in dem Druckkopf-Schieberegister (618), entsprechend der letzten, aus dem Druckkopf-Schieberegister (618) ausgedruckten Informationszeile gekoppelt ist; Logikschaltungseinrichtung (632) zur Kombination der aus dem Druckkopf-Schieberegister (618) herausgeschobenen Daten mit eintreffenden, einer nächsten Zeile von Informationen entsprechenden Druckzeilendaten, die unter Bildung einer Kompensationsladung gedruckt werden sollen; wobei die Logikschaltungseinrichtung (632) serielle Daten, umfassend die Kompensationsladung im Einklang mit einer Regel entwickelt, die besagt:

und Schalteinrichtung (626) mit einem ersten Zustand zur Abgabe der Kompensationsladung an eine Eingabe (628) des Druckkopf-Schieberegisters (618), das gleichzeitig mit dem Herausschieben der seriellen Druckzeilendaten aus dem Druckkopf-Schieberegister in das Druckkopf-Schieberegister (618) verschoben werden soll, mit einem zweiten Zustand zum Lenken einer Druckladung, umfassend die eintreffenden Druckzeilendaten, zu einer Eingabe (628) des Druckkopf-Schieberegisters (618), die gleichzeitig mit dem Herausschieben der seriellen Druckzeilendaten aus dem Druckkopf-Schieberegister (618) in das Druckkopf-Schieberegister (618) verschoben werden soll.