EP0568162A1 - Anordnung für eine ETR-Druckkopfansteuerung - Google Patents

Abstract

Anordnung für eine ETR-Druckkopfansteuerung, mit Speichermitteln (7) mit einer Mikroprozessorsteuerung (5) für eine ETR-Druckeinheit (3) und mit einer Stromsammelelektrode (6), wobei Energie für die Elektroden der ETR-Druckeinheit aus einer steuerbaren Strom- oder Spannungsquelle bereitgestellt, die Anzahl der temporär mit der steuerbaren Energiequelle (1) in Verbindung stehenden Elektroden durch die Mikroprozessorsteuerung (5) vorgegeben wird, die ein der Abhängigkeit von der Anzahl der angesteuerten Elektroden entsprechendes Steuersignal an die steuerbare Energiequelle abgibt, welche die mit dieser über eine schalteinheit (2) temporär in Verbindung stehenden Elektroden mit einem Strom oder mit einer Spannung beaufschlagt, deren Höhe eine derartige Abhängigkeit von der temporär verschiedenen Anzahl an angesteuerten Elektroden aufweist, daß eine größere Anzahl an Elektroden mit einem höheren Strom oder Spannung versorgt werden, als eine geringere Anzahl.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Anordnung für eine ETR-Druckkopfansteuerung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art. Ein ETR-Drucker kann beispielsweise in einer Frankiermaschine zum Frankieren von Postgut eingesetzt werden.
• Zum ETR-Drucker gehört neben der Mechanik eine elektronische Kopfansteuerung, ein ETR-Druckkopf mit einer Vielzahl von Elektroden sowie eine Stromsammelelektrode, die mit einer Energieversorgung verbunden sind. Die Druckenergie wird in einem jeden zu jeder Elektrode zugehörigen Strompfad als Konstantstrom eingespeist, um eine gleichmäßige Druckqualität sicherzustellen.
• Der ETR-Druckkopf wirkt über einen mit dem Aufzeichnungsträger mitbewegten Widerstandsfarbband auf den Aufzeichnungsträger, vorzugsweise Papier. Das Widerstandsfarbband weist eine obere mit dem ETR-Druckkopf in Kontakt stehende Widerstandsschicht, eine mittlere Stromrückleitschicht und eine untere mit dem Aufzeichnungsträger in Berührung stehende Farbschicht auf.
• Der ETR-Druckkopf enthält eine Vielzahl von zueinander isoliert angeordneten Elektroden, wovon jede einen Pixel des Druckbildes erzeugen kann. Die über diese Elektroden zugeführte Energie wird in dem einem jeden Pixel zugeordneten Bereich der Widerstandsschicht in Stromwärme umgesetzt, die zum Aufschmelzen der im Bereich liegenden Farbe der Farbschicht führt.
• Aus der EP 0 301 891 A1 ist ein solcher ETR-Drucker mit Rückelektroden bekannt. Die zuzuführende Energie ist vom Widerstand eines jeden einem Pixel zugeordneten Strompfad, von der Schmelztemperatur der Farbe, dem beabsichtigten Kontrast des Druckbildes sowie von der Geschwindigkeit des bewegten Widerstandsfarbbandes abhängig und steigt nichtlinear mit der Rauhigkeit der Papieroberfläche an.
• Es ist bereits aus der DE 38 33 746 A1 eine über eine Ansteuereinheit (ASE) beaufschlagte Schalteinheit für einen Druckkopf, der in Unterschied zum ETR-Druckkopf die Widerstandselemente selbst bereits enthält (Thermotransferdruckverfahren) und eine selektive Ansteuerung mit Vorheizung der Widerstandselemente zu Verringerung der Heizleistung beim Drucken aufweist, bekannt.
• Ein mit den seriellen Druckdaten beaufschlagtes Serien/Parallel-Schieberegister übergibt die Druckdaten in einer ersten Ansteuerphase an die Latches eines Zwischenspeichers. In einer zweiten Ansteuerphase wird während eines Strobe-Impulses jedes durch die zugehörigen Ausgänge der Latches angesteuerte Gatter auf Durchgang geschaltet und ein Ansteuerimpuls an das jeweilige Widerstandselement abgegeben. Die Widerstandsheizelemente werden unmittelbar durch eine in ihrer Impulshöhe und Impulsbreite an die benötigte Heizenergie angepaßte Taktfrequenz vorgewärmt.
• Eine solche Vorwärmung über Energie aus einer Spannungsquelle ist bei einem ETR-Drucker prinzipbedingt schon deshalb nicht möglich, da die Widerstandselemente in der Widerstandsschicht des Widerstandsfarbbandes liegen.
• Da in dem aus dem ETR-Kopf mit den Elektroden, aus dem ETR-Farbband und aus der Rückelektrode bestehenden Gesamtsystem sehr viele, im Wert variable parasitäre Serienwiderstände auftreten (Übergangswiderstand Elektrode-Band, Bahnwiderstand der Aluminiumlage im Band, Übergangswiderstand zwischen Band und Rückelektrode), die zu einer Variation des Gesamtwiderstands während des Betriebs führen, eignet sich eine Energieversorgung mittels einer Spannungsquelle nicht, da die variierende Teilspannung über dem Heiz(=Druck)widerstand zu unterschiedlichen Druckenergien führen würde. Dies hätte schwankende Druckqualitäten zur Folge.
• Die Energieversorgung der einzelnen Elektroden eines ETR-Kopfes erfolgt aus technischer Sicht am besten durch eine Konstantstromquelle, da durch die Genauigkeit des Konstantstromes und des spezifischen Bandwiderstandes eine sehr gleichmäßige Druckleistung garantiert werden kann.
• Eine technisch optimale Lösung mit einer Stromregelung für jeden Elektrodenpfad ist jedoch preislich oft nicht tragbar aufgrund der (unter Umständen) sehr hohen Elektrodenzahlen eines ETR-Kopfes.
• Nun sind bereits Lösungen bekannt, mit denen versucht wird, eine technisch vertretbare Lösung bei einem vernünftigen Aufwand zu realisieren. Dazu zählt die Methode, in jeden Elektrodenpfad einen Vorwiderstand zu integrieren, der im Wert ca. 3-4 mal höher bemessen wird als der effektive Heiz(=Druck)widerstand des ETR-Bandes.
• Durch diesen künstlich erhöhten Gesamtwiderstand des Systems erreicht man, daß die nun relativ geringen Änderungen der parasitären Serienwiderstände im System keine wesentliche Änderung der wirksamen Spannung über dem Heizwiderstand verursachen können. Auf diese Weise hat man den Strom jedes Elektrodenpfades "stabilisiert" und erreicht eine Verbesserung der Druckqualität in Abhängigkeit des Verhältnisses der Vorwiderstände zum effektiven Heizwiderstand des ETR-Bandes.
• So billig und technisch einfach diese Lösung auf der einen Seite ist, hat sie doch auf der anderen Seite den erheblichen Nachteil, daß nur ein Bruchteil der in das Gesamtsystem gespeisten Energie für den eigentlichen Druckvorgang benötigt wird. Der größte Anteil der Energie wird in Verlustwärme umgewandelt. Außerdem ist eine Schwankung der Spannung über dem jeweiligen Heizwiderstand unvermeidbar, denn im Unterschied zum Thermotransferdruckprinzip sind beim ETR-Druckprinzip während der Bewegung des Bandes veränderliche Übergangswiderstände an den Kontaktstellen der Widerstandsschicht des Widerstandsfarbbandes mit den Elektroden des ETR-Druckkopfes und der Stromsammelelektrode und außerdem veränderliche Widerstandsheizelemente im Band wirksam.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine technische Ansteuerungsart für einen beliebigen ETR-Druckkopf zu finden, die eine einfache und damit preiswerte technische Ausführung mit minimaler Verlustleistung im System verbindet und somit auch nur geringe Betriebskosten verursacht, bei gleichzeitig maximaler Druckqualität.
• Die Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
• Die Erfindung geht davon aus, daß die Anordnung für eine ETR-Druckkopfansteuerung mit Speichermitteln und mit einer Steuerung für die ETR-Druckeinheit ausgerüstet ist, wobei die Ansteuerung eines ETR-Druckkopfes innerhalb eines Drucksystems durchweg mit der Hilfe von Mikroprozessoren, Mikrocomputern oder Computern ausgeführt und den Elektroden einer ETR-Druckeinheit Energie aus einer spannungsquelle für die einzelnen Pixel des Druckbildes bereitgestellt wird, wobei die Anzahl der temporär mit der steuerbaren Spannungsquelle in Verbindung stehenden Elektroden durch eine Mikroprozessorsteuerung vorgegeben wird, die ein der Abhängigkeit von der Anzahl der angesteuerten Elektroden entsprechendes Steuersignal an die steuerbare Spannungsquelle abgibt.
• Die Erfindung basiert weiterhin auf der Überlegung, daß mit einer Mikroprozessorsteuereinheit die jeweils relevanten Druckinformationen zum entsprechend richtigen Zeitpunkt in die Schalteinheit geladen werden, die im aktiven Zustand dafür sorgt, daß die zu druckenden Pixel eine definierte Zeit bestromt werden, damit die für den Druckvorgang erforderliche Hitze im ETR-Band erzeugt wird.
• Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen:

Figur 1,

Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Anordnung

Figur 2,

Schaltung der Schalteinheit

Figur 3a,

elektrisches Ersatzschaltbild für ETR-Drucker mit einer einzigen Konstantstromquelle I_s

Figur 3b,

elektrisches Ersatzschaltbild für ETR-Drucker mit einer einzigen Konstantspannungsquelle U_s

Figur 4,

Variante einer steuerbaren Spannungsquelle

Figur 5,

Variante für eine beliebige Druckgeschwindigkeit und für einstellbaren Kontrast

Figur 6,

Variante für eine zusätzliche Regelung der Druckqualität mit invertierenden Verstärker

Figur 7,

Variante für eine zusätzliche Regelung der Druckqualität mit Subtrahierverstärker

Die in der Figur 1 gezeigte Anordnung für eine ETR-Druckkopfansteuerung weist eine steuerbare Energiequelle 1, eine Schalteinheit 2, eine ETR-Druckeinheit 3, eine Mikroprozessoreinheit 5, eine Stromsammelelektrode 6 und ein Speichermittel 7 auf, das mit der Mikroprozessorsteuereinheit 5 für die Ansteuerung der ETR-Druckeinheit 3 verbunden ist. Das Speichermittel 7 enthält mindestens die Grafikdaten für ein Druckbild.
• Die Energie für die Elektroden der ETR-Druckeinheit 3 wird aus einer einzigen steuerbaren Energiequelle 1 bereitgestellt, wobei die Anzahl n der temporär mit der steuerbaren Energiequelle 1 in Verbindung stehenden Elektroden 31, 32, 33,..., durch die Mikroprozessorsteuereinheit 5 vorgegeben wird, die zusätzlich ein der Abhängigkeit von der Anzahl der angesteuerten Elektroden entsprechendes Steuersignal an die steuerbare Energiequelle 1 abgibt.
• Eine über die Mikroprozessorsteuereinheit 5 beaufschlagte Schalteinheit 2 gibt die Energie an einen ETR-Druckkopf 30 der ETR-Druckeinheit 3 weiter, der mit einem ETR-Widerstandsfarbband 10 über Elektroden 31, 32, 33,..., in Kontakt steht, wobei die jeweils relevanten Druckinformation zum entsprechend richtigen Zeitpunkt t₁ in die Schalteinheit 2 geladen werden, die im aktivierten Zustand ab t₂ dafür sorgt, daß die zu druckenden Pixel eine definierte Zeit t_j bestromt werden, damit die für den Druckvorgang erforderliche Hitze in den angesteuerten kurzzeitig kontaktierten Bereichen 101, 102,..., der Widerstandsschicht 100 des Widerstands-Farbbandes 10 erzeugt wird.
• In der Figur 2 ist eine Schaltung der Schalteinheit 2 dargestellt. Ein mit den seriellen Druckdaten direkt oder über einen nicht mit dargestellten Decoder 20 beaufschlagtes Serien/Parallel-Schieberegister 21 der Schalteinheit 2 übergibt die Druckdaten in einer ersten Ansteuerphase ab t₁ an die Latches eines Zwischenspeichers 22. Es liegen also die aktuellen Druckinformation ausreichend lange vor dem eigentlichen Druckvorgang in der Steuereinheit 2 vor.
• In einer zweiten Ansteuerphase ab t₂ wird während eines Strobe-Impulses jedes durch die zugehörigen Ausgänge der Latches angesteuertes Gatter G₁, G₂,..., eines ausgangsseitigen Treibers 23 auf Durchgang geschaltet und ein Ansteuerimpuls an den jeweiligen Strompfad mit dem zugehörigen Widerstand R_p abgegeben. Als Schalteinheit 2 läßt sich vorteilhaft der Ansteuerschaltkreis SN 75518 mit 32 Bit-Shift-Register, 32 Latches und 32 AND-Gattern einsetzen. Nach Ablauf einer definierten Zeit werden die neuen Druckdaten durch die Mikroprozessorsteuereinheit 5 bereitgestellt und in den Latches des Zwischenspeichers 22 gespeichert.
• Für eine konstante Druckqualität wird der Druckerantrieb so eingestellt, daß für jede Bandgeschwindigkeit V_bj mit j = 1, 2,..., m gilt:
  
  ${\text{t}}_{\text{j}}{\text{* V}}_{\text{bj}}\text{= c mit c = konstant (1)}$

  

  
  
  In der Figur 3a ist ein elektrisches Ersatzschaltbild für ETR-Drucker mit einem eingeschalteten Strompfad mit dem zugehörigen Widerstand R_p und mit einer einzigen Konstantstromquelle I_s angegeben. Der Widerstand R_p ergibt sich als Widerstandssumme zu:
  
  ${\text{R}}_{\text{p}}{\text{= R}}_{\text{v}}{\text{+ R}}_{\text{k}}{\text{+ R}}_{\text{h}}{\text{+ R}}_{\text{r}}{\text{+ R}}_{\text{b}}{\text{+ R}}_{\text{ü}}{\text{+ R}}_{\text{l}}\text{ (2)}$

  

  
  
  mit
  R_v - Vorwiderstand
  R_k - Kontaktwiderstand einer Elektrode
  R_h - Widerstandsheizelement
  R_r - Stromrückleitwiderstand
  R_b - Bandwiderstand
  R_ü - Übergangswiderstand Band/Rückelektrode
  R_l - Leitungswiderstand
  Der Kontaktwiderstand R_k einer Elektrode mit der oberen Widerstandsschicht 100 des Widerstandsfarbbandes 10 ist von der Größe der wirksamen Elektrodenfläche und vom Andruck an das Band abhängig. Der Stromrückleitwiderstand R_r der mittleren Schicht 8 des Widerstandsfarbbandes besteht vorzugsweise aus Aluminium und hängt vom Gesamtstrom ab, der Entfernung der Rückelektrode. Die Aluminiumschicht 8 ist ca. 0,8 µm dick. Gegenüber der Widerstandsschicht 100, die ca. 15 µm dick ist und gegenüber der Farbschicht 9, deren Dicke ca 6 µm beträgt. Bei naher Anordnung der Stromsammelelektrode 6 bezüglich der Elktorden des ETR-Drukkopfes 30 ist der Stromrückleitwiderstand R_r vernachlässigbar gering. Der Bandwiderstand R_b der Widerstandsschicht 100 des Widerstandsfarbbandes 10 ist vom Umschlingungswinkel β der Fläche der Rückelektrode 6 bestimmt. Der Übergangswiderstand R_ü zwischen Band 10 und Stromsammelelektrode 6 hängt vom Druck und der Rückelektrodenfläche ab.
• Die Widerstandsheizelemente R_h werden durch eine in ihrer Impulshöhe und Impulsbreite an die benötigte Heizenergie angepaßte Taktfrequenz angesteuert. Damit ergibt sich die die Druckqualität bestimmende Energie W_p in jedem Widerstandsheizelement R_h zu:
  
  ${\text{W}}_{\text{p}}{\text{= (I}}_{\text{p}}{\text{² * R}}_{\text{h}}{\text{) * t}}_{\text{j}}{\text{= (U}}_{\text{h}}{\text{²/ R}}_{\text{h}}{\text{) * t}}_{\text{j}}\text{ (3)}$

  

  
  
  Die erforderliche Impulshöhe wird von der angesteuerten Energiequelle 1 bereitgestellt, welche die mit dieser über die Schalteinheit 2 temporär in Verbindung stehenden Elektroden 31, 32, 33,..., mit einem Strom I_s oder mit einer Spannung U_s beaufschlagt, deren Höhe eine derartige Abhängigkeit von der temporär verschiedenen Anzahl n an angesteuerten Elektroden aufweist, daß eine größere Anzahl an Elektroden mit einem höheren Strom oder mit einer höheren Spannung versorgt werden, als eine geringere Anzahl.
• In der - in der Figur 1 gezeigten - ersten Variante ist eine analog ansteuerbare Energiequelle 1 vorgesehen, die vom Analogausgang eines D/A-Wandlers 4, der mit seinen digitalen Eingängen mit Ausgängen der Mikroprozessorsteuereinheit 5 verbunden ist, ansteuerbar ist.
• Für jede aktuelle Druckspalte wird vor der Ausgabe der Druckinformation an die Schalteinheit 2 entsprechend der Anzahl n der zu aktivierenden Druckpunkte, diese Anzahl binär kodiert an den Digital-Analog-Wandler 4 von der Mikroprozessorsteuereinheit 5 ausgegeben. Schon mit einem einfachen 8-Bit D/A-Wandler lassen sich auf diese Weise 256 unterschiedliche analoge Pegel erzeugen, die direkt der jeweiligen Anzahl der zu druckenden Punkte entsprechen. Diese Analogpegel dienen nun dazu, eine ansteuerbare und einstellbare Energiequelle 1 anzusteuern. Es wird also eine exakt der Anzahl der zu druckenden Punkte einer jeden Druckspalte entsprechen-de, definierte Energie in das System eingespeist.
• Das hat zum einen den Vorteil, daß beispielsweise eine einzige steuerbare und einstellbare Konstantstromquelle I_s für das Gesamtsystem mit beliebig vielen ETR-Elektroden ausreicht und nicht eine für jeden Strompfad zur Verfügung stehen muß, zum anderen ist nur noch ein sehr kleiner Vorwiderstand R_v in jedem Strompfad I, II, III, ..., zur Einstellung der Stromverteilung erforderlich. Gleichzeitig ist jedoch durch die steuerbare Konstantstromquelle für jede Druckspalte dafür gesorgt, daß immer die exakte, vorbestimmte Druckenergie zum Aufschmelzen der unteren Farbschicht 9 zur Verfügung steht. Für den steuerbaren Konstantstrom gilt annähernd die Beziehung:
  
  ${\text{I}}_{\text{s}}{\text{= (I}}_{\text{p1}}{\text{+ I}}_{\text{p2}}{\text{+ ... + I}}_{\text{pi}}\text{) (4)}$

  

  
  
  Der Wert des Vorwiderstandes R_v beträgt 1/2 bis 1/8 vom Wert des effektiven Heizwiderstandes, vorzugsweise 1/3 bis 1/4, was gegenüber des o.g. Standes der Technik mit sehr viel größeren R_v die Verlustenergie des Systems minimiert. Für ${\text{R}}_{\text{h}}{\text{+ R}}_{\text{v}}{\text{» R}}_{\text{r}}{\text{+ R}}_{\text{b}}{\text{+ R}}_{\text{ü}}{\text{+ R}}_{\text{l}}$

  

  sind die Verluste minimal.
• Ein weiterer Vorteil dieser Erfindung beruht darauf, daß die Druckintensität des gesamten ETR-Kopfes sehr leicht durch die Änderung eines einzigen Stellgliedes S erfolgen kann, nämlich durch die Änderung eines Faktors y des steuerbaren Konstantstromes I_s oder Konstantspannung U_s der steuerbaren Energiequelle 1. Bei der Änderung eines weiteren Faktors z mit dem selben Stellglied S läßt sich zusätzlich die Druckgeschwindigkeit bzw. Bandgeschwindigkeit V_b berücksichtigen.
• Mit höherer Druckgeschwindigkeit V_b und Druckintensität (Kontrast) wachsen die Faktoren y und z. Da die Teilströme in den Strompfaden gleich sind, wobei die Beziehung ${\text{I}}_{\text{p}}{\text{= I}}_{\text{p1}}{\text{= I}}_{\text{p2}}{\text{= ... = I}}_{\text{pi}}$

  

  mittels der Vorwiderstände R_v eingestellt ist, gilt:
  
  ${\text{I}}_{\text{s}}{\text{= y * z * n * I}}_{\text{p}}\text{ (5)}$

  

  
  
  In der Figur 3b ist ein elektrisches Ersatzschaltbild für ETR-Drucker mit einer einzigen Konstantspannungsquelle U_s aufgezeigt. Beim Einsatz einer Spannungsquelle U_s als Energiequelle 1, wird durch Einschalten eines seriellen Meßwiderstandes R_m in den Stromkreis für eine Linearisierung des Spannungsabfalls über den Restwiderstand ${\text{R}}_{\text{rest}}{\text{= R}}_{\text{r}}{\text{+ R}}_{\text{b}}{\text{+ R}}_{\text{ü}}{\text{+ R}}_{\text{m}}$

  

  gesorgt. Es gilt dann für ${\text{R}}_{\text{m}}{\text{» R}}_{\text{r}}{\text{+ R}}_{\text{b}}{\text{+ R}}_{\text{ü}}$

  

  annähernd die Beziehung:
  
  ${\text{R}}_{\text{rest}}{\text{= R}}_{\text{m}}\text{ (6)}$

  

  
  
  Weil der Strom I_p jedes Strompfades über den Meßwiderstand R_m (der den Leitungswiderstand R_l einschließt) fließt, kann der Gesamtstrom ${\text{I}}_{\text{g}}{\text{= n * I}}_{\text{p}}$

  

  über U_m gemessen werden. Es gilt:
  
  ${\text{U}}_{\text{m}}{\text{= n * I}}_{\text{p}}{\text{* R}}_{\text{m}}\text{ (7)}$

  

  
  
  Für nur einen eingeschalteten Strompfad, d.h. die kleinste Einheit, die dem Wert einer ETR-Elektrode entspricht, ist der Faktor n = 1.
• Die steuerbare Konstantspannung ergibt sich unter Berücksichtigung von n Strompfaden dann zu:
  
  ${\text{U}}_{\text{s}}\text{= y * z * (U₁ + [ n * U₂ ] ) (8)}$

  

  
  
  ${\text{Dabei gilt U₁ = U}}_{\text{v}}{\text{+ U}}_{\text{k}}{\text{+ U}}_{\text{h}}{\text{und U₂ = R}}_{\text{rest}}{\text{* I}}_{\text{p}}\text{ (9)}$

  

  
  
  Die Einstellzeiten der steuerbaren Energiequelle 1 sind im Hinblick auf die mit der ETR-Technologie erreichbaren maximalen Druckgeschwindigkeiten im Bereich von ca. 500 mm/s unkritisch. Der technische und preisliche Aufwand ist bei optimalen Druckergebnissen vergleichsweise gering.
• In der Figur 4 wird eine Variante einer steuerbaren Spannungsquelle vorgestellt, mit einem Linearregler 11, dem die ungeregelte Eingangsspannung U_g und ein über einen nichtinvertierenden Operationsverstärker 12 verstärkter Sollwert zugeführt wird und der eine ausgangsseitige Spannung U_s abgibt. Die Sollwertspannung ergibt sich aus der analogen Steuerspannung:
  
  ${\text{U}}_{\text{soll}}{\text{= (1 + R}}_{\text{s}}{\text{/R}}_{\text{e}}{\text{) * U}}_{\text{stell}}\text{ (10)}$

  

  
  
  Das Widerstandsverhältnis R_s/R_e des Stellgliedes S₁ gestattet das Einstellen der Grundverstärkung und/oder eine von der Mikroprozessorsteuereinheit 5 gesteuerte - in der Figur 5 gezeigte - Umschaltung einer Widerstandskette entsprechend den erforderlichen Faktoren y und z.
• In der Figur 6 ist eine weitere Variante für eine steuerbare Spannungsquelle gezeigt, die mit einem Anschluß zur zusätzlichen Regelung der Druckqualität mittels der Meßspannung U_m ausgerüstet ist. Die Meßspannung fällt an dem Meßwiderstand R_m ab, der um Größenordnungen kleiner ist, als die Vorwiderstände R_v oder die Heizwiderstände R_h und kleiner ist, als der Stromrückleitwiderstand R_r. Die Meßspannung U_m liegt über einen Widerstand R_d und die invertierte Stellspannung -U_stell über einen Widerstand R_t am Knotenpunkt eines invertierenden Verstärkers 13. Bei steigenden Gesamtwiderstand verringert sich der Gesamtstrom und damit auch U_m, was zur Erhöhung der Sollspannung U_soll führt.
• In der Figur 7 ist eine weitere Variante für eine steuerbare Spannungsquelle mit zusätzlicher Regelung dargestellt. Der Verstärker 12 ist als Subtrahierverstärker ausgebildet. Im Unterschied zu der Variante gemäß Figur 6 können eingangsseitig positive Spannungen U_stell und U_m angelegt werden, bei ansonsten gleicher Wirkungsweise.
• Eine weitere Variante für eine steuerbare Spannungsquelle mit digitalen Steuereingängen, zur Einstellung entsprechend der gewählten Druckgeschwindigkeit, zur Einstellung des Kontrastes ansich und mit zusätzlicher Regelung der Druckqualität mittels der Meßspannung U_m ergibt sich aus der Figur 5 in Verbindung mit einer in der Figur 1 nicht dargestellten Erweiterung des Blockschaltbildes auf welche nachfolgend eingegangen wird. Die Mikroprozessoreinheit 5 ist eingangsseitig zusätzlich mit einem Analog/Digital-Umsetzer 14 ausgerüstet, an dessen Eingang die Meßspannung U_m anliegt. Die digitalen Daten entsprechend der Meßspannung U_m werden in die Mikroprozessoreinheit 5 eingegeben und bilden eine Korrekturgröße U₃, die zusätzlich in die oben genannte Gleichung (8) eingeht. Damit ergibt sich für die Stellspannung:
  
  ${\text{U}}_{\text{stell}}\text{= (U₁ - U₃ + [ n * U₂ ]) (11)}$

  

  
  
  In einer - in der Figur 1 nicht gezeigten - weiteren Variante ist eine digital ansteuerbare Energiequelle 1 (Stromquelle I_s oder Spannungsquelle U_s) direkt mit den Ausgängen der Mikroprozessorsteuereinheit 5 verbunden.
• Beispielsweise wird die Anzahl n der temporär mit der steuerbaren Stromquelle I_s in Verbindung stehenden Elektroden direkt durch die Mikroprozessorsteuereinheit 5 vorgegeben, die ein der Abhängigkeit von der Anzahl n der angesteuerten Elektroden entsprechendes Steuersignal an die steuerbare Energiequelle 1 abgibt, so daß jedes Widerstandsheizelement R_p die erforderliche gleichmäßige Heizleistung beim Drucken aufbringt.
• Wird der ETR-Drucker für eine Frankiermaschine eingesetzt, kann deren Speicher und Mikroprozessorsteuereinheit zur Ansteuerung mit benutzt werden. Eine solche Frankiermaschine besteht aus einem Speichermittel und einem mit diesem in Verbindung stehenden Empfangsmittel für über ein Übertragungsmittel übertragbare Daten, ein Eingabemittel, einem Steuermodul und dem ETR-Drucker.
• Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf das vorstehend angegebene bevorzugte Ausführungsbeispiel. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch machen.

Claims (11)

1. Anordnung für eine ETR-Druckkopfansteuerung mit Speichermitteln und mit einer Steuerung für die ETR-Druckeinheit, wobei den Elektroden einer ETR-Druckeinheit Energie aus einer Energiequelle für die einzelnen Pixel des Druckbildes bereitstellt,
   dadurch gekennzeichnet, daß
   die Energiequelle eine steuerbare Energiequelle (1) ist, die die mit dieser über eine Schalteinheit (2) temporär in Verbindung stehenden Elektroden (31, 32, 33,...) mit einer Spannung oder einen konstanten Strom beaufschlagt, deren Höhe eine derartige Abhängigkeit von der temporär verschiedenen Anzahl n an Elektroden aufweist, daß eine größere Anzahl an Elektroden mit einer höheren Spannung oder einem höheren Konstantstrom versorgt werden, als eine geringere Anzahl,
   daß die Anzahl der temporär mit der steuerbaren Energiequelle in Verbindung stehenden Elektroden durch eine Mikroprozessorsteuereinheit (5) vorgegeben wird, die ein der Abhängigkeit von der Anzahl der angesteuerten Elektroden entsprechendes Steuersignal an die steuerbare Energiequelle abgibt.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine digital ansteuerbare Spannungsquelle U_s direkt mit Steuerausgängen der Mikroprozessorsteuereinheit (5) verbunden ist, wobei die von der Spannungsquelle abgegebene Spannung ${\text{U}}_{\text{s}}\text{= y * z * (U₁ + [n U₂]}$

   

   beträgt und der Gesamtstrom I_g über einen Meßwiderstand R_m fließt.
3. Anordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die steuerbare Spannungsquelle analog über einen D/A-Wandler (4), der mit seinen digitalen Eingängen mit Ausgängen der Mikroprozessorsteuereinheit (5) verbunden ist, ansteuerbar ist und ein Stellglied (S) zur Einstellung der Grundverstärkung und/oder zur Anpassung der Druckintensität an die eingestellte Druckgeschwindigkeit V_b vorgesehen ist.
4. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Ausgang der Schalteinheit (2) einen Stromquellencharakter für die Elektroden der ETR-Druckeinheit (3) besitzt oder Vorwiderstände R_v für die Elektroden aufweist.
5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede Stromquelle bzw. Stromverteilung durch einen Widerstand R_v in jedem Strompfad einstellbar ist.
6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß den ETR-Elektroden ein Vorwiderstand R_v < R_h in jedem Strompfadgestellt zugeordnet ist, vorzugsweise mit dem halben Wert bis zu einem Achtel des Wertes des effektiven Widerstandsheizelemtes R_h.
7. Anordnung nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die steuerbare Spannungsquelle U_s neben dem Ansteuereingang für die Stellspannung U_stell mit einem Anschluß zur zusätzlichen Regelung der Druckqualität mittels der Meßspannung U_m ausgerüstet ist, wobei die Meßspannung U_m über einen Widerstand R_d und die invertierte Stellspannung -U_stell über einen Widerstand R_t am Knotenpunkt eines invertierenden Verstärkers 13 oder die nichtinvertierte Stellspannung U_stell direkt oder über den Widerstand R_t am nichtinvertierenden Eingang eines Subtrahierverstärkers 12 und die Meßspannung an dessen invertierenden Eingang über den Widerstand R_d anliegt.
8. Anordnung nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweils relevanten Druckinformation zum entsprechend richtigen Zeitpunkt t₁ in einer ersten Ansteuerphase in die Schalteinheit (2) geladen werden, die von der Mikroprozessorsteuereinheit (5) so gesteuert wird, daß im aktivierten Zustand der ausgangsseitigen Gatter eines Treibers (23) während einer zweiten Ansteuerphase die den zu druckenden Pixel zugeordneten Widerstandsheizelemente R_h im ETR-Band eine definierte Zeit t_j entsprechend der gewählten Druckgeschwindigkeit bestromt werden, damit die für den Druckvorgang erforderliche Hitze im ETR-Band erzeugt wird.
9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinheit (2) einen eingangsseitig von der Mikroprozessorsteuereinheit (5) mit Daten, Befehlen und/oder Signalen beaufschlagten Decoder (20) aufweist.
10. Anordnung nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteuerung eines ETR-Druckkopfes (30) innerhalb eines Drucksystems durchweg mit der Hilfe von Mikroprozessoren mit Speichern, Mikrocomputern oder Computern ausgeführt wird, wobei diese als Bestandteil eines anderen Systems mitbenutzt werden.
11. Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung für eine ETR-Druckkopfansteuerung in einer Frankiermaschine eingesetzt wird.

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