EP0568162A1 - Device for an electrothermal printhead drive - Google Patents

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Publication number
EP0568162A1
EP0568162A1 EP93250024A EP93250024A EP0568162A1 EP 0568162 A1 EP0568162 A1 EP 0568162A1 EP 93250024 A EP93250024 A EP 93250024A EP 93250024 A EP93250024 A EP 93250024A EP 0568162 A1 EP0568162 A1 EP 0568162A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
electrodes
etr
voltage
control
current
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP93250024A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Günther Stephan
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Francotyp Postalia GmbH
Original Assignee
Francotyp Postalia GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE19924214545 external-priority patent/DE4214545C2/en
Application filed by Francotyp Postalia GmbH filed Critical Francotyp Postalia GmbH
Publication of EP0568162A1 publication Critical patent/EP0568162A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/315Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of heat to a heat sensitive printing or impression-transfer material
    • B41J2/32Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of heat to a heat sensitive printing or impression-transfer material using thermal heads
    • B41J2/35Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of heat to a heat sensitive printing or impression-transfer material using thermal heads providing current or voltage to the thermal head
    • B41J2/355Control circuits for heating-element selection
    • B41J2/36Print density control

Definitions

  • the invention relates to an arrangement for an ETR printhead control of the type specified in the preamble of claim 1.
  • An ETR printer can be used, for example, in a franking machine for franking mail.
  • the ETR printer includes an electronic head control, an ETR print head with a large number of electrodes and a current collecting electrode which are connected to a power supply.
  • the pressure energy is fed as a constant current in each current path associated with each electrode in order to ensure a uniform print quality.
  • the ETR printhead acts on the recording medium, preferably paper, via a resistance ink ribbon which is moved with the recording medium.
  • the resistance ribbon has an upper one with the ETR printhead in contact resistance layer, a middle current return layer and a lower color layer in contact with the recording medium.
  • the ETR print head contains a multiplicity of electrodes which are arranged insulated from one another, each of which can generate a pixel of the printed image.
  • the energy supplied via these electrodes is converted into current heat in the area of the resistance layer assigned to each pixel, which leads to the melting of the color of the color layer located in the area.
  • Such an ETR printer with back electrodes is known from EP 0 301 891 A1.
  • the energy to be supplied depends on the resistance of each current path assigned to a pixel, on the melting temperature of the color, the intended contrast of the printed image and on the speed of the moving resistance ribbon and increases non-linearly with the roughness of the paper surface.
  • a series / parallel shift register loaded with the serial print data transfers the print data to the latches of an intermediate store in a first control phase.
  • each gate controlled by the associated outputs of the latches is switched to continuity during a strobe pulse and a control pulse to the respective one Resistor element delivered.
  • the resistance heating elements are preheated directly by a clock frequency which is adapted to the required heating energy in terms of its pulse height and pulse width.
  • Such preheating via energy from a voltage source is in principle not possible with an ETR printer because the resistance elements are located in the resistance layer of the resistance ribbon.
  • the energy supply to the individual electrodes of an ETR head is best provided by a constant current source, since the accuracy of the constant current and the specific tape resistance guarantee a very even printing performance.
  • the invention has for its object to find a technical control for any ETR print head that is simple and therefore inexpensive combines technical design with minimal power dissipation in the system and thus also causes only low operating costs, and at the same time maximum print quality.
  • the invention is based on the fact that the arrangement for an ETR print head control is equipped with storage means and with a control for the ETR print unit, the control of an ETR print head within a printing system being carried out consistently with the help of microprocessors, microcomputers or computers and
  • the electrodes of an ETR printing unit are provided with energy from a voltage source for the individual pixels of the printed image, the number of electrodes temporarily connected to the controllable voltage source being predetermined by a microprocessor control, which generates a control signal corresponding to the dependence on the number of activated electrodes outputs to the controllable voltage source.
  • the invention is further based on the consideration that with a microprocessor control unit the relevant print information is loaded into the switching unit at the appropriate time, which in the active state ensures that the pixels to be printed are energized for a defined time, so that the necessary for the printing process Heat is generated in the ETR band.
  • the energy for the electrodes of the ETR printing unit 3 is provided by a single controllable energy source 1, the number n of the electrodes 31, 32, 33, ... temporarily connected to the controllable energy source 1 being predetermined by the microprocessor control unit 5 which additionally outputs a control signal corresponding to the dependence on the number of activated electrodes to the controllable energy source 1.
  • a switching unit 2 acted upon by the microprocessor control unit 5 transmits the energy to an ETR printhead 30 of the ETR printing unit 3, which is in contact with an ETR resistance ink ribbon 10 via electrodes 31, 32, 33,..
  • Relevant print information at the correspondingly correct time t 1 are loaded into the switching unit 2, which in the activated state from t 2 ensures that the pixels to be printed are energized for a defined time t j , so that the heat required for the printing process in the controlled, briefly contacted areas 101 , 102, ..., the resistance layer 100 of the resistance ribbon 10 is produced.
  • FIG. A circuit of the switching unit 2 is shown in FIG. A with the serial print data directly or via a decoder 20 not shown series / parallel shift register 21 of the switching unit 2 transfers the print data in a first control phase from t1 to the latches of an intermediate memory 22. So the current print information is sufficiently long before actual printing process in the control unit 2 before.
  • each of the associated outputs during a strobe pulse the latches controlled gate G1, G2, ..., an output-side driver 23 switched to continuity and a drive pulse to the respective current path with the associated resistor R p .
  • the control circuit SN 75518 with 32 bit shift register, 32 latches and 32 AND gates can advantageously be used as switching unit 2. After a defined time has elapsed, the new print data are provided by the microprocessor control unit 5 and stored in the latches of the buffer store 22.
  • FIG. 3a shows an electrical equivalent circuit diagram for ETR printers with an activated current path with the associated resistor R p and with a single constant current source I s .
  • the contact resistance R k of an electrode with the upper resistance layer 100 of the resistance ribbon 10 is depending on the size of the effective electrode area and the pressure on the tape.
  • the current return resistance R r of the middle layer 8 of the resistance ribbon is preferably made of aluminum and depends on the total current, the distance of the back electrode.
  • the aluminum layer 8 is approximately 0.8 ⁇ m thick.
  • the resistance layer 100 which is about 15 microns thick and against the color layer 9, the thickness of which is about 6 microns.
  • the current collecting electrode 6 is arranged closer to the electrode ends of the ETR printing head 30, the current return resistance R r is negligible.
  • the band resistance R b of the resistance layer 100 of the resistance ink ribbon 10 is determined by the wrap angle ⁇ of the surface of the back electrode 6.
  • the contact resistance R ü between band 10 and current collecting electrode 6 depends on the pressure and the back electrode area.
  • the required pulse level is provided by the controlled energy source 1, which applies a current I s or a voltage U s to the electrodes 31, 32, 33, ..., which are temporarily connected to it via the switching unit 2, the level of which is one has such a dependency on the temporarily different number n of activated electrodes that a larger number of electrodes are supplied with a higher current or with a higher voltage than a smaller number.
  • an energy source 1 that can be controlled in an analog manner is provided, which can be controlled by the analog output of a D / A converter 4 that is connected with its digital inputs to outputs of the microprocessor control unit 5.
  • this has the advantage that, for example, a single controllable and adjustable constant current source I s is sufficient for the entire system with any number of ETR electrodes and not one must be available for each current path, and on the other hand there is only a very small series resistor R v in each current path I, II, III, ..., required to set the current distribution.
  • R v is 1/2 to 1/8 of the value of the effective heating resistor, preferably 1/3 to 1/4, which minimizes the energy loss of the system compared to the prior art mentioned above with much larger R v .
  • R H + R v »R r + R b + R ü + R l the losses are minimal.
  • Another advantage of this invention is based on the fact that the pressure intensity of the entire ETR head can be very easily changed by changing a single actuator S, namely by changing a factor y of the controllable constant current I s or constant voltage U s of the controllable energy source 1 If another factor z is changed with the same actuator S, the printing speed or belt speed V b can also be taken into account.
  • FIG. 3b shows an electrical equivalent circuit diagram for ETR printers with a single constant voltage source U s .
  • FIG. 4 A variant of a controllable voltage source is presented in FIG. 4, with a linear regulator 11 to which the unregulated input voltage U g and a setpoint value amplified via a non-inverting operational amplifier 12 are supplied and which outputs a voltage U s on the output side.
  • the resistance ratio R s / R e of the actuator S1 allows the basic gain to be set and / or a switching of a resistor chain controlled by the microprocessor control unit 5 - shown in FIG. 5 - according to the required factors y and z.
  • FIG. 6 shows a further variant for a controllable voltage source, which is equipped with a connection for additional regulation of the print quality by means of the measuring voltage U m .
  • the measuring voltage drops across the measuring resistor R m , which is orders of magnitude smaller than the series resistors R v or the heating resistors R h and smaller than the current return resistor R r .
  • the measuring voltage U m is connected through a resistor R d and the inverted control voltage -U alternate via a resistance R t at the node of inverting amplifier 13. With increasing total resistance decreases, the total current and thus m U, which is intended to increase the nominal voltage U leads .
  • FIG. 7 shows a further variant for a controllable voltage source with additional regulation.
  • the amplifier 12 is designed as a subtracting amplifier.
  • positive voltages U stell and U m can be applied on the input side, with otherwise the same mode of operation.
  • a further variant for a controllable voltage source with digital control inputs, for setting according to the selected printing speed, for setting the contrast per se and with additional regulation of the print quality by means of the measuring voltage U m results from FIG. 5 in connection with one not shown in FIG Extension of the block diagram which will be discussed below becomes.
  • the microprocessor unit 5 is additionally equipped on the input side with an analog / digital converter 14, at the input of which the measuring voltage U m is present.
  • the digital data corresponding to the measuring voltage U m are entered into the microprocessor unit 5 and form a correction quantity U 3, which is also included in the above-mentioned equation (8).
  • the number n of electrodes temporarily connected to the controllable current source I s is specified directly by the microprocessor control unit 5, which outputs a control signal corresponding to the number n of the controlled electrodes to the controllable energy source 1, so that each resistance heating element R p provides the required uniform heating power when printing.
  • the ETR printer is used for a franking machine, its memory and microprocessor control unit can also be used for control.
  • a franking machine consists of a storage means and a receiving means connected thereto for data that can be transmitted via a transmission means, an input means, a control module and the ETR printer.
  • the embodiment of the invention is not limited to the preferred exemplary embodiment specified above. Rather, a number of variants are conceivable who make use of the solution shown, even with fundamentally different types.

Abstract

Arrangement for actuating an electrothermal print head drive, having memory means (7) with a microprocessor control (5) for an electrothermal printing unit (3) and having a current collector electrode (6), energy for the electrodes of the electrothermal printing unit being provided from a controllable current source or voltage source, the number of electrodes which are temporarily connected to the controllable energy source (1) being predetermined by the microprocessor control (5) which outputs a control signal, which corresponds to the dependence on the number of driven electrodes, to the controllable energy source which feeds the electrodes which are temporarily connected to the latter via a switching unit (2) with a current or the voltage whose level has a dependence on the temporarily different number of actuated electrodes such that a larger number of electrodes are supplied with a higher current or voltage than a smaller number. <IMAGE>

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.The invention relates to an arrangement for an ETR printhead control of the type specified in the preamble of claim 1. An ETR printer can be used, for example, in a franking machine for franking mail.

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.In addition to the mechanics, the ETR printer includes an electronic head control, an ETR print head with a large number of electrodes and a current collecting electrode which are connected to a power supply. The pressure energy is fed as a constant current in each current path associated with each electrode in order to ensure a uniform print quality.

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.The ETR printhead acts on the recording medium, preferably paper, via a resistance ink ribbon which is moved with the recording medium. The resistance ribbon has an upper one with the ETR printhead in contact resistance layer, a middle current return layer and a lower color layer in contact with the recording medium.

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.The ETR print head contains a multiplicity of electrodes which are arranged insulated from one another, each of which can generate a pixel of the printed image. The energy supplied via these electrodes is converted into current heat in the area of the resistance layer assigned to each pixel, which leads to the melting of the color of the color layer located in the area.

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.Such an ETR printer with back electrodes is known from EP 0 301 891 A1. The energy to be supplied depends on the resistance of each current path assigned to a pixel, on the melting temperature of the color, the intended contrast of the printed image and on the speed of the moving resistance ribbon and increases non-linearly with the roughness of the paper surface.

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.It is already known from DE 38 33 746 A1 a switching unit for a print head which is actuated via a control unit (ASE) and which, in contrast to the ETR print head, already contains the resistance elements themselves (thermal transfer printing method) and a selective control with preheating of the resistance elements to reduce the heating power when printing, known.

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.A series / parallel shift register loaded with the serial print data transfers the print data to the latches of an intermediate store in a first control phase. In a second control phase, each gate controlled by the associated outputs of the latches is switched to continuity during a strobe pulse and a control pulse to the respective one Resistor element delivered. The resistance heating elements are preheated directly by a clock frequency which is adapted to the required heating energy in terms of its pulse height and pulse width.

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.Such preheating via energy from a voltage source is in principle not possible with an ETR printer because the resistance elements are located in the resistance layer of the resistance ribbon.

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.Since the overall system consisting of the ETR head with the electrodes, the ETR ribbon and the back electrode has a large number of parasitic series resistances of variable value (contact resistance between electrode and band, sheet resistance of the aluminum layer in the band, contact resistance between band and back electrode) , which lead to a variation of the total resistance during operation, an energy supply by means of a voltage source is not suitable, since the varying partial voltage across the heating (= pressure) resistance would lead to different pressure energies. This would result in fluctuating print quality.

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.From a technical point of view, the energy supply to the individual electrodes of an ETR head is best provided by a constant current source, since the accuracy of the constant current and the specific tape resistance guarantee a very even printing performance.

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.However, a technically optimal solution with a current control for each electrode path is often not affordable due to the (possibly) very high number of electrodes of an ETR head.

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.Solutions are now known which attempt to implement a technically justifiable solution with reasonable effort. This includes the method of integrating a series resistor in each electrode path, the value of which is approx. 3-4 times higher than the effective heating (= pressure) resistance of the ETR tape.

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.This artificially increased total resistance of the system means that the now relatively small changes in the parasitic series resistances in the system cannot cause any significant change in the effective voltage across the heating resistor. In this way, the current of each electrode path has been "stabilized" and an improvement in print quality is achieved depending on the ratio of the series resistors to the effective heating resistor of the ETR band.

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.As cheap and technically simple as this solution is on the one hand, it has the considerable disadvantage on the other hand that only a fraction of the energy fed into the overall system is required for the actual printing process. Most of the energy is converted into heat loss. In addition, a fluctuation in the voltage across the respective heating resistor is unavoidable, because in contrast to the thermal transfer printing principle, with the ETR printing principle, there are variable contact resistances during the movement of the ribbon at the contact points of the resistance layer of the resistance ribbon with the electrodes of the ETR print head and the current collecting electrode, and also variable resistance heating elements effective in the band.

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.The invention has for its object to find a technical control for any ETR print head that is simple and therefore inexpensive combines technical design with minimal power dissipation in the system and thus also causes only low operating costs, and at the same time maximum print quality.

Die Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.The object is achieved with the characterizing features of claim 1.

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.The invention is based on the fact that the arrangement for an ETR print head control is equipped with storage means and with a control for the ETR print unit, the control of an ETR print head within a printing system being carried out consistently with the help of microprocessors, microcomputers or computers and The electrodes of an ETR printing unit are provided with energy from a voltage source for the individual pixels of the printed image, the number of electrodes temporarily connected to the controllable voltage source being predetermined by a microprocessor control, which generates a control signal corresponding to the dependence on the number of activated electrodes outputs to the controllable voltage source.

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.The invention is further based on the consideration that with a microprocessor control unit the relevant print information is loaded into the switching unit at the appropriate time, which in the active state ensures that the pixels to be printed are energized for a defined time, so that the necessary for the printing process Heat is generated in the ETR band.

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 Is
Figur 3b,
elektrisches Ersatzschaltbild für ETR-Drucker mit einer einzigen Konstantspannungsquelle Us
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.Advantageous developments of the invention are characterized in the subclaims or are shown below together with the description of the preferred embodiment of the invention with reference to the figures. Show it:
Figure 1,
Block diagram of the arrangement according to the invention
Figure 2,
Switching the switching unit
Figure 3a,
electrical equivalent circuit for ETR printers with a single constant current source I s
Figure 3b,
electrical equivalent circuit for ETR printers with a single constant voltage source U s
Figure 4,
Variant of a controllable voltage source
Figure 5,
Variant for any printing speed and for adjustable contrast
Figure 6,
Variant for an additional control of the print quality with inverting amplifier
Figure 7,
Variant for an additional control of the print quality with subtraction amplifier
The arrangement shown in FIG. 1 for an ETR printhead control has a controllable energy source 1, a switching unit 2, an ETR printing unit 3, a microprocessor unit 5, a current collecting electrode 6 and a storage means 7 which is connected to the microprocessor control unit 5 for the control of the ETR printing unit 3 is connected. The storage means 7 contains at least the graphic data for a print image.

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.The energy for the electrodes of the ETR printing unit 3 is provided by a single controllable energy source 1, the number n of the electrodes 31, 32, 33, ... temporarily connected to the controllable energy source 1 being predetermined by the microprocessor control unit 5 which additionally outputs a control signal corresponding to the dependence on the number of activated electrodes to the controllable energy source 1.

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 tj 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.A switching unit 2 acted upon by the microprocessor control unit 5 transmits the energy to an ETR printhead 30 of the ETR printing unit 3, which is in contact with an ETR resistance ink ribbon 10 via electrodes 31, 32, 33,.. Relevant print information at the correspondingly correct time t 1 are loaded into the switching unit 2, which in the activated state from t 2 ensures that the pixels to be printed are energized for a defined time t j , so that the heat required for the printing process in the controlled, briefly contacted areas 101 , 102, ..., the resistance layer 100 of the resistance ribbon 10 is produced.

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.A circuit of the switching unit 2 is shown in FIG. A with the serial print data directly or via a decoder 20 not shown series / parallel shift register 21 of the switching unit 2 transfers the print data in a first control phase from t₁ to the latches of an intermediate memory 22. So the current print information is sufficiently long before actual printing process in the control unit 2 before.

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 Rp 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.In a second control phase from t₂, each of the associated outputs during a strobe pulse the latches controlled gate G₁, G₂, ..., an output-side driver 23 switched to continuity and a drive pulse to the respective current path with the associated resistor R p . The control circuit SN 75518 with 32 bit shift register, 32 latches and 32 AND gates can advantageously be used as switching unit 2. After a defined time has elapsed, the new print data are provided by the microprocessor control unit 5 and stored in the latches of the buffer store 22.

Für eine konstante Druckqualität wird der Druckerantrieb so eingestellt, daß für jede Bandgeschwindigkeit Vbj mit j = 1, 2,..., m gilt:

t j * V bj = c mit c = konstant   (1)

Figure imgb0001


In der Figur 3a ist ein elektrisches Ersatzschaltbild für ETR-Drucker mit einem eingeschalteten Strompfad mit dem zugehörigen Widerstand Rp und mit einer einzigen Konstantstromquelle Is angegeben. Der Widerstand Rp ergibt sich als Widerstandssumme zu:

R p = R v + R k + R h + R r + R b + R ü + R l    (2)
Figure imgb0002


mit
Rv - Vorwiderstand
Rk - Kontaktwiderstand einer Elektrode
Rh - Widerstandsheizelement
Rr - Stromrückleitwiderstand
Rb - Bandwiderstand
Rü - Übergangswiderstand Band/Rückelektrode
Rl - Leitungswiderstand
Der Kontaktwiderstand Rk 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 Rr 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 Rr vernachlässigbar gering. Der Bandwiderstand Rb der Widerstandsschicht 100 des Widerstandsfarbbandes 10 ist vom Umschlingungswinkel β der Fläche der Rückelektrode 6 bestimmt. Der Übergangswiderstand Rü zwischen Band 10 und Stromsammelelektrode 6 hängt vom Druck und der Rückelektrodenfläche ab.For a constant print quality, the printer drive is set so that for each belt speed V bj with j = 1, 2, ..., m:

t j * V bj = c with c = constant (1)
Figure imgb0001


FIG. 3a shows an electrical equivalent circuit diagram for ETR printers with an activated current path with the associated resistor R p and with a single constant current source I s . The resistance R p is the sum of the resistances:

R p = R v + R k + R H + R r + R b + R ü + R l (2)
Figure imgb0002


With
R v - series resistor
R k - contact resistance of an electrode
R h - resistance heating element
R r - current return resistance
R b - band resistance
R ü - contact resistance band / back electrode
R l - line resistance
The contact resistance R k of an electrode with the upper resistance layer 100 of the resistance ribbon 10 is depending on the size of the effective electrode area and the pressure on the tape. The current return resistance R r of the middle layer 8 of the resistance ribbon is preferably made of aluminum and depends on the total current, the distance of the back electrode. The aluminum layer 8 is approximately 0.8 μm thick. Compared to the resistance layer 100, which is about 15 microns thick and against the color layer 9, the thickness of which is about 6 microns. When the current collecting electrode 6 is arranged closer to the electrode ends of the ETR printing head 30, the current return resistance R r is negligible. The band resistance R b of the resistance layer 100 of the resistance ink ribbon 10 is determined by the wrap angle β of the surface of the back electrode 6. The contact resistance R ü between band 10 and current collecting electrode 6 depends on the pressure and the back electrode area.

Die Widerstandsheizelemente Rh werden durch eine in ihrer Impulshöhe und Impulsbreite an die benötigte Heizenergie angepaßte Taktfrequenz angesteuert. Damit ergibt sich die die Druckqualität bestimmende Energie Wp in jedem Widerstandsheizelement Rh zu:

W p = (I p ² * R h ) * t j = (U h ²/ R h ) * t j    (3)

Figure imgb0003


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 Is oder mit einer Spannung Us 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.The resistance heating elements R h are driven by a clock frequency which is matched to the required heating energy in terms of its pulse height and pulse width. This results in the energy W p determining the print quality in each resistance heating element R h :

W p = (I p ² * R H ) * t j = (U H ² / R H ) * t j (3)
Figure imgb0003


The required pulse level is provided by the controlled energy source 1, which applies a current I s or a voltage U s to the electrodes 31, 32, 33, ..., which are temporarily connected to it via the switching unit 2, the level of which is one has such a dependency on the temporarily different number n of activated electrodes that a larger number of electrodes are supplied with a higher current or with a higher voltage than a smaller number.

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.In the first variant — shown in FIG. 1 — an energy source 1 that can be controlled in an analog manner is provided, which can be controlled by the analog output of a D / A converter 4 that is connected with its digital inputs to outputs of the microprocessor control unit 5.

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.For each current print column, before the print information is output to the switching unit 2 in accordance with the number n of print points to be activated, this number, in binary code, is output to the digital / analog converter 4 by the microprocessor control unit 5. With a simple 8-bit D / A converter, 256 different analog levels can be generated in this way, which correspond directly to the number of dots to be printed. These analog levels now serve to control a controllable and adjustable energy source 1. A defined energy corresponding to the number of dots to be printed in each printing column is therefore fed into the system.

Das hat zum einen den Vorteil, daß beispielsweise eine einzige steuerbare und einstellbare Konstantstromquelle Is 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 Rv 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:

I s = (I p1 + I p2 + ... + I pi )   (4)

Figure imgb0004


Der Wert des Vorwiderstandes Rv 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 Rv die Verlustenergie des Systems minimiert. Für R h + R v » R r + R b + R ü + R l
Figure imgb0005
sind die Verluste minimal.On the one hand, this has the advantage that, for example, a single controllable and adjustable constant current source I s is sufficient for the entire system with any number of ETR electrodes and not one must be available for each current path, and on the other hand there is only a very small series resistor R v in each current path I, II, III, ..., required to set the current distribution. At the same time, however, the controllable constant current source ensures for each printing column that the exact, predetermined printing energy is always available for melting the lower ink layer 9. The following applies approximately to the controllable constant current:

I. s = (I p1 + I p2 + ... + I pi ) (4)
Figure imgb0004


The value of the series resistor R v is 1/2 to 1/8 of the value of the effective heating resistor, preferably 1/3 to 1/4, which minimizes the energy loss of the system compared to the prior art mentioned above with much larger R v . For R H + R v »R r + R b + R ü + R l
Figure imgb0005
the losses are 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 Is oder Konstantspannung Us der steuerbaren Energiequelle 1. Bei der Änderung eines weiteren Faktors z mit dem selben Stellglied S läßt sich zusätzlich die Druckgeschwindigkeit bzw. Bandgeschwindigkeit Vb berücksichtigen.Another advantage of this invention is based on the fact that the pressure intensity of the entire ETR head can be very easily changed by changing a single actuator S, namely by changing a factor y of the controllable constant current I s or constant voltage U s of the controllable energy source 1 If another factor z is changed with the same actuator S, the printing speed or belt speed V b can also be taken into account.

Mit höherer Druckgeschwindigkeit Vb und Druckintensität (Kontrast) wachsen die Faktoren y und z. Da die Teilströme in den Strompfaden gleich sind, wobei die Beziehung I p = I p1 = I p2 = ... = I pi

Figure imgb0006
mittels der Vorwiderstände Rv eingestellt ist, gilt:

I s = y * z * n * I p    (5)
Figure imgb0007


In der Figur 3b ist ein elektrisches Ersatzschaltbild für ETR-Drucker mit einer einzigen Konstantspannungsquelle Us aufgezeigt. Beim Einsatz einer Spannungsquelle Us als Energiequelle 1, wird durch Einschalten eines seriellen Meßwiderstandes Rm in den Stromkreis für eine Linearisierung des Spannungsabfalls über den Restwiderstand R rest = R r + R b + R ü + R m
Figure imgb0008
gesorgt. Es gilt dann für R m » R r + R b + R ü
Figure imgb0009
annähernd die Beziehung:

R rest = R m    (6)
Figure imgb0010


Weil der Strom Ip jedes Strompfades über den Meßwiderstand Rm (der den Leitungswiderstand Rl einschließt) fließt, kann der Gesamtstrom I g = n * I p
Figure imgb0011
über Um gemessen werden. Es gilt:

U m = n * I p * R m    (7)
Figure imgb0012


Für nur einen eingeschalteten Strompfad, d.h. die kleinste Einheit, die dem Wert einer ETR-Elektrode entspricht, ist der Faktor n = 1.The factors y and z increase with higher printing speed V b and printing intensity (contrast). Since the partial flows in the current paths are the same, the relationship I. p = I p1 = I p2 = ... = I pi
Figure imgb0006
is set by means of the series resistors R v :

I. s = y * z * n * I p (5)
Figure imgb0007


FIG. 3b shows an electrical equivalent circuit diagram for ETR printers with a single constant voltage source U s . When using a voltage source U s as energy source 1, by switching on a serial measuring resistor R m in the circuit for a linearization of the voltage drop across the residual resistance R rest = R r + R b + R ü + R m
Figure imgb0008
worried. It then applies to R m »R r + R b + R ü
Figure imgb0009
roughly the relationship:

R rest = R m (6)
Figure imgb0010


Because the current I p of each current path flows through the measuring resistor R m (which includes the line resistance R l ), the total current can I. G = n * I p
Figure imgb0011
measured over U m . The following applies:

U m = n * I p * R m (7)
Figure imgb0012


For only one current path switched on, ie the smallest unit that corresponds to the value of an ETR electrode, the factor n = 1.

Die steuerbare Konstantspannung ergibt sich unter Berücksichtigung von n Strompfaden dann zu:

U s = y * z * (U₁ + [ n * U₂ ] )   (8)

Figure imgb0013


Dabei gilt U₁ = U v + U k + U h und U₂ = R rest * I p    (9)
Figure imgb0014


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.The controllable constant voltage then results in consideration of n current paths:

U s = y * z * (U₁ + [n * U₂]) (8)
Figure imgb0013


U₁ = U v + U k + U H and U₂ = R rest * I p (9)
Figure imgb0014


The setting times of the controllable energy source 1 are not critical with regard to the maximum printing speeds in the range of approximately 500 mm / s that can be achieved with the ETR technology. The technical and price expenditure is comparatively low with optimal printing results.

In der Figur 4 wird eine Variante einer steuerbaren Spannungsquelle vorgestellt, mit einem Linearregler 11, dem die ungeregelte Eingangsspannung Ug und ein über einen nichtinvertierenden Operationsverstärker 12 verstärkter Sollwert zugeführt wird und der eine ausgangsseitige Spannung Us abgibt. Die Sollwertspannung ergibt sich aus der analogen Steuerspannung:

U soll = (1 + R s /R e ) * U stell    (10)

Figure imgb0015


Das Widerstandsverhältnis Rs/Re 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.A variant of a controllable voltage source is presented in FIG. 4, with a linear regulator 11 to which the unregulated input voltage U g and a setpoint value amplified via a non-inverting operational amplifier 12 are supplied and which outputs a voltage U s on the output side. The setpoint voltage results from the analog control voltage:

U should = (1 + R s / R e ) * U stell (10)
Figure imgb0015


The resistance ratio R s / R e of the actuator S₁ allows the basic gain to be set and / or a switching of a resistor chain controlled by the microprocessor control unit 5 - shown in FIG. 5 - according to the required factors y and 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 Um ausgerüstet ist. Die Meßspannung fällt an dem Meßwiderstand Rm ab, der um Größenordnungen kleiner ist, als die Vorwiderstände Rv oder die Heizwiderstände Rh und kleiner ist, als der Stromrückleitwiderstand Rr. Die Meßspannung Um liegt über einen Widerstand Rd und die invertierte Stellspannung -Ustell über einen Widerstand Rt am Knotenpunkt eines invertierenden Verstärkers 13. Bei steigenden Gesamtwiderstand verringert sich der Gesamtstrom und damit auch Um, was zur Erhöhung der Sollspannung Usoll führt.FIG. 6 shows a further variant for a controllable voltage source, which is equipped with a connection for additional regulation of the print quality by means of the measuring voltage U m . The measuring voltage drops across the measuring resistor R m , which is orders of magnitude smaller than the series resistors R v or the heating resistors R h and smaller than the current return resistor R r . The measuring voltage U m is connected through a resistor R d and the inverted control voltage -U alternate via a resistance R t at the node of inverting amplifier 13. With increasing total resistance decreases, the total current and thus m U, which is intended to increase the nominal voltage U leads .

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 Ustell und Um angelegt werden, bei ansonsten gleicher Wirkungsweise.FIG. 7 shows a further variant for a controllable voltage source with additional regulation. The amplifier 12 is designed as a subtracting amplifier. In contrast to the variant according to FIG. 6, positive voltages U stell and U m can be applied on the input side, with otherwise the same mode of operation.

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 Um 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 Um anliegt. Die digitalen Daten entsprechend der Meßspannung Um 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:

U stell = (U₁ - U₃ + [ n * U₂ ])   (11)

Figure imgb0016


In einer - in der Figur 1 nicht gezeigten - weiteren Variante ist eine digital ansteuerbare Energiequelle 1 (Stromquelle Is oder Spannungsquelle Us) direkt mit den Ausgängen der Mikroprozessorsteuereinheit 5 verbunden.A further variant for a controllable voltage source with digital control inputs, for setting according to the selected printing speed, for setting the contrast per se and with additional regulation of the print quality by means of the measuring voltage U m results from FIG. 5 in connection with one not shown in FIG Extension of the block diagram which will be discussed below becomes. The microprocessor unit 5 is additionally equipped on the input side with an analog / digital converter 14, at the input of which the measuring voltage U m is present. The digital data corresponding to the measuring voltage U m are entered into the microprocessor unit 5 and form a correction quantity U 3, which is also included in the above-mentioned equation (8). This results in the control voltage:

U stell = (U₁ - U₃ + [n * U₂]) (11)
Figure imgb0016


In a further variant - not shown in FIG. 1 - a digitally controllable energy source 1 (current source I s or voltage source U s ) is connected directly to the outputs of the microprocessor control unit 5.

Beispielsweise wird die Anzahl n der temporär mit der steuerbaren Stromquelle Is 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 Rp die erforderliche gleichmäßige Heizleistung beim Drucken aufbringt.For example, the number n of electrodes temporarily connected to the controllable current source I s is specified directly by the microprocessor control unit 5, which outputs a control signal corresponding to the number n of the controlled electrodes to the controllable energy source 1, so that each resistance heating element R p provides the required uniform heating power when printing.

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.If the ETR printer is used for a franking machine, its memory and microprocessor control unit can also be used for control. Such a franking machine consists of a storage means and a receiving means connected thereto for data that can be transmitted via a transmission means, an input means, a control module and the ETR printer.

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.The embodiment of the invention is not limited to the preferred exemplary embodiment specified above. Rather, a number of variants are conceivable who make use of the solution shown, even with fundamentally different types.

Claims (11)

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.
Arrangement for an ETR print head control with storage means and with a control for the ETR print unit, the electrodes of an ETR print unit providing energy from an energy source for the individual pixels of the print image,
characterized in that
the energy source is a controllable energy source (1) which applies a voltage or a constant current to the electrodes (31, 32, 33, ...) which are temporarily connected to it via a switching unit (2), the amount of which is such a dependence of the temporarily different number n of electrodes, that a larger number of electrodes are supplied with a higher voltage or a higher constant current than a smaller number,
that the number of electrodes temporarily connected to the controllable energy source is predetermined by a microprocessor control unit (5) which emits a control signal corresponding to the dependence on the number of activated electrodes to the controllable energy source.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine digital ansteuerbare Spannungsquelle Us direkt mit Steuerausgängen der Mikroprozessorsteuereinheit (5) verbunden ist, wobei die von der Spannungsquelle abgegebene Spannung U s = y * z * (U₁ + [n U₂]
Figure imgb0017
beträgt und der Gesamtstrom Ig über einen Meßwiderstand Rm fließt.
Arrangement according to Claim 1, characterized in that a digitally controllable voltage source U s is connected directly to control outputs of the microprocessor control unit (5), the voltage emitted by the voltage source U s = y * z * (U₁ + [n U₂]
Figure imgb0017
is and the total current I g flows through a measuring resistor R m .
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 Vb vorgesehen ist.Arrangement according to claims 1 and 2, characterized in that the controllable voltage source can be controlled analogously via a D / A converter (4) which is connected with its digital inputs to outputs of the microprocessor control unit (5), and an actuator (S) is provided for setting the basic gain and / or for adapting the pressure intensity to the set printing speed V b . 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 Rv für die Elektroden aufweist.Arrangement according to claims 1 to 3, characterized in that each output of the switching unit (2) has a current source character for the electrodes of the ETR printing unit (3) or has series resistors R v for the electrodes. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede Stromquelle bzw. Stromverteilung durch einen Widerstand Rv in jedem Strompfad einstellbar ist.Arrangement according to claim 4, characterized in that each current source or current distribution can be set by a resistor R v in each current path. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß den ETR-Elektroden ein Vorwiderstand Rv < Rh in jedem Strompfadgestellt zugeordnet ist, vorzugsweise mit dem halben Wert bis zu einem Achtel des Wertes des effektiven Widerstandsheizelemtes Rh.Arrangement according to claim 5, characterized in that the ETR electrodes are assigned a series resistor R v <R h in each current path, preferably with half the value up to one eighth of the value of the effective resistance heating element R h . Anordnung nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die steuerbare Spannungsquelle Us neben dem Ansteuereingang für die Stellspannung Ustell mit einem Anschluß zur zusätzlichen Regelung der Druckqualität mittels der Meßspannung Um ausgerüstet ist, wobei die Meßspannung Um über einen Widerstand Rd und die invertierte Stellspannung -Ustell über einen Widerstand Rt am Knotenpunkt eines invertierenden Verstärkers 13 oder die nichtinvertierte Stellspannung Ustell direkt oder über den Widerstand Rt am nichtinvertierenden Eingang eines Subtrahierverstärkers 12 und die Meßspannung an dessen invertierenden Eingang über den Widerstand Rd anliegt.Arrangement according to one of the preceding claims 1 to 6, characterized in that the controllable voltage source U s next to the control input for the control voltage U alternate with a connection for the additional control of the print quality by means of the measuring voltage U m equipped with the measuring voltage U m over a resistor R d and the inverted control voltage -U alternate via a resistance R t at the node of an inverting amplifier 13 or the non-inverted control voltage U alternate directly or through the resistance R t at the noninverting input of a subtracting amplifier 12 and the measuring voltage at its inverting input via resistor R d is present. 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 Rh im ETR-Band eine definierte Zeit tj entsprechend der gewählten Druckgeschwindigkeit bestromt werden, damit die für den Druckvorgang erforderliche Hitze im ETR-Band erzeugt wird.Arrangement according to one of the preceding claims 1 to 7, characterized in that the relevant print information is loaded into the switching unit (2) at a correspondingly correct point in time t₁ in a first control phase, which is controlled by the microprocessor control unit (5) so that the activated State of the output gates of a driver (23) during a second activation phase, the resistance heating elements R h assigned to the pixels to be printed are energized in the ETR band for a defined time t j in accordance with the selected printing speed, so that the heat required for the printing process is generated in the ETR band becomes. 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.Arrangement according to claim 8, characterized in that the switching unit (2) has a decoder (20) on the input side of the microprocessor control unit (5) with data, commands and / or signals. 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.Arrangement according to one of the preceding claims 1 to 9, characterized in that the control of an ETR print head (30) within a printing system is carried out consistently with the aid of microprocessors with memories, microcomputers or computers, these being used as part of another system . Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung für eine ETR-Druckkopfansteuerung in einer Frankiermaschine eingesetzt wird.Arrangement according to claim 10, characterized in that the arrangement is used for an ETR print head control in a franking machine.
EP93250024A 1992-04-29 1993-01-20 Device for an electrothermal printhead drive Withdrawn EP0568162A1 (en)

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DE4214545 1992-04-29
DE19924214545 DE4214545C2 (en) 1992-04-29 1992-04-29 Arrangement for an ETR printhead control

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EP93250024A Withdrawn EP0568162A1 (en) 1992-04-29 1993-01-20 Device for an electrothermal printhead drive

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