DE3825752A1

DE3825752A1 - Drucker, insbesondere thermodrucker

Info

Publication number: DE3825752A1
Application number: DE3825752A
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Fukumoto; Koji Namura; Kenichi Naruki; Ryuzo Une
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1987-08-08
Filing date: 1988-07-29
Publication date: 1989-02-16
Also published as: GB2207886A; GB8818026D0; US4910530A; DE3825752C2; GB2207886B; CA1320660C

Description

Die Erfindung betrifft einen Drucker, insbesondere einen Thermodrucker nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 bzw. 3, bei dem Druckfarbe von einem Farbband auf ein Blatt Papier zur Darstellung eines Bildes oder dergleichen dadurch übertragen wird, daß ein Thermokopf erhitzt wird. Speziell betrifft die vorliegende Erfindung einen Thermodrucker, der die Abbildung von Zeichen auf die gleiche Stelle mehrfach wiederholt, indem das Papier hin- und herbewegt wird.

Fig 19 zeigt einen bekannten Thermodrucker, wie er beispielsweise in der JP-OS 60-72 773 beschrieben ist. Gemäß Fig 19 wird ein Blatt Papier 3 aus einer Kassette 2, welche entfernbar in einem Gehäuse 1 gehalten ist, durch Drehung von Papierzufuhrwalzen 4 (von denen zur Vereinfachung der Darstellung in Fig 19 nur eine dargestellt ist) einer Druckwalze 9 zugeführt. Ein Farbband 7, welches thermisch auf das Blatt Papier 3 übertragen wird, wird von einer Abwickelrolle 5 einer Aufwickelrolle 6 zugeführt. Ein Thermokopf 8 wird mittels eines Magneten 12 auf- und abbewegt. Eine oder mehrere Einfädelrollen 11 auf der Einführseite der Druckwalze 9 und eine oder mehrere Auswurfrollen auf der Auswurfseite der Druckwalze 9 werden auf die Oberfläche der Druckwalze 9 mittels Federn (nicht dargestellt) gedrückt und durch Drehung der Walze 9 in Drehung versetzt. Ein Reibungsbauteil 13 und eine Bremse 14 sind oberhalb der Einfädelrollen 11 angeordnet. Ebenfalls oberhalb der Einfädelrollen 11 sind Ausrichtrollen 15 und 16 angeordnet. Weitere Auswurfrollen 17 und 18 und ein Paar von Papierführungen 24 und 25 sind oberhalb der Auswurfrollen 10 angeordnet. Aus Gründen der Einfachheit der Darstellung ist nur eine der Auswurfrollen 17 bzw. 18 dargestellt. An der Bodenfläche der Papierführungen 24 und 25 ist ein Sensor 19 angeordnet, der die Vorderkante des Papierblattes 3 erfaßt. Das Blatt Papier 3 von der Kassette 2 wird zwischen Papierführungen 20 und 21 geführt. Weiterhin sind in dem Gehäuse unter anderem ein Stapler 26, eine Energieversorgung 27 und elektrische Platinen 28 angeordnet.

Ein Blatt Papier 3 von der Kassette 2 durchläuft einen Freiraum zwischen den Papierführungen 20 und 21, wird durch Drehung der Ausrichtrollen 15 und 16 nach vorne bewegt und in einen Freiraum zwischen der Druckwalze 9 und den Einfädelrollen 11 eingeführt. Danach verläuft das Blatt 3 zwischen der Druckwalze 9 und der Auswurfrolle 10, ist hierbei zwischen der Druckwalze 9 und dem Farbband 7 angeordnet und erreicht eine Position gegenüber dem Sensor 19.

Wenn der Sensor 19 die Vorderkante des Papierblattes 3 erkennt, wird der Magnet 12 erregt, um den Thermokopf 8 in Richtung der Druckwalze 9 zu bewegen, wobei das Blatt 3 und das Farbband 7 sandwichartig eingeschlossen werden. Durch Zufuhr elektrischer Signale zu dem Thermokopf 8 werden ausgewählte Teilbereiche der Druckfarbe auf dem Farbband 7 von dem Thermokopf 8 erhitzt und ein darzustellendes Zeichen wird auf das Blatt 3 übertragen. Wenn die Übertragung des Zeichens auf das Blatt 3 vollständig abgelaufen ist, wird der Thermokopf 8 von der Druckwalze 9 durch unterbrechen der Erregung des Magnetes 12 entfernt und das Blatt 3 wird wieder durch Drehung der Druckwalze 9 und der Rollen 10 und 11 rückwärts bewegt, bis wieder eine Stellung gegenüber dem Sensor 19 erreicht worden ist.

Das verbrauchte Teilstück des Farbbandes 7 wird von der Spule 6 aufgenommen und danach wird ein Farbband 7 einer anderen Farbe dem Blatt 3 gegenübergelegt und die Übertragung eines Zeichens oder Zeichen einer anderen Farbe wird mit dem gleichen Prozeß durchgeführt. Nachdem die erwähnten Übertragungsprozesse eine notwendige Anzahl mal wiederholt wurden (entsprechend den verschiedenen Farben) wird das Blatt 3 in den Stapler 26 ausgeworfen.

Bei einem herkömmlichen Thermodrucker der beschriebenen Art tritt oft eine Geschwindigkeitsdifferenz zwischen verschiedenen Teilen des Antriebes für das Blatt 3 auf. Genauer gesagt, die Papierfördergeschwindigkeiten am Einführteil, welches durch die Einfädelrollen 11 und die Druckwalze 9 gebildet ist, unterscheidet sich von der Papierbewegungsgeschwindigkeit am Auswurfteil, der durch die Auswurfrollen 10 und die Walze 9 gebildet wird, während der Hin- und Herbewegungen des Blattes 3. Dies hat zur Folge, daß sich ein Rutschen des Blattes 3 bzw. ein Verschieben des Blattes 3 zwischen dem Teil der Einfädelrollen 11 und dem Teil der Auswurfrollen 10 auftreten kann und sich die Lage des Blattes 3 bezüglich des Drehwinkels der Druckwalze 9 verändert. Hieraus ergibt sich der wesentliche Nachteil, daß sich auf gedruckten Farbbildern auf dem Papier 3 Farbverschiebungen ergeben.

Wenn weiterhin die Anpreßdrücke der einzelnen Rollen nicht gleichmäßig sind, kann das Blatt 3 schräg eingezogen werden. Die Schräge des Blattes 3 ist dann bei Vorwärtsbewegungen anders als bei Rückwärtsbewegungen. Auch hierdurch werden Farbverschiebungen erzeugt.

Weiterhin wird bei der Vorwärtsbewegung des Blattes 3 (zur Darstellung der Zeichen) der Thermokopf 8 gegen die Druckwalze 9 gedrückt, wohingegen bei einer Rückwärtsbewegung des Blattes 3 der Thermokopf 8 von der Druckwalze 9 abgehoben wird. Da somit die Zustände in dem Papiertransport bei Vorwärts- und Rückwärtsbewegungen zueinander verschieden sind, können sich auch hierdurch Farbverschiebungen ergeben.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Drucker, insbesondere einen Thermodrucker nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 bzw. 3 derart auszubilden, daß wenigstens einer der erwähnten Nachteile des Standes der Technik umgangen wird, d. h., einen Thermodrucker derart auszubilden, daß beim Papiertransport über eine Anlageoberfläche der Druckwalze keinerlei Rutschbewegungen des Papiers auftreten.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 bzw. 3.

Bei einem Thermodrucker gemäß der vorliegenden Erfindung wird das Papier vorwärts und rückwärts bewegt, wobei eine dichte Anlage mit der Druckwalze erfolgt und ein Sichlösen oder Verschieben bzw. Rutschen relativ zu der Druckwalze nicht erfolgt. Dies hat zur Folge, daß ein Farbbild bestehend aus verschiedenen farbigen Zeichen korrekt und scharf auf das Papier übertragen werden kann, ohne daß Fehlausrichtungen bzw. Farbverschiebungen erfolgen.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. Es zeigt

Fig 1 eine Draufsicht eines wesentlichen Teils einer vorzugsweisen Ausführungsform eines Thermodruckers gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig 2 eine Schnittansicht durch den Hauptteil eines Thermodruckers gemäß Fig 1;

Fig 3(A) eine schematische Seitenansicht zur Veranschaulichung der Getriebeverzahnung der ersten vorzugsweisen Ausführungsform des Thermodruckers gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig 3(B) schematisch den Getriebeeingriff einer zweiten vorzugsweisen Ausführungsform des Thermodruckers gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig 4 bis 8 Seitenansichten von Bewegungsabläufen im Hauptteil des Thermodruckers gemäß Fig 1;

Fig 9 bis 14 in schematischen Seitenansichten die wesentlichen Prinzipien der vorliegenden Erfindung;

Fig 15 und 16 charakteristische Kurvenverläufe des Papiers während der Förderung des Papiers in der ersten vorzugsweisen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig 17 und 18 charakteristische Kurven der Papierförderung in der zweiten vorzugsweisen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und

Fig 19 eine Schnittansicht durch einen herkömmlichen Thermodrucker.

Unter Bezugnahme auf die Fig 1, 2 und 3(A) wird nun eine erste vorzugsweise Ausführungsform eines Thermodruckers gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben.

Gemäß Fig 2 ist eine Kassette 2 zur Aufnahme von Papier 3, auf welches Farbbilder übertragen werden sollen, in einem Gehäuse 1 gelagert. Ein Papierblatt 3 wird einem Bildübertragungsteil durch Drehung von Zufuhrwalzen 4 zugeführt. (In der Praxis ist eine Mehrzahl dieser Rollen vorgesehen, wobei jedoch zur Vereinfachung der Darstellung in der Zeichnung eine Walze dargestellt ist.) Ein Farbband 7, welches auf thermischem Wege auf das Blatt 3 übertragen werden soll, wird von einer Zufuhrrolle 5 auf eine Aufwickelrolle 6 geführt. Ein Thermokopf 8 wird durch Drehung einer Kopfsteuernocke 40 auf- und abbewegt und ist in Anlage mit einer Druckwalze 9. Ein Druck des Thermokopfes 8 auf die Walze 9 wird durch eine Druckfeder 41 erzielt. Oberhalb der oberen Oberfläche des Thermokopfes 8 ist eine Abhebrolle 42 angeordnet, um das Farbband 7 von dem Thermokopf 8 zu entfernen, wenn der Thermokopf 8 von der Druckwalze 9 abgehoben wird. Ein Paar von Rollen 10 und 11 sind an beiden Seiten (Auswurfseite und Einfädelseite) der Walze 9 angeordnet und sind mit der Walze 9 aufgrund von Federn 38 und 39 in Druckanlage (Fig 1). Eine Papierführung 20 ist unterhalb der Kassette 2 angeordnet und verläuft zwischen der Kassette 2 und den Einfädelrollen 11. Weiterhin ist ein Paar von Papierführungen 21 und 22 oberhalb der Druckwalze 9 und den Einfädelrollen 11 angeordnet. Ein Papierblatt 3 aus der Kassette 2 wird in den Kontaktbereich der Druckwalze 9 und den Bereich der Einfädelrolle 11 bewegt und durch die Papierführungen 20 und 22 geführt. Ein weiteres Paar von Papierführungen 24 und 25 ist oberhalb der Druckwalze 9 und den Auswurfrollen 10 angeordnet. An der Bodenendseite der Papierführungen 24 oder 25 ist ein Sensor 19 angeordnet, der erfaßt, ob die Vorderkante des Blattes 3 eine Position gegenüber des Sensors 19 durchläuft oder erreicht oder nicht. Eine Auswurfrolle 17 und eine weitere Rolle 18 sind oberhalb der oberen Enden der Papierführungen 24 und 25 angeordnet. Weiterhin ist ein Stapler 26 nahe der Auswurfrolle 17 und oberhalb der Druckwalze 9 angeordnet. Weiterhin sind in dem Gehäuse 1 noch unter anderem eine Netzversorgung 27 und elektronische Platinen 28 angeordnet.

In Fig 1 sind Einwegkupplungen 29 (oneway clutches) nahe den Enden einer Welle 10 a der Auswurfrolle 10 angeordnet und Rutschkupplungen 30 sind nahe den Enden einer Welle 11 a der Einfädelrollen 11 angeordnet. Zahnräder 31 sind koaxial auf einem Gleitteil der Rutschkupplungen 29 angeordnet und Zahnräder 32 sind koaxial auf einem Gleitteil der Rutschkupplungen 30 angeordnet. Die Zahnräder 31 und 32 stehen mit Zahnrädern 33 in Eingriff, die auf einer Welle 9 a der Druckwalze 9 angeordnet sind. Ein Getriebezug bestehend aus den Zahnrädern 31, 32 und 33 bildet ein Antriebsystem gemäß Fig 3(A). Lagerblöcke 34 sind an beiden Enden der Welle 10 a der Auswurfrolle 10 angeordnet und Lagerblöcke 35 sind an beiden Enden der Welle 11 a der Einfädelrolle 11 angeordnet. Die Lagerblöcke 34 und 35 sind gleitbeweglich in Führungsausnehmungen 37 von seitlichen Rahmen 36 gehalten und gleiten entlang der Führungsausnehmungen 37.

Die Auswurfrolle 10 wird unter Kraft von Federn 38, die sich an den Lagerblöcken 34 abstützen gegen die Druckwalze 9 gedrückt. Weiterhin wird die Einfädelrolle 11 gegen die Druckwalze 9 durch Federn 39 gedrückt, welche sich an den Lagerblöcken 35 abstützen.

Der Bewegungsablauf dieser Anordnung ist wie folgt:
Wenn in Fig 3(A) die Druckwalze 9 sich im Uhrzeigersinn dreht, (Pfeil A) dreht sich das Zahnrad 33 ebenfalls in Uhrzeigerrichtung. Die Zahnräder 31 und 32, welche mit dem Zahnrad 33 kämmen, drehen sich dann entsprechend entgegen dem Uhrzeigersinn. Zu diesem Zeitpunkt ist das Gleitteil der Rutschkupplungen 29 mit den Zahnrädern 31 in Verbindung und die Auswurfrolle 10 wird durch eine Drehkraft beschleunigt, welche durch die Zahnräder 31 und 33 übertragen wird. Demzufolge erhöht sich die Umfangsgeschwindigkeit der Auswurfrolle 10 auf einen höheren Wert aufgrund des Getriebeübersetzungsverhältnisses der Zahnräder 31 und 33, so daß diese Geschwindigkeit größer wird als die der Druckwalze 9. Andererseits stehen die Rutschkupplungen 30 nicht mit den Zahnrädern 32 in Verbindung. Daher wird die Einfädelrolle 11 gegenüber der Druckwalze 9 durch eine Reibung zwischen der Einfädelrolle 11 und der Druckwalze 9 verzögert.

Wenn sich andererseits die Druckwalze 9 entgegen Uhrzeigerrichtung dreht (Pfeil B) ist die Rutschkupplung 30 mit den Zahnrädern 32 in Eingriff und die Rutschkupplungen 29 stehen mit den Zahnrädern 31 nicht in Eingriff. Dies hat zur Folge, daß die Einfädelrolle 11 durch den Eingriff der Zahnräder 32 und 33 in Uhrzeigerrichtung beschleunigt wird. Somit wird die Umfangsgeschwindigkeit der Einfädelrolle 11 größer als die der Druckwalze 9 und die Auswurfrolle 10 wird gegenüber der Druckwalze 9 verzögert.

Im folgenden wird der Ablauf bei einer Bild- oder Zeichenübertragung beschrieben. Gemäß Fig 4 wird - unter der Bedingung, daß der Thermokopf 8 abgesenkt ist - das Papierblatt 3 von der Kassette 2 in eine Position gebracht, in der die Druckwalze 9 und die Einfädelrolle 11 miteinander in Anlage sind. Dies wird durch die Papierzufuhrrollen 4 bewirkt.

Gemäß Fig 5 wird dann der Thermokopf 8 angehoben und die Druckwalze 9 dreht sich im Uhrzeigersinn, wie durch den Pfeil A dargestellt, so daß das Blatt 3 zwischen der Druckwalze 9 und dem Farbband 7 zu liegen kommt. Danach wird das Blatt 3 um die Druckwalze 9 gewickelt und in eine Lage gebracht, in der die Druckwalze 9 und die Auswurfrolle 10 einander berühren. Wenn die Vorderkante des Papiers 3 dem Sensor 19 gegenüberliegt, wird die Drehung der Druckwalze 9 angehalten.

Wenn danach der Thermokopf 8 abgesenkt wird, wie durch die gestrichelte Linie in Fig 5 dargestellt, dreht sich die Druckwalze 9 wieder in Uhrzeigerrichtung, wie durch den Pfeil A dargestellt und das Blatt 3 wird um einen festgelegten Betrag vorwärtsgefördert. Da zu diesem Zeitpunkt die Auswurfrolle 10 schneller dreht, wird die Fördergeschwindigkeit durch die Auswurfrolle 10 größer als die aufgrund der Einfädelrolle 11, so daß das Blatt 3 gespannt wird.

Danach wird gemäß Fig 6 die Druckwalze 9 entgegen Uhrzeigerrichtung gedreht (Pfeil B), um das Blatt 3 rückwärts zu bewegen, bis die Vorderkante des Blattes 3 wieder dem Sensor 19 gegenüberliegt. Zu diesem Zeitpunkt ist die Einfädelrolle 11 beschleunigt. Dies hat zur Folge, daß die Fördergeschwindigkeit aufgrund der Einfädelrolle größer wird, als die, welche durch die Auswurfrolle 10 hervorgerufen wird, so daß das Blatt 3 gespannt wird oder gespannt bleibt und dicht an der Druckwalze 9 anliegt. Durch diesen geschilderten Vorgang wird das Blatt 3 in den Thermodrucker eingezogen und die Übertragung eines Bildes oder von Zeichen auf das Blatt 3 beginnt danach.

Gemäß Fig 7 wird eine erste Zeichenübertragung in einer ersten Farbe begonnen, nachdem der Thermokopf 8 angehoben wurde und die Druckwalze 9 sich in Uhrzeigerrichtung dreht, wie durch den Pfeil A dargestellt. Wenn hierbei die Druckwalze 9 in Uhrzeigerrichtung dreht, wird die Auswurfrolle 10 beschleunigt und die Einfädelrolle 11 wird durch die Druckwalze 9 verzögert und wenn sich die Druckwalze 9 entgegen Uhrzeigersinn dreht (Pfeil B) wird die Einfädelrolle 11 beschleunigt und die Auswurfrolle 10 wird durch die Druckwalze 9 verzögert.

Wenn der erste Bildübertragungsvorgang beendet ist, wird der Thermokopf 8 abgesenkt und die Druckwalze 9 dreht sich entgegen Uhrzeigerrichtung, wie in Fig 8 durch den Pfeil B dargestellt. Das Blatt 3 wird zurückgezogen, bis seine Vorderkante wieder dem Sensor 19 gegenüberliegt. Danach werden die Abläufe gemäß den Fig 7 und 8 abwechselnd und mehrfach wiederholt, um die gesamte Bildübertragung in allen Farben zu vervollständigen.

Wenn alle Übertragungsvorgänge mit den festgelegten Farben abgeschlossen sind, wird der Thermokopf 8 abgesenkt und die Druckwalze 9 angehalten. Danach wird das Blatt 3 in den Stapler 26 ausgegeben, indem die Auswurfrolle 8 an die Auswurfrolle 17 gedrückt wird und in Drehung versetzt wird.

In der beschriebenen Ausführungsform genügen der Druck P _B der Einfädelrolle 11 und der Druck P _F der Auswurfrolle 10 beim Bildübertragungsprozeß und bei der Rückwärtsbewegung des Papierblattes 3 den folgenden Beziehungen.

P _B liegt beim Bildübertragungsprozeß in einem Bereich, der wie folgt definiert ist

und P _F liegt in einem Bereich, der den folgenden Beziehungen genügt

Hierbei ist P _H der Druck des Thermokopfes 8, P₁ der Grenzdruck der verzögerten Rollen, mittels denen das Blatt 3 gegen die Druckwalze 9 gedrückt wird, um es um die Walze 9 ohne irgendwelche Rutschbewegungen zu führen, P₂ ist der Grenzdruck der beschleunigten Rollen, welche das Blatt Papier 3 gegen die Druckwalze 9 drücken, um es ohne irgendwelche Rutschbewegungen durch Drehung der Walze 9 und die Walze 9 zu führen, R der Umschließungswinkel der Walze 9 zum Wickeln des Blattes 3 zwischen den Anlagenbereichen der Walze 9 und den entsprechenden Rollen 10 und 11, μ der Reibungskoeffizient zwischen den Oberflächen der Druckwalze 9 und dem Blatt 3 und e die Basis des natürlichen Logarithmus.

In der beschriebenen Ausführungsform liegt das Blatt 3 eng an der Druckwalze 9 an und wird durch Drehung der Walze 9 zur Bildübertragung vorwärts bewegt und rückwärts bewegt. Hierbei ist das Papier 3 stets sauber gespannt und ein Ausrichtungsfehler des Papiers bei jedem Bildübertragungsvorgang tritt nicht auf. Dies hat zur Folge, daß ein scharfes Farbbild mit praktisch keiner Farbverschiebung auf das Papier 3 übertragen werden kann.

Das scharfe Farbbild mit praktisch keiner Farbverschiebung wird durch die folgenden Prinzipien erzeugt:
Wenn gemäß Fig 9 das Blatt 3 um die Druckwalze 9 mit einer vorbestimmten Spannung geführt wird und ein Rutschen zwischen dem Blatt 3 und der Walze 9 nicht auftritt, kann die Bewegungsgeschwindigkeit V _O des Blattes 3 durch die folgende Gleichung ausgedrückt werden:

V _O = (1 + t/D) · V _N.

Hierbei ist "t" die Dicke des Papierblattes 3, "D" der Durchmesser der Walze 9 und "V _N" ist die Umfangsgeschwindigkeit der Walze 9. Wird "ω" als Winkelgeschwindigkeit der Walze 9 definiert, ergibt sich die Umfangsgeschwindigkeit V _N durch

Wenn gemäß Fig 10 der Thermokopf 8 die Walze 9 andrückt, wobei das Papierblatt 3 dazwischen eingeschlossen ist, ist die Bewegungsgeschwindigkeit V _H des Papiers 3 in einer Position, in der der Thermokopf 8 andrückt durch den Druck des Thermokopfes 8 beeinflußt. Die Bewegungsgeschwindigkeit V _H des Blattes 3 zwischen dem Thermokopf und der Walze 9 bei einem nötigen Druck zur Bildübertragung (der ein Nenndruck ist) ist im allgemeinen größer als V _O aufgrund einer Deformation der Walze 9 oder dergleichen.

Andererseits wächst gemäß Fig 11 die Bewegungsgeschwindigkeit V _B des Blattes 3 proportional mit dem Anwachsen des Druckes P _B der Einfädelrolle 11, wenn das Blatt 3 durch die Rolle 11 gegen die Walze 9 gedrückt wird. Fig 15 ist eine Charakteristikakurve, in der Beispiele von gemessenen Bewegungsgeschwindigkeiten durch eine ausgezogene Linie dargestellt sind. Die Abszisse in Fig 15 zeigt den Druck P _B der Rollen und die Ordinate zeigt die Bewegungsgeschwindigkeit V _B des Blattes 3. Als Referenzpunkte sind die Werte von V _N, V _O, V _H und P₁ in Fig 15 dargestellt.

Wenn hierbei der Druck P _B der Einfädelrolle 11 kleiner ist als der Wert P₁ ergeben sich die Beziehungen unter den Bewegungsgeschwindigkeiten an jedem Punkt in der Bildübertragung durch die folgende Ungleichung

V _B < V _O < V _H,

und das Blatt 3 liegt stramm und dicht an der Walze 9 an. Zu diesem Zeitpunkt wirkt gemäß Fig 12 eine Bewegungskraft f _H aufgrund des Thermokopfes 8 in horizontaler Richtung (Pfeil C in Fig 12) in einer Stellung, in der der Thermokopf 8 gegen die Walze 9 gedrückt wird und eine Kraft f _B wirkt in vertikaler Richtung (Pfeil D) in einer Stellung, wo die Einfädelrolle 11 gegen die Walze 9 drückt.

Wenn gemäß Fig 14 ein flexibler Körper 61 um einen festen Zylinder 60 mit einem Umschließungswinkel R gewickelt wird, ergeben sich Beziehungen zwischen Spannungen T₁ und T₂ in dem flexiblen Körper 61 und ein Reibungskoeffizient zwischen dem flexiblen Körper 61 und der Außenoberfläche des Zylinders 60 im allgemeinen durch die folgenden Ungleichungen:

(i) Wenn eine Ungleichung von T₁ < T₂ · e^μRauftritt, rutscht der flexible Körper 61 in eine Richtung, die durch den Pfeil T₁ dargestellt ist auf der äußeren Oberfläche des Zylinders 60.
(ii) Wenn eine Ungleichung von gilt, rutscht der flexible Körper 61 in eine Richtung des Pfeiles T₂ auf der äußeren Oberfläche des Zylinders 60.
(iii) Wenn eine Ungleichung von gilt, wird der flexible Körper 61 an der äußeren Oberfläche des Zylinders 60 gehalten und kein Rutschen tritt auf.

Wenn die oben dargestellten Beziehungen auf die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angewendet werden und "μ" ein Reibungskoeffizient zwischen dem Papierblatt 3 und der äußeren Oberfläche der Walze 9 ist und "R" ein Umschließungswinkel ist, mit dem das Blatt 3 um die Walze 9 geführt ist, lassen sich die folgenden drei Fälle betrachten:

Wenn f _B in einem Bereich gemäß der Ungleichung (vi) gehalten wird, kann keinerlei Rutschen zwischen dem Blatt 3 und der äußeren Oberfläche der Druckwalze 9 auftreten.

Weiterhin gelten die folgenden Gleichungen

f _H = μ × P _H; und
f _B = μ × P _B.

Daher kann die Beziehung gemäß der Ungleichung (vi) in folgender Form neu geschrieben werden

Es gilt jedoch in der Praxis die folgende Beziehung

Wenn daher der Wert von P _B in einem Bereich wie folgt gehalten wird

liegt das Blatt 3 dicht an der Walze 9 zwischen den Bereichen, an denen der Thermokopf 8 und die Einfädelwalze 11 die Walze 9 berühren an, wobei das Blatt 3 glatt und straff gespannt ist und keinerlei Rutschen auftritt. Daher wird das Papier 3 mit der Bewegungsgeschwindigkeit V _O als Antwort auf eine Drehung der äußeren Oberfläche der Walze 9 bewegt.

Zu diesem Zeitpunkt ist es nötig, ein Losewerden des Blattes 3 bezüglich der Oberfläche der Walze 9 zwischen dem Thermokopf 8 und der Auswurfrolle 10 dadurch zu verhindern, daß die Bewegungsgeschwindigkeit V _F hervorgerufen durch die Auswurfrolle 10 größer ist als die Bewegungsgeschwindigkeit V _O. Daher sollte der Druck P _F größer sein als P₂ (Fig 18) und sollte weiterhin in dem folgenden Bereich liegen:

P₂ < P _F < P _H · e^μR

Bei der Rückwärtsbewegung des Blattes 3 wird die Einfädelrolle 11 schneller angetrieben und die Auswurfrolle 10 wird durch die Druckwalze 9 verzögert. Somit geben sich die Fördergeschwindigkeiten an allen Punkten wie in der folgenden Gleichung dargestellt, wobei P _B größer als P₂ und P _F kleiner als P₁ ist:

V _f < V _O < V _B.

Zu diesem Zeitpunkt wirkt gemäß Fig 13 eine Bewegungskraft F _B, hervorgerufen durch die Einfädelrolle 11 in eine Richtung, die durch den Pfeil E dargestellt wird in einer Position, in der die Einführrolle 11 mit der Walze 9 in Anlage ist und die Kraft f _F hervorgerufen durch die Auswurfrolle 10 wirkt in einer Richtung des Pfeiles F in einer Stellung, wo die Auswurfrolle 10 mit der Druckwalze 9 in Anlage ist.

Wenn die Beziehung zwischen der Bewegungskraft und der daraus folgenden Kraft sich durch die folgende Ungleichung ergibt

ähnlich dem bereits erwähnten Fall der Bildübertragung, liegt das Blatt 3 dicht an der Walze 9 zwischen der Einfädelrolle 11 und der Auswurfrolle 10 an, so daß keine Rutschbewegung zwischen der Walze 9 und dem Papierblatt 3 auftritt. Daher wird das Blatt 3 mit der Bewegungsgeschwindigkeit F _O gefördert.

Zur Verdeutlichung ist die Kurve, welche die Beziehung zwischen dem Druck P _B der Einfädelrolle 11 und der Fördergeschwindigkeit V _S des Blattes bei der Bildübertragung darstellt, mit einer ausgezogenen Linie dargestellt und diejenige der Rückwärtsbewegung des Blattes 3 ist mit einer gestrichelten Linie in Fig. 15 dargestellt. Hierbei ist in Fig. 15 die Abszisse der Druck P _B der Einfädelrolle und die Ordinate zeigt die Bewegungsgeschwindigkeit V _S des Papierblattes 3. Zu diesem Zeitpunkt ist der Druck P _F der Auswurfrolle in einem Bereich wie oben angeführt. Wenn der Druck P _B der Einfädelrolle 11 in dem obenerwähnten Bereich liegt, werden die Fördergeschwindigkeiten des Blattes 3 bei der Bildübertragung und bei der Rückwärtsbewegung im wesentlichen gleich zu V _O und eine stabile Papierbewegung wird erhalten.

Eine zweite vorzugsweise Ausführungsform eines Thermodruckers gemäß der vorliegenden Erfindung wird im folgenden beschrieben. Der wesentliche Unterschied zur eben beschriebenen ersten Ausführungsform ist der, daß die Getriebevorrichtung bestehend aus den Zahnrädern 31, 32 und 33 ein Untersetzungsgetriebe ist, wie in Fig. 3(B) dargestellt; die verbleibenden Merkmale entsprechen im wesentlichen denen der ersten Ausführungsform. Auf eine nochmalige Beschreibung gleicher Teile wird somit verzichtet.

Wenn in Fig. 3(B) die Druckwalze 9 sich in Uhrzeigerrichtung dreht (Pfeil A) ist ein Gleitteil der Rutschkupplung 30 mit den Zahnrädern 32 verbunden und die Einfädelrolle 11 dreht sich mit verringerter Geschwindigkeit aufgrund des Untersetzungsverhältnisses der Zahnräder 32 und 33 derart, daß die Drehgeschwindigkeit geringer ist als die der Druckwalze 9. Weiterhin ist ein Gleitteil der Rutschkupplungen 29 nicht mit den Zahnrädern 31 in Eingriff und die Auswurfrolle 10 wird von der Druckwalze 9 verzögert.

Wenn sich andererseits die Druckwalze 9 entgegen Uhrzeigerrichtung dreht (Pfeil B) ist das Gleitteil der Rutschkupplungen 29 mit dem Zahnrad 31 verbunden und die Auswurfrolle 10 wird mit einer geringeren Geschwindigkeit aufgrund der Untersetzung durch die Zahnräder 31 und 33 als die Geschwindigkeit der Walze 9 gedreht. Das Gleitteil der Rutschkupplung 30 ist nicht mit dem Zahnrad 32 in Eingriff und die Einfädelrolle 11 wird von der Druckwalze 9 verzögert.

Wenn in Fig. 5 die Druckwalze 9 sich in Uhrzeigerrichtung dreht (Pfeil A) und dadurch das Blatt Papier 3 eingezogen wird, wird die Drehgeschwindigkeit der Einfädelrolle 11 durch das Getriebesystem der Zahnräder 32 und 33 herabgesetzt und die Auswurfrolle 10 wird durch Drehung der Druckwalze 9 verzögert. Hierbei ist die Umfangsgeschwindigkeit der Einfädelrolle 11 kleiner als die der Druckwalze 9 und die Umfangsgeschwindigkeit der Auswurfrolle 10 ist gleich der der Druckwalze 9. Dies hat zur Folge, daß die Papierfördergeschwindigkeit hervorgerufen durch die Auswurfrolle 10 größer als die wird, die durch die Einfädelrolle 11 hervorgerufen wird, so daß das Papier 3 während der Zufuhr gestrafft und geglättet wird.

Danach wird gemäß Fig. 6 die Druckwalze 9 entgegen Uhrzeigerrichtung gedreht (Pfeil B) um das Blatt 3 rückwärts zu fördern, bis die Vorderkante des Papiers 3 dem Sensor 19 gegenüberliegt. Zu diesem Zeitpunkt ist die Drehgeschwindigkeit der Auswurfrolle 10 verringert und die Einfädelrolle 11 wird durch die Druckwalze 9 angetrieben. Dies hat zur Folge, daß die durch die Einfädelrolle 11 hervorgerufene Fördergeschwindigkeit größer wird als die, die durch die Auswurfrolle 10 hervorgerufen wird, so daß das Blatt 3 gestrafft wird und dicht an der Druckwalze 9 anliegt.

P _B bei dem Bild- oder Zeichenübertragungsprozeß liegt in einem Bereich, der die folgenden Bedingungen erfüllt:

In der zweiten Ausführungsform liegt P _F in einem Bereich, der die folgenden Bedingungen erfüllt

wobei:

P _H = Druck des Thermokopfes 8;
P₁ = Grenzdruck der angetriebenen Rolle, mit der das Blatt 3 gegen die Druckwalze 9 gedrückt wird, um es ohne Rutschen durch Drehung der Druckwalze 9 um die Druckwalze 9 zu führen;
P₂ = Grenzdruck der untersetzten Rolle, mit der das Blatt 3 gegen die Druckwalze 9 gedrückt wird, um es ohne Rutschen durch Drehung der Druckwalze 9 um die Walze 9 zu führen;
R = Umschließungswinkel der Druckwalze 9 zum Führen des Blattes 3 zwischen den einander berührenden Teile der Walze 9 und der entsprechenden Rolen 10 und 11;
μ = Reibungskoeffizient zwischen den äußeren Oberflächen der Druckwalze 9 und dem Blatt 3; und
e = Basis des natürlichen Logarithmus.

Die Charakteristika des Papiervorschubs der zweiten Ausführungsform sind in den Fig. 17 und 18 dargestellt. Wenn die Charakteristika gemäß Fig. 17 auf die Fig. 14 angewendet werden, bei der ein flexibler Körper 61 um einen festen Zylinder 60 gewickelt ist, mit einem Windungswinkel von R, ergibt sich in der Praxis die folgende Beziehung

wenn daher der Wert von P _B in einem Bereich wie folgt ist

liegt das Papierblatt 3 dicht an der Druckwalze 9 zwischen den Bereichen an, wo der Thermokopf 8 und die Einfädelrolle 11 an der Druckwalze 9 anliegen und irgendwelche Rutschbewegungen oder ein Lockern des Blattes treten nicht auf.

Um zu verhindern, daß sich das Blatt 3 auf der Oberfläche der Druckwalze 9 zwischen dem Thermokopf 8 und der Auswurfrolle 10 lockert, sollte der Druck P _F größer sein als P₁ (Fig. 16) und sollte weiterhin in dem folgenden Bereich liegen:

P₁ < P _F < P _H · e^μR

Weiterhin wird bei der Rückwärtsbewegung des Papierblattes 3 die Beziehung zwischen den Fördergeschwindigkeiten an allen Punkten wie folgt, wobei P _B größer als P₁ in Fig. 16 ist und P _F kleiner als P₂ ist:

V _f < V _O < V _B.

Wenn die Beziehung zwischen der Förderkraft und der Rückhaltekraft der folgenden Beziehung genügt

ähnlich dem obenerwähnten Bildübertragungsfall, liegt das Papier 3 dicht an der Druckwalze 9 zwischen der Einfädelrolle 11 und der Auswurfrolle 10 an, so daß keine Rutschbewegung zwischen der Druckwalze 9 und dem Blatt 3 auftritt. Daher wird das Blatt 3 mit der Fördergeschwindigkeit V _O bewegt.

Die beschriebenen Ausführungsformen trafen auf den Fall zu, daß ein mehrfarbiger Thermodrucker verwendet wird. Die gleichen Effekte lassen sich jedoch auf dann erreichen, wenn andere Drucker zum Einsatz gelangen.

Claims

1. Drucker, insbesondere Thermodrucker, gekennzeichnet durch:
einen Thermokopf (8) zur Zufuhr von Wärmeenergie auf ein Farbband (7), welches auf ein Papier gedruckt wird, auf das Zeichen übertragen werden sollen;
eine Druckwalze (9), um welche das Papier (3) gewickelt wird und durch Drehungen im oder gegen Uhrzeigersinn hin- und herbewegt wird;
eine Dreh-Übertragungseinrichtung (31, 32, 33) an wenigstens einer Seite einer Welle der Druckwalze (9);
ein Paar von Rollen, welche unter Druckkraft an der Einfädelseite und der Auswurfseite der Druckwalze (9) angeordnet sind, um das Papier (3) gegen die Walze zu drücken;
eine Rollen-Dreheinrichtung an wenigstens einer Seite der Wellen der entsprechenden Rollen (10, 11), welche mit der Dreh-Übertragungsrichtung in Eingriff stehen um die Rollen derart in Drehung zu versetzen, daß die Drehgeschwindigkeit der Rollen größer ist als die der Druckwalze; und
Rutschkupplungen (29, 30) an den Wellen der Rollen (10, 11), welche mit der Rollen-Dreheinrichtung derart gekoppelt sind, daß eine Rolle an der bezüglich der Bewegungsrichtung des Papiers rückwärtigen Position von der Druckwalze (9) getrieben wird und die vorderhalb liegende Rolle mit einer höheren Geschwindigkeit betrieben wird als die Drehgeschwindigkeit der Druckwalze (9).

2. Drucker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Anpreßdruck (P _B) einer der Rollen, welche rückwärtig angeordnet ist, und einem Druck (P _F) der anderen Rolle, welche bezüglich der Papierförderrichtung vorderhalb angeordnet ist, bei der Zeichenübertragung den folgenden Beziehungen genügt: Bei der Zeichenübertragung und bei der Rückwärtsbewegung des Papieres, wobeiP _H = Anpreßdruck des Thermokopfes;
P₁ = Grenzdruck der nur angetriebenen Rolle (10, 11), welche das Papier (3) gegen die Druckwalze (9) drückt, um das Papier um die Walze (9) ohne irgendwelche Rutschbewegungen durch Drehen der Walze (9) zu führen;
P₂ = Grenzdruck der schneller drehenden Rolle (10, 11), welche das Papier (3) gegen die Druckwalze (9) drückt, um das Papier um die Walze (9) ohne irgendwelche Rutschbewegungen durch Drehen der Walze (9) zu führen;
R = Umschlingungswinkel der Walze (9) zum Wickeln des Papiers (3) zwischen den anliegenden Teilen der Walze (9) und der entsprechenden Rolle (10, 11);
μ = Reibungskoeffizient zwischen der Außenoberfläche der Druckwalze (9) und dem Papier (3); und
e = Basis des natürlichen Logarithmus.

3. Drucker, insbesondere Thermodrucker, gekennzeichnet durch:
einen Thermokopf (8) zur Zufuhr von Wärmeenergie auf ein Farbband (7), welches auf ein Papier gedruckt wird, auf das Zeichen übertragen werden sollen;
eine Druckwalze (9), um welche das Papier (3) gewickelt wird und durch Drehungen im oder gegen Uhrzeigersinn hin- und herbewegt wird;
eine Dreh-Übertragungseinrichtung (31, 32, 33) an wenigstens einer Seite einer Welle der Druckwalze (9);
ein Paar von Rollen, welche unter Druckkraft an der Einfädelseite und der Auswurfseite der Druckwalze (9) angeordnet sind, um das Papier (3) gegen die Walze zu drücken;
eine Rollen-Dreheinrichtung an wenigstens einer Seite der Wellen der entsprechenden Rollen (10, 11), welche mit der Dreh-Übertragungseinrichtung in Eingriff stehen um die Rollen derart in Drehung zu versetzen, daß die Drehgeschwindigkeit der Rollen kleiner ist als die der Druckwalze; und
Rutschkupplungen (29, 30) an den Wellen der Rollen (10, 11), welche mit der Rollen-Dreheinrichtung derart gekoppelt sind, daß eine Rolle an der bezüglich der Bewegungsrichtung des Papiers forderen Position von der Druckwalze (9) getrieben wird und die hinterhalb liegende Rolle mit einer geringeren Geschwindigkeit betrieben wird als die Drehgeschwindigkeit der Druckwalze (9).

4. Drucker nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Anpreßdruck (P _B) einer der Rollen, welche rückwärtig angeordnet ist, und einem Druck (P _F) der anderen Rolle, welche bezüglich der Papierförderrichtung vorderhalb angeordnet ist, bei der Zeichenübertragung den folgenden Beziehungen genügt: Bei der Zeichenübertragung und bei der Rückwärtsbewegung des Papieres, wobeiP _H = Anpreßdruck des Thermokopfes;
P₁ = Grenzdruck der nur angetriebenen Rolle (10, 11), welche das Papier (3) gegen die Druckwalze (9) drückt, um das Papier um die Walze (9) ohne irgendwelche Rutschbewegungen durch Drehen der Walze (9) zu führen;
P₂ = Grenzdruck der langsamer drehenden Rolle (10, 11), welche das Papier (3) gegen die Druckwalze (9) drückt, um das Papier um die Walze (9) ohne irgendwelche Rutschbewegungen durch Drehen der Walze (9) zu führen;
R = Umschlingungswinkel der Walze (9) zum Wickeln des Papiers (3) zwischen den anliegenden Teilen der Walze (9) und der entsprechenden Rolle (10, 11);
μ = Reibungskoeffizient zwischen der Außenoberfläche der Druckwalze (9) und dem Papier (3); und
e = Basis des natürlichen Logarithmus.