DE4026896A1

DE4026896A1 - Thermodruckverfahren

Info

Publication number: DE4026896A1
Application number: DE19904026896
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dr Pekruhn; Peter Dipl Ing Knauf; Raimund Dipl Phys Nisius; Gerhard Dipl Phys Blanke
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Eastman Kodak Co
Priority date: 1990-08-23
Filing date: 1990-08-23
Publication date: 1992-02-27
Anticipated expiration: 2010-08-24
Also published as: DE4026896C2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Thermodruckverfahren, bei dem zur zyklischen Ansteuerung von Heizelementen eines Thermo druckkopfes die Temperatur des Thermodruckkopfes mittels einer Temperaturfühlereinrichtung gemessen wird und in jedem Ansteuerzyklus die jeweils nach Maßgabe von Druckdaten zum Drucken bestimmten Heizelemente mit Stromimpulsen beaufschlagt werden, deren Impulsenergien in Abhängigkeit von der gemessenen Temperatur des Thermodruckkopfes bemessen sind.

Beim Thermodruck ist die für ein gutes Druckbild ideale Heiz zeit bzw. Heizleistung abhängig von der Temperatur des drucken den Dots und des Kühlkörpers sowie der Farbbandtemperatur. Um die ideale Heizleistung und die Pulsdauer einstellen zu können, sind die Parameter, die die Temperatur der oben genannten Druckelemente beeinflussen, zu ermitteln. Die Temperatur wird beispielsweise durch den Druckvorgang und durch die Umgebung des Druckkopfes beeinflußt.

Ein Thermodruckverfahren, das diese Voraussetzungen erfüllt, ist in der US-PS 45 74 293 beschrieben. Die Temperatur des Kühlkörpers wird dort mit einem oder mehreren Thermistoren gemessen und daraus die Heizleistung oder die Pulsdauer für alle Dots bestimmt. Um die unterschiedliche Erwärmung der Dots zu berücksichtigen, wird die Pulsdauer dot-individuell ent sprechend der Vorgeschichte eingestellt. Die Vorgeschichte wird im wesentlichen durch das vorangegangene Druckmuster, die daraus abgeleitete dotindividuelle Wärmeakkumulation und die hieraus abgeleitete Energiekorrektur repräsentiert. Die Ausführungen dieses Thermodruckverfahrens vernachlässigen jedoch die Berück sichtigung der langfristigen wechselseitigen Einflüsse, die die Dots untereinander ausüben. Ferner findet die Berücksichtigung des Druckmodus (Geschwindigkeit, Druckart, Text/Graphik, Farbbandsorte) wenig Beachtung.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, das diese Anforderungen im oben genannten Sinne erfüllt.

Die Lösung der Aufgabe gemäß der Erfindung besteht darin, daß die Impulsenergie zusätzlich in aufeinanderfolgenden und jeweils mindestens einen Ansteuerzyklus umfassenden Zeitinter vallen jeweils in Abhängigkeit von einem die Temperatur differenz des Thermodruckkopfes zwischen dem Bereich der Heiz elemente und der Temperaturfühlereinrichtung repräsentierenden Korrekturwert geregelt wird, wobei der Korrekturwert für jedes Zeitintervall in der Weise ermittelt wird, daß der Korrektur wert des jeweils vorangehenden Zeitintervalls in Abhängigkeit von der Summe aller in dem jeweils aktuellen Zeitintervall aufgrund der Druckdaten zum Drucken bestimmten Heizelemente um einen die Wärmezufuhr im Bereich der Heizelemente aufgrund ihrer Ansteuerung repräsentierenden Wert erhöht wird und in Abhängigkeit von der Zeitkonstanten der Wärmeleitung des Thermodruckkopfes von den Heizelementen zu der Temperaturfühler einrichtung um einen der abfließenden Wärme entsprechenden Wert verringert wird.

Durch dieses Verfahren ist es erstmals möglich, eine von den Dots in ihrer Gesamtheit abhängige Korrektur der die Heizener gie beeinflussenden Pulsdauer vorzunehmen. Der Korrektur wert berücksichtigt also den Beitrag der Wärmezufuhr aller Heizelemente auf ein Heizelement dergestalt, daß die Summe der Einzelbeiträge der Heizelemente in Abhängigkeit von der Zeitkonstanten der Wärmeleitung ermittelt wird. Dadurch findet eine Berücksichtigung des durch die Wärmeleitung verzögerten Meßwertes der Temperaturfühlereinrichtung statt.

Eine vorteilhafte Ausgestaltungsform zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß die jeweilige Dauer der Zeitintervalle geringer als die Zeitkonstante der Wärmeleitung des Thermodruckkopfes von den Heizelementen zu der Temperaturfühlereinrichtung bemessen ist. Diese Werte sind aus der Differentialgleichung der Wärmeleitung zu ermitteln. Es gilt:

∂Q = -∂t/τ _* Q+P* · t

∂ ist das Differentialsymbol
Q ist die Wärme in den Dots (proportional zur Temperatur)
t ist die Zeit
τ ist die Zeitkonstante der Wärmeleitung von den Dots zur Temperaturfühlereinrichtung
P ist die Druckleistung (abhängig von der Anzahl der gedruckten Dots, der Pulsdauer und der Heizleistung)

In der Terminologie der Druckergrößen lautet die Gleichung:

S = S* (1-dn/ν)+neue S

S ist die "Summe" der berücksichtigten Dots und bestimmt die Hauptpulsdauer
dn ist die Anzahl der Spalten, nach denen die Berechnung neu ausgeführt wird
ν ist die Analogon zu τ in bezug auf Spaltenzahl als Zeitgeber
neue S ist die Summe der während der letzten dn Spalten gedruckten Dots.

Eine weitere vorteilhafte Ausführung der Erfindung besteht darin, daß zur Ermittlung des Korrekturwertes ein Kondensator in jedem Zeitintervall eine Anzahl der in dem betreffenden Zeitintervall zum Drucken bestimmten Heizelemente proportionale elektrische Ladung zugeführt wird und daß der Kondensator über einen Widerstand mit einer der Zeitkonstante der Wärmeleitung des Thermodruckkopfes entsprechenden Entladungszeitkonstante entladen wird, wobei die Spannung an dem Kondensator als Korrekturwert herangezogen wird.

Damit ist es möglich, den Korrekturwert analog zu bestimmen. Da zu wird eine Ladung proportional zu Druckstrom _* Druckspannung auf einen Kondensator geladen, der seinerseits über einen Widerstand entladen wird.

Der Widerstand wird so eingestellt, daß sich für die Zeit konstante der Entladung gerade das τ des Thermokopfes ergibt. Auf diese Weise können Streuungen in Werten für tau aufgefangen werden. Die Spannung am Kondensator ist dann proportional zur Temperatur (im Vergleich zum Thermistor) und kann ihrerseits die Heizspannung mitregeln oder digitalisiert zur Pulsdauerbestimmung dienen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung und der nachfolgenden Beschreibung erläutert.

In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 ein Flußdiagramm zur Bestimmung der Pulsdauer,

Fig. 2 eine schematische geometrische Darstellung der Dotreihen in Abhängigkeit von der Zeit und

Fig. 3 ein Flußdiagramm zum Ablauf des Druckvorganges.

Fig. 1 zeigt das Flußdiagramm zur Bestimmung der Pulsdauer für den Druckvorgang. Zunächst muß hier der Druck einer neuen Zeile initialisiert werden.

Beim Druck am Zeilenanfang wird der Modus bestimmt, mit dem gedruckt werden soll. Hier werden insbesondere die Parameter berücksichtigt, wie eingestellte Druckgeschwindigkeit, gewählte Druckart (Text/Grafik) und Farbbandsorte. Des weiteren werden die Parameter für die Hauptpulsdauer und die Spaltenzahl S zu Null gesetzt und der Korrekturwert K in Abhängigkeit des Modus und der vom Thermistor gemessenen Temperatur T bestimmt.

Danach wird die Summe der zu berücksichtigenden Dots neu bestimmt, ebenso wie bei Nichtvorliegen einer neuen Zeile. Ist die ermittelte Zeit t seit der letzten Korrektur größer als das Zeitintervall Δ t, so wird die Summe der zu berück sichtigenden Dots mit einem geeigneten Korrekturfaktor C neu bestimmt, die Zeitmessung t auf Null zurückgesetzt und mit den gespeicherten Werten eine neue Hauptpulsdauer errechnet. Im anderen Fall wird nur die Hauptpulsdauer neu berechnet. Die Hauptpulsdauer hängt von der Summe der berechneten Dots ab. Diese Summe wird allein durch das Vergehen der Zeit geringer.

Fig. 2 zeigt eine schematische geometrische Darstellung der Dotreihen in Abhängigkeit von der Zeit. P0, P1, P2 und P3 gibt das Alter der Dots in Spalten an, die horizontale An ordnung entspricht der Anordnung der Dots im Kopf. Mit D0, D1 . . . D9 sind die logischen Variablen für die Hauptdruckpulse bezeichnet. Sie sind WAHR, wenn der entsprechende Dot gedruckt wurde (werden soll), sonst FALSCH. Dabei werden die Randdots der Dotreihe so behandelt, als ob sie noch einen nie druckenden Nachbardot hätten.

Die Berücksichtigung der Einflüsse der Nachbardots auf den druckenden Dot findet in der logischen Berechnung der Vorheiz impulse wie folgt statt:

im Graphikmodus:

im Textmodus:

Fig. 3 zeigt das Flußdiagramm für den Druckvorgang in Anlehnung an die geometrische Darstellung in Fig. 2. Nach Bestimmung der Pulsdauer und der Initialisierung des Druckvorganges werden die Vorpulsmuster berechnet und die Vorpulsmuster und das Druck muster mit den so ermittelten Werten gedruckt.

Claims

1. Thermodruckverfahren, bei dem zur zyklischen Ansteuerung von Heizelementen eines Thermodruckkopfes die Temperatur des Thermodruckkopfes mittels einer Temperaturfühlereinrichtung gemessen wird und in jedem Ansteuerzyklus die jeweils nach Maß gabe von Druckdaten zum Drucken bestimmten Heizelemente mit Stromimpulsen beaufschlagt werden, deren Impulsenergien in Ab hängigkeit von der gemessenen Temperatur des Thermodruckkopfes bemessen sind, dadurch gekennzeichnet,
daß die Impulsenergie zusätzlich in aufeinanderfolgenden und jeweils mindestens einen Ansteuerzyklus umfassenden Zeitinter vallen jeweils in Abhängigkeit von einem die Temperaturdifferenz des Thermodruckkopfes zwischen dem Bereich der Heizelemente und der Temperaturfühlereinrichtung repräsentierenden Korrekturwert geregelt wird, wobei der Korrekturwert für jedes Zeitintervall in der Weise ermittelt wird,
daß der Korrekturwert des jeweils vorangehenden Zeitintervalls in Abhängigkeit von der Summe aller in dem jeweils aktuellen Zeitintervall aufgrund der Druckdaten zum Drucken bestimmten Heizelemente um einen die Wärmezufuhr im Bereich der Heizelemente aufgrund ihrer Ansteuerung repräsentierenden Wert erhöht wird und in Abhängigkeit von der Zeitkonstanten der Wärmeleitung des Thermodruckkopfes von den Heizelementen zu der Temperaturfühlereinrichtung um einen der abfließenden Wärme entsprechenden Wert verringert wird.

2. Thermodruckverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweilige Dauer der Zeitintervalle geringer als die Zeitkonstante der Wärmeleitung des Thermodruckkopfes von den Heizelementen zu der Temperaturfühlereinrichtung bemessen ist.

3. Thermodruckverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ermittlung des Korrekturwertes ein Kondensator in jedem Zeitintervall eine zur Anzahl der in dem betreffenden Zeitinter vall zum Drucken bestimmten Heizelemente proportionale elektrische Ladung zugeführt wird und daß der Kondensator über einen Widerstand mit einer der Zeitkonstante der Wärmeleitung des Thermodruckkopfes entsprechenden Entladungszeitkonstante entladen wird, wobei die Spannung an dem Kondensator als Korrekturwert herangezogen wird.