DE4035399C2 - Verfahren zum Steuern des Antriebs eines Thermodruckers - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Steuern des Betriebs eines Thermodruckers gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Der Thermodrucker ist in der Lage, Zeichen bzw. Buchstaben unter Verwendung eines Thermokopfes auf der Oberfläche eines Aufzeichnungsträgers zu drucken. Um die Erfindung deutlich darzustellen, soll zunächst ein Thermodrucker beschrieben werden.

Fig. 2 veranschaulicht einen üblichen Thermodrucker. Wie in der Zeichnung zu sehen ist, ist eine flache plattenartige Druckauflage 2 im wesentlichen im zen­ tralen Bereich eines Rahmens 1 derart angeordnet, daß die Druckfläche der Druckauflage 2 senkrecht positioniert ist. Eine Wagenwelle 3 ist parallel zu der Druckauf­ lage 2 unterhalb sowie vor der Druckauflage 2 des Rahmens 1 angeordnet. An dem vorderen Endbereich des Rahmens 1 ist ein flanschartiger Führungsbereich 4 ausgebildet. Außerdem ist eine Zahnstange 5 in der Innenfläche des Führungsbereichs 4 ausgebildet. Ein Wagen 6 ist an der Wagenwelle 3 und dem Führungsbereich 4 angebracht, wobei der Wagen 6 dadurch entlang der Wagenwelle 3 und des Führungsbereichs hin- und her­ bewegbar ist, daß ein mit der Zahnstange 5 in Eingriff stehendes Zahnrad durch einen Motor rotationsmäßig angetrieben wird. Ein Thermokopf 7 ist an dem Front­ bereich des Wagens 6 derart angebracht, daß der Thermo­ kopf 7 der Druckauflage 2 zugewandt gegenüberliegt. Ein Photosensor 28 ist im Seitenbereich des Wagens 6 angeordnet, und zwar zum Detektieren des Markierungs­ bereichs, der den Endbereich des als Thermotransfer­ medium dienenden Farbbands bezeichnet, sowie zum Detektieren von Markierungsbereichen, die unterschied­ liche Farben des Mehrfarben-Farbbands anzeigen, wobei das Farbband und das Mehrfarben-Farbband in einer in der Zeichnung nicht dargestellten Farbbandkassette untergebracht sind, die auf der Oberseite des Wagens 6 montiert wird.

Eine Papiereinführöffnung 8 ist rückwärts von der Druck­ auflage 2 ausgebildet, um ein in der Zeichnung nicht dargestelltes und als Aufzeichnungsträger dienendes Blatt Papier über die Druckauf­ lage 2 in den vorderen Bereich zu befördern. Eine Papiertransportrolle 9 ist an einer in der Nähe der Papiereinführöffnung gelegenen Stelle angeordnet, um das Blatt Papier mit einer vorbestimmten Geschwindig­ keit zu transportieren. Eine Andrückrolle 10, die mit der Papiertransportrolle 9 in Berührung bringbar ist, ist unterhalb der Papier­ transportrolle 9 drehbar angeordnet. Als Ergebnis hiervon wird das durch die Papiereinführöffnung 8 eingeführte Blatt Papier durch die Andrückrolle 10 und die Papiertransportrolle 9 gehalten sowie weiter­ transportiert.

Fig. 3 zeigt einen Antriebsmechanismus für den Wagen, einen Anhebe- und Absenkmechanismus für den Thermo­ kopf sowie einen Farbband-Wickelmechanismus für den in dieser Weise ausgebildeten Drucker. Ein Wagen­ antriebsmotor 11 ist in dem Wagen 6 angeordnet, und die Ausgangskraft von dem Wagenantriebsmotor 11 wird über ein Ritzel 12 auf ein mit der Zahnstange 5 kämmendes Zahnrad 13 übertragen. Als Ergebnis der Vorwärts-/Rückwärts-Rotationsbewegungen des Wagen­ antriebsmotors 11 läßt sich der Wagen 6 entlang der Wagenwelle 3 und des Führungsbereichs 4 hin- und her­ bewegen.

Ein Fixierelement 14 zum Fixieren des Thermokopfes 7 ist über einen Halterungspunkt 15 an dem Wagen 6 an einer in der Nähe der Druckauflage 2 befindlichen Stelle befestigt, wobei das Fixierelement 14 den Thermokopf 7 an seinem vorderen Bereich aufweist. Ein Endbereich 17a eines Steuerflächenfolgeglieds 17, das in Form eines Kniehebels ausgebildet und um einen Halterungspunkt 16 drehbar ist, steht in Berührung mit dem Fixierelement 14 des Thermokopfes 7. Ein weiterer Endbereich 17b des Steuerflächenfolgeglieds 17 greift gleitend in eine umlaufende Steuerflächennut 19 ein, die in einem als Antriebsabschnitt dienenden Steuerflächenglied 18 ausgebildet ist. Ein Ausgangs- bzw. Abtriebsritzel 23 für einen Motor 22 zum Anheben und Absenken des an dem Wagen 6 angebrachten Thermokopfes 7 steht über ein zwischengeschaltetes Zahnrad 21 mit einem Zahnrad 20 in Eingriff, das an der Außenfläche des Steuerflächenglieds 18 in integraler Weise ausgebildet ist. Wenn sich der Thermokopf-Anhebe- bzw. Absenkmotor 22 dreht, wird auch das Steuerflächenglied 18 gedreht, wodurch wiederum eine Drehung des Steuerflächenfolgeglieds 17 hervorgerufen wird. Bei einer derartigen Drehbewegung des Steuerflächenglieds 17 wird das Fixierelement 14 durch den Endbereich 17a des Steuerflächenfolgeglieds 17 mit Druck beaufschlagt. Als Ergebnis hiervon läßt sich das Fixierelement 14 näher zu der Druckauflage 2 hin oder von dieser weg bewegen. Auf diese Weise wird der Thermokopf 7 über das Farbband und das Druckpapier hinweg mit der Druckauflage 2 in Berührung gebracht (Thermokopf abgesenkt) sowie von dieser getrennt (Thermokopf angehoben).

Ein weiterer Motor 25 zum Drehen einer Farbband- Wickelspule 24 zum Aufwickeln des in der Zeichnung nicht dargestellten Farbbands ist in unabhängiger Weise von dem genannten Thermokopf-Anhebe-/Absenkmotor 22 an dem Wagen 6 angebracht. Ein Wickelzahnrad 27, das über einen sogenannten Schlupfmechanismus koaxial für die Farbband-Wickelspule 24 vorgesehen ist, kämmt mit einem Ausgangs- bzw. Abtriebsritzel 25a des Motors 25. Außerdem ist ein in der Zeichnung nicht darge­ stellter Sensor zum Detektieren der vertikalen Bewegung des Thermokopfes 7 vorgesehen, um die Rota­ tionsbewegung des Farbband-Wickelmotors 25 synchron mit der vertikalen Bewegung des Thermokopfes 7 zu steuern.

Wie in Fig. 4 gezeigt ist, ist das für den Mehrfarben- Druckvorgang vorgesehene und als Thermotransfermedium dienende Mehrfarben-Farbband derart ausgebildet, daß die einzelnen Farbschichten bzw. Farbbereiche Gelb (Y), Zyan (C), Magenta (M) und Schwarz (B) in wiederholt aufeinander folgender Weise in Längsrichtung eines länglichen Farbbands 29 angeordnet sind. Außerdem besitzt das Mehrfarben-Farbband Markierungsbereiche 29a bis 29d an den Grenzflächen zwischen den verschie­ denen Farbbereichen in einer derartigen Weise, daß sich die Farben z. B. dadurch voneinander unterscheiden lassen, daß man wie bei dem in Fig. 4 gezeigten Beispiel die Anzahl der Markierungen in Abhängigkeit von der jeweiligen Farbe jeweils unterschiedlich aus­ bildet. Der an dem Wagen 6 vorgesehene Photosensor 28 detektiert jede der Markierungen 29a bis 29d, so daß sich damit die Farbe des Farbbands feststellen läßt. Als Ergebnis läßt sich der Druckvorgang in einer gewünschten Farbe ausführen. Ein flächiges Mehrfarben- Druckfarbenmaterial, das bei Verwendung eines Thermo­ kopfes des Typs mit Zeilendruck verwendet wird, ist mit Ausnahme des Unterschieds in seiner Breite, die größer ist als die eines Farbbands, in ähnlicher Weise ausgebildet.

Im folgenden wird nun der Betrieb des auf diese Weise ausgebildeten Thermodruckers beschrieben.

Zuerst wird das durch die Papiereinführöffnung 8 ein­ geführte Aufzeichnungspapier zwischen der Papier­ transportrolle 9 und der Andrückrolle 10 gehalten. Bei Rotation der Papiertransportrolle 9 wird das Papier über eine vorbestimmte Distanz in zu der Bewegungsrichtung des Wagens 6 senkrechter Richtung befördert. Danach wird der Farbband-Wickelmotor 25 angetrieben, so daß das Farbband aufge­ wickelt wird, bis die gewünschte Farbschicht die Druckposition erreicht. Danach dreht sich der Thermokopf- Anhebe-/Absenkmotor 22, um den Thermokopf 7 mit einem vorbestimmten Druck mit der Druckauflage 2 in Berührung zu bringen. Der Wagenantriebsmotor 11 wird in diesem Zustand zur Betätigung des Wagens 6 gedreht. Außerdem wird der Farbbandwickelmotor 25 in gang gesetzt, um die Farbbandspule 24 zum Aufwickeln des Farbbands zu drehen. Wenn der Thermokopf 7 ansprechend auf ein gewünschtes Betriebs­ signal beim Aufwickeln des Farbbands in Betrieb gesetzt wird, läßt sich der gewünschte Druckvorgang auf dem Aufzeichnungspapier ausführen. In Fällen, in denen ein Drucken mit einer anderen Farbe in einer mittleren Position innerhalb einer Zeile ausgeführt wird, wird die Bewegung des Wagens 6 an dieser Stelle gestoppt, bevor der Thermokopf 7 von der Druckauflage 2 abgehoben bzw. von dieser getrennt wird. Nach vollständiger Ausfüh­ rung dieser Abhebebewegung wird der Farbband-Wickelmotor 25 wiederum angetrieben, um die Farb­ band-Wickelspule 24 zu drehen. Als Ergebnis wird das Farbband aufgewickelt, bis der Photosensor 28 den die gewünschte Farbe anzeigenden Markierungs­ bereich detektiert. Der Farbband-Aufwickelvorgang wird gestoppt, wenn die gewünschte Farbschicht in eine der Druckposition gegenüberliegende Position befördert worden ist. Danach wird der Thermokopf 7 wiederum mit der Druckauflage 2 in Berührung gebracht, bevor die Bewegung des Wagens 6 zur Ausführung des nächsten Druckvorgangs gestartet wird. Wenn der Druckvorgang für eine Zeile abgeschlossen ist, wird der Wagen 6 in die nächste Druckposition bewegt, bevor der zuvor erläuterte Vorgang wiederholt wird, um dann den nächsten Druckvorgang auszuführen. Wenn die nächste Zeile gedruckt ist, wird die Papiertransportrolle 9 rotationsmäßig bewegt, um das Papier gleichzeitig mit der Rückkehrbewegung des Wagens 6 über eine vorbe­ stimmte Distanz weiterzutransportieren. Wenn jedoch in derselben Zeile mit einer anderen Farbe in über­ lappender Weise gedruckt werden soll, erfolgt nur die Rückkehrbewegung des Wagens 6, ohne daß dabei der Papierweiterbewegungsvorgang ausgeführt wird.

Das vorstehend erläuterte herkömmliche Verfahren zum Steuern des Betriebs des Thermodruckers ist derart ausgelegt, daß dann, wenn der gewünschte Farbbereich des Mehrfarben-Farbbands in die dem Thermokopf gegen­ überliegende Druckposition bewegt wird und der Druckvorgang für eine Zeile gestartet wird oder die Vorbereitungen für den nächsten Druckvorgang während des Druckens einer Zeile ausgeführt werden, der Farbband-Wickelmotor 25 angetrieben wird, um die Farbband- Wickelspule 24 zum Aufwickeln des Farbbands zu drehen. Da jedoch die Absenkbewegung des Thermokopfes nicht eher gestartet wird, bis der Farbbandwickelvorgang abgeschlossen ist, ist vom Start des Farbbandwickelvorgangs bis zum Abschluß der Absenkbewegung des Thermokopfes eine lange Zeit erforderlich.

In Fällen, in denen der gewünschte Farbbereich des Farbbands während des Druckvorgangs einer Zeile in die dem Thermokopf gegenüberliegende Position bewegt wird, oder in denen die Vorbereitungen für den nächsten Druckvorgang ausgeführt werden, nachdem der Druckvorgang für die vorausgehende Zeile abgeschlossen ist, wird der Farbbandwickelvorgang in ähnlicher Weise nach Abschluß der Anhebebewegung des Thermokopfes bis zum Abschluß der Bewegung des gewünschten Farbbereichs in die dem erforderlich ist. Daraus ergibt sich wiederum das Problem, daß die eigentliche Druckgeschwindigkeit vermindert wird.

Aus der DE-A-24 06 613 ist ein Thermodrucker bekannt, bei dem der Thermokopf sich im dauernden Kontakt mit dem Farbband und dem Papier befindet, wobei der Kontaktdruck beim Druckvorgang hoch, in der übrigen Zeit hingegen gering ist. Bei einem derartigen Drucker tritt das obige Problem des zeitlichen Aufwands zum Abheben bzw. Absenken des Thermokopfs nicht auf.

Aus der US-PS 37 87 886 ist ein Drucker bekannt, bei dem das Lösen der Druckköpfe von dem Papier gleichzeitig mit dem Vorrücken des Thermopapiers erfolgt. Dies ist deshalb möglich, weil unmittelbar nach dem Start der Anhebebewegung des Thermokopfs das Papier frei ist, so daß es ohne Gefahr des Einklemmens durch den Thermokopf bewegt werden kann. Wie oben aufgeteilt, ergibt sich aber bei dem hier erläuterten Typ von Thermodrucker das Problem, daß beim Einlaufen des gewünschten Farbbereichs in die Druckposition relativ viel Zeit verloren geht, da der Thermokopf erst mit der Absenkbewegung beginnt, nachdem das Farbband seine Endstellung erreicht hat.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens zum Steuern des Betriebs eines Thermodruckers, bei dem die Druckgeschwindigkeit des Thermodruckers verbessert ist.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ergibt sich - in Verbindung mit den Merkmalen nach dem Oberbegriff aus dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs.

Die Erfindung und Weiterbildungen der Erfindung werden im folgenden anhand der zeichnerischen Dar­ stellungen eines Ausführungsbeispiels noch näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Darstellung des zeitlichen Ablaufs der Betriebsabfolge eines Thermodruckers gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 eine Perspektivansicht eines üblichen Thermo­ druckers;

Fig. 3 eine schematische Konstruktionsansicht unter Darstellung eines Thermokopf-Anhebe-/Absenk­ mechanismus, eines Wagentransportmechanismus sowie eines Mechanismus zum Wickeln eines Thermotransfermediums eines Thermodruckers; und

Fig. 4 eine Ansicht zur Veranschaulichung der Aus­ bildung eines Mehrfarben-Thermotransfermediums.

Ein Verfahren zum Steuern des Betriebs eines Thermo­ druckers gemäß der, vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf das in Fig. 1 dargestellte zeit­ liche Steuerungsdiagramm des Betriebsablaufs erläutert.

Nachdem ein Aufzeichnungspapier durch Rotation der einen oder mehreren Papiertransportrollen 9 in eine vorbestimmte Position gebracht worden ist, wird der Motor 25 zum Aufwickeln des Farbbands, das als Thermo­ transfermedium bzw. mit Farbübertragung durch Wärme arbeitendes Medium dient, rotationsmäßig angetrieben. Als Ergebnis hiervon wird die Wickelspule 24 rotations­ mäßig angetrieben, so daß der Wickelvorgang des Mehr­ farben-Farbbands gestartet wird. Wenn ein eine gewünschte Farbe markierender Markierungsbereich von dem Photo­ sensor 28 detektiert wird, wird ein Motor zum vertikalen Bewegen des Thermokopfes 7 rotationsmäßig angetrieben, so daß die nach unten gehende Absenkbewegung des Thermokopfes 7 gestartet wird. Es dauert etwa 0,5 Sekunden vom Beginn der Absenkbewegung des Thermo­ kopfes 7 bis zu dem Zeitpunkt, zu dem der Thermo­ kopf 7 mit der Druckauflage 2 in Berührung gelangt. Während dieser Zeitdauer wird der Wickelvorgang des Farbbands fortgesetzt, bis der gewünschte Farbbereich in eine Position befördert ist, in der er der Druck­ position zugewandt gegenüber liegt. Ein Schlupf­ mechanismus des Farbband-Wickelmechanismus wird in Betrieb gesetzt, wenn der Thermokopf 7 mit der Druck­ auflage 2 in Berührung gelangt, so daß die Rotations­ kraft des Farbband-Wickelmotors 25 nicht auf die Wickelspule 24 übertragen wird. Als Ergebnis hiervon wird der Wickelvorgang des Farbbands nicht weiter fortgesetzt. Wenn der Wagen 6 durch Rotation des Wagenantriebsmotors 11 bewegt wird, nachdem der Thermo­ kopf 7 mit der Druckauflage 2 in Berührung gebracht ist, wird das Farbband aufgrund des zwischen dem Thermo­ kopf 7 und der Druckauflage 2 wirkenden Kontaktdruckes aus seiner Kassette herausgezogen. Das Farbband wird durch den Farbband-Wickelmechanismus über die auf diese Weise herausgezogene Länge aufgewickelt. Zu diesem Zeitpunkt wird der Thermokopf 7 ansprechend auf ein gewünschtes Aufzeichnungssignal bzw. Drucksignal betätigt, so daß sich das Drucken der gewünschten Zeichen oder Symbole ausführen läßt. In Fällen, in denen im mittleren Bereich einer Zeile ein Druckvor­ gang in einer anderen Farbe ausgeführt wird, wird die Bewegung des Wagens 6 zu diesem Zeitpunkt bzw. an dieser Stelle gestoppt. Danach wird der Vorgang ge­ startet, in dem der Thermokopf 7 von der Druckauflage 2 weg abgehoben wird. Unmittelbar nach dem Trennen des Thermokopfes 7 von der Druckauflage 2 wird der Farbband-Wickelmotor 25 rotationsmäßig angetrieben, um dadurch die Farbband-Wickelspule 24 zu drehen, damit diese mit dem Wickelvorgang des Farbbands beginnt. Die Anhebebewegung des Thermokopfes 7 wird zwar während des vorstehend beschriebenen Vorgangs für das Wickeln des Farbbands abgeschlossen, jedoch setzt sich das Wickeln des Farbbands fort, bis der Photosensor 28 den die gewünschte Farbe markierenden Markierungs­ bereich detektiert. Zu diesem Zeitpunkt wird der Absenkvorgang des Thermokopfes 7 gestartet. Wenn der die gewünschte Farbe aufweisende Farbbereich in ähnlicher Weise wie bei dem ersten Druckvorgang in die Druckposition befördert worden ist, wird die Absenkbewegung des Thermokopfes 7 beendet. Danach wird der Wagen in Vorbereitung für den nächsten Druck­ vorgang wiederum bewegt. Nachdem das Drucken einer Zeile beendet ist, wird der Wagen 6 in die nächste Druckposition bzw. Zeile bewegt, bevor die vorstehend erläuterten Vorgänge zum Zweck der Ausführung des nächsten Druckvorgangs wiederholt werden.

Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Absenkbewegung des Thermokopfes gestartet, bevor der Wickelvorgang des Farbbands abgeschlossen ist. Außer­ dem wird der Wickelvorgang für das Farbband vor dem Ende der Anhebebewegung des Thermokopfes gestartet. Daher läßt sich die Betätigungszeit bzw. Vorberei­ tungszeit des Druckers um denjenigen Zeitraum ver­ kürzen, um den sich die vorstehend erläuterten Vorgänge überlappen. Daher läßt sich die gesamte für den Druck­ vorgang erforderliche Zeit beträchtlich verkürzen.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern es sind viele verschiedene Modifikationen möglich. Die Beschreibung bezieht sich zwar auf einen sogenannten seriellen Drucker, der den Druckvorgang durch Bewegen seines an dem Wagen angeordneten Thermokopfes in Richtung der Breite des Aufzeichnungsträgers ausführt, doch kann die vorliegende Erfindung selbstverständlich auch z. B. bei einem Zeilendrucker angewendet werden, bei dem der Druckvorgang unter Verwendung eines Zeilen­ thermokopfes mit einer der Breite des Aufzeichnungs­ trägers entsprechenden Länge oder einer größeren Länge als dieser sowie unter Verwendung eines Mehrfarben- Flachmaterialstücks mit einer der genannten Länge ent­ sprechenden Breite erfolgt.

Wie vorstehend beschrieben wurde, werden gemäß der vorliegenden Erfindung der Wickelvorgang des Thermo­ transfermediums sowie die Anhebe- und/oder Absenk­ bewegung des Thermokopfes in einander überlappender Weise ausgeführt. Daher läßt sich die Zeit vom Beginn des Wickelvorgangs des Thermotransfermediums bis zum Ende der Absenkbewegung des Thermokopfes oder die Zeit vom Beginn der Anhebebewegung des Thermokopfes bis zum Ende des Wickelvorgangs zum Wickeln des Thermo­ transfermediums verkürzen. Als Ergebnis hiervon läßt sich die von dem Drucker benötigte, tatsächliche Druckgeschwindigkeit beträchtlich steigern.

Claims (1)

1. Verfahren zum Steuern des Betriebs eines Thermodruckers

• 1. mit einem Thermokopf-Anhebe-/Absenkmechanismus zum Bewegen eines Thermokopfs von einer Druckauflage weg sowie zu dieser hin,
• 2. mit einer Anhebe-/Absenkmechanismus-Betätigungsvorrichtung,
• 3. mit einem Thermotransfermedium-Wickelmechanismus zum Ausführen eines Thermotransfermedium-Wickelvorgangs über einen Schlupfmechanismus, und
• 4. mit einer Wickelmechanismus-Betätigungsvorrichtung;

bei dem der Druckvorgang unter Verwendung des Thermotransfermediums ausgeführt wird, welches derart ausgebildet ist, daß Farbschichten in einer Mehrzahl von Farben wiederholt aufeinanderfolgend in Längsrichtung des Thermotransfermediums angeordnet sind, wobei die Farbschicht jeder Farbe eine Markierung aufweist, und, um das Thermotransfermedium in eine Druckposition zu bringen, der Thermokopf von der Druckauflage abgerückt wird, die Markierung von einem Sensor (28) erfaßt und das Thermotransfermedium gewickelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung so durchgeführt wird, daß dann, wenn die Farbschicht mit der gewünschten Farbe in die Druckposition gebracht wird, während sich der Thermokopf in seiner angehobenen Stellung befindet, die Anhebe-/Absenkmechanismus-Betätigungsvorrichtung in gang gesetzt wird, um das Absenken des Thermokopfs einzuleiten, nachdem die Wickelmechanismus-Betätigungsvorrichtung gestartet wurde, und bevor die Farbschicht mit der gewünschten Farbe die Druckposition erreicht hat.