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Dokumentenidentifikation DE19509683C2 21.06.2000
Titel Thermotransferdruckverfahren und Anordnung zur Durchführung des Verfahrens mit Multi-Use-Farbbandkassette
Anmelder Francotyp-Postalia AG & Co., 16547 Birkenwerder, DE
Erfinder Thiel, Wolfgang, Dr., 13503 Berlin, DE;
Günther, Stephan, 13465 Berlin, DE
DE-Anmeldedatum 07.03.1995
DE-Aktenzeichen 19509683
Offenlegungstag 12.09.1996
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 21.06.2000
Veröffentlichungstag im Patentblatt 21.06.2000
Free division/divided out on the grounds of lack of unity 19549376.1
IPC-Hauptklasse B41J 31/16
IPC-Nebenklasse B41J 35/36   B41J 2/35   B41J 33/54   B41J 32/00   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Thermotransferdruckverfahren gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und Anordnungen zur Durchführung des Verfahrens mit Multi- Use-Farbbandkassette gemäß der im Oberbegriff der Patentansprüche 2, 7 und 8 angegebenen Art. Solche Thermodruckverfahren sind als qualitativ hochwertige non-impact-Druckverfahren für verschiedenste Anwendungen am Markt seit langer Zeit verbreitet. Eine bevorzugte Anwendung ist für eine Frankiermaschine vorgesehen.

Farbband- und Thermodruckkassetten weisen allgemein eine Vorratsspule, eine Aufwickelspule und mehrere Umlenkrollen zur Führung des Bandes auf. Zur Erzielung einer gleichbleibenden Druckqualität ist es erforderlich, das Farbband straff zu spannen.

Aus der EP 189 268 B1 ist eine Aufnahmeeinrichtung für Farbbandkassetten bekannt. Die Seitenwand der Kassette weist eine Öffnung auf, durch welche eine Rolle zur Anlage an dem Farbband durchtreten kann, um die Antriebkraft von diesem zu empfangen bzw. auf eine Reibrolle zu übertragen, welche mit einer Encoderscheibe gekoppelt ist. Die Farbbandgeschwindigkeit entspricht annähernd der des Druckgutes, welches zwischen Farbband und Gegendruckrolle transportiert wird.

Es ist bereits in EP 504 594 A2 eine mäanderförmige Bandführung zwischen Druckkopf und Aufwickelspule vorgesehen worden, um eine Entkopplung der Aufwicklung von durch Reibung zwischen Farbband und Papier erzielbaren Kräften zu gewährleisten. Die Praxis hat aber gezeigt, daß die vorgenannte mäanderförmige Bandführung entfallen kann, wenn die Umlenkrollen durch nicht drehbare Umlenkstifte ersetzt werden.

Thermotransferdruckverfahren kommen häufig in Anwendungen zum Einsatz, bei denen (aus welchen Gründen auch immer) auf das relativ teure, licht- und wärmeempfindliche Thermodirektdruckpapier verzichtet werden muß. Die hierbei eingesetzten Farbbänder ermöglichen den Druck auf Normalpapier, gehen jedoch mit ihren Kosten auch direkt in die Verbrauchskosten des Abdrucks ein. Es ist deshalb in der DE 31 45 221 C2 schon vorgeschlagen worden, daß stets eine Relativgeschwindigkeit zwischen Farbband und dem Aufzeichnungsträger (Druckgut) aufrechterhalten wird. Somit ist die benötigte Farbbandlänge verringert.

Es bestehen bis zu 99,9% aller Abdrucke aus nicht geschlossenen Druckflächen, da ja sonst der Informationsgehalt = 0 wäre. Beispielsweise werden bei Frankierabdrucken nur ca. 15% der zur Verfügung stehenden Fläche bedruckt. 85% der Farbe des Farbbandes bleiben ungenutzt.

Zusammenfassend läßt sich sagen, daß die Thermodrucktechnologie vergleichsweise hohe Verbrauchskosten je gedruckter Fläche aufweist und durch den hohen Anteil an Trägermaterial (beim Thermotransferdruck) auch nicht sonderlich umweltfreundlich ist.

Bekannte Thermotransferdruckverfahren nutzen das Farbband nur einmal. In jedem Druckzyklus verbleiben Farbreste in den unverbrauchten Bereichen. Da für den anschließenden Druckzyklus diese unverbrauchten Bereiche nicht mehr benutzt werden können, wird unnötig viel aufgespultes Farbband verbraucht.

Aus der US 4590 486 ist zusätzlich bekannt, das Farbband bei Leerstellen im Druckbild zu stoppen, um teures Farbband einzusparen.

Die Bemühungen der namhaften Hersteller konzentrieren sich nun auch auf ein mehrfach verwendbares Farbband, bei dem durch jeden Druckvorgang nur ein Teil der insgesamt vorhandenen Farbe ausgeschmolzen wird. Durch den mehrfachen Durchlauf dieses Bandes (ähnlich wie beim bekannten Schreibmaschinenband) schließlich wird der Farbvorrat nach ca. 10-maligem Drucken auch erschöpft, und das Band ist verbraucht.

Aus der DE 37 21 925 C2 ist ein thermisches Umdruckverfahren bekannt, bei welchem ohne Beeinträchtigung der Druckqualität eine mehrmalige Benutzung des Farbbandes möglich ist. Nach der Erregung der Druckelemente wird eine Farbschichthälfte vom Farbband abgeschmolzen, wobei eine Farbschichthälfte auf dem Farbband unter der abgeschmolzenen Farbschichthälfte verbleibt, wenn das Farbband in einem vorgegebenen Zeitintervall nach der Erregung des Druckelementes vom Aufzeichnungsträger getrennt wird, in welchem die Farbschichthälfte noch im aufgeschmolzenen Zustand eine relativ niedrige Viskosität aufweist.

Allerdings ist es damit noch nicht gelungen, eines dieser sog. Multi-Use-Farbbänder mit (nahezu) gleichbleibender Druckqualität vom ersten bis zum letzten Abdruck herzustellen. Vielmehr ist schon zwischen dem ersten und dem zweiten Banddurchlauf eine erhebliche Einbuße an Kontrast zu bemerken, die im Bereich von ca. 50% liegt. Diejenigen Bereiche auf dem Farbband, welche mehrmals benutzt werden, liegen unmittelbar neben Bereichen, die nur einmal benutzt werden und liefern deshalb einen höheren Kontrast. Dies ist für viele Anwendungen mit Anspruch auf gleichbleibend hohe Druckqualität nicht akzeptabel. Hierin ist auch der Grund zu sehen, weshalb diesen sog. Multi-Use-Farbbändern eine weite Verbreitung am Markt bislang verwehrt blieb.

Es sind bereits in der Druckschrift JP 1-128867 A Mittel für ein Thermotransferdruckverfahren vorgeschlagen worden, um ein Multi-Use-Farbband nach einmaligem Gebrauch zu regenerieren. Dabei ist das Multi-Use- Farbband breiter als der Druckkopf und weist eine über dem vorgenannten Druckkopf laufende hochdichte Tintenregion und eine weniger dichte Tintenregion auf, welche in Höhe des vorgenannten Druckkopfes läuft. Aus dieser weniger dichten Tintenregion, wird bei Ansteuerung des vorgenannten Druckkopfes Tinte auf einen Aufzeichnungsträger abgeschmolzen. Dieser Verbrauch an Tinte kann an einer nachgeordneten Stelle der Druckanordnung ersetzt werden, wobei bei Erwärmung durch einen zweiten Druckkopf aus der hochdichten Tintenregion abgeschmolzene Tinte in die weniger dichte Tintenregion durch Schwerkraft und Kapillarwirkung läuft. Danach ist ein Roller auf der Aufwickelrolle angeordnet, um die Bandoberfläche zu glätten. Eine solche Anordnung ist in wesentlichen für Schreibmaschinen, d. h. zeilenweise druckende Drucker vogesehen. Für Frankiermaschinen sind solche Mittelanordnungen schon deshalb ungeeignet, weil eine Druckspalte gedruckt wird, welche sich über die ganze Farbbandbreite erstreckt. Auch wenn das Farbband auf die doppelte Breite verbreitert würde, was dieses wesentlich verteuert, erfolgt keine Unterstützung der Kapillarwirkung durch Schwerkraft, wenn der gewöhnlich liegend transportierte Brief unter dem Druckkopf mit dem Farbband bewegt wird. Die dann durch einen zweiten Druckkopf abgeschmolzene Tinte wird lediglich auf den Brief abtropfen.

Aus der Druckschrift JP 2-172783 A sind beheizte Roller für ein Thermotransferdruckverfahren bekannt geworden, um ein Multi-Use-Farbband nach einmaligem Gebrauch zu regenerieren. Hierzu muß aber der Roller über dem Multi-Use-Farbband angeordnet werden, damit die Farbe nicht am Roller vorbei oder auf die zur Heizung verwendete Halogen-Lampe abläuft, was letztere Zerstören würde. Durch diese Anordnung sind solche Mittel für Frankiermaschinen schon deshalb ungeeignet, weil es schwierig wäre eine entsprechende Kassette zu konstruieren, welche den beheizten Roller mit dem Farbband an einer dem Druckkopf nachgeordneten Stelle in Kontakt bringt.

Es ist schon bekannt, einen zweiten Druckkopf dazu einzusetzen, den Gebrauch eines einmal verwendeten Farbbandes für Betrugsversuche zu verhindern (DE 38 00 137 A1). Auf der Aufwickelspule soll das Frankierdruckbild nicht mehr lesbar sein, weshalb die vor dem Druck nicht benötigte Farbe durch den zweiten Druckkopf in Form eines Negativabdruckes auf das Farbbandteil aufgedruckt wird, welches den ersten Druckkopf bereits passiert hat. Somit ist keine Farbbandregeneration möglich.

Weiterhin ist bereits aus der US 4 924 240 bekannt, in den Zwischenzeiten, wo kein Druckgut unter dem Druckkopf transportiert wird, im Gegensatz zur Druckposition einen Abstand vom Druckgut einzunehmen und das Farbband ein Längenstück zurück aufzuwickeln, so daß jedes Farbbandteilstück eine Zeit lang, d. h. mehrfach verwendet werden kann. Nachteilig ist jedoch, daß ein elektromechanischer Aktuator zum Verlassen der Druckposition und ein zusätzlicher Motor für das Rückwickeln des Farbbandes erforderlich ist, die relativ oft betätigt werden müssen. Damit lassen sich keine hohen Druckgeschwindigkeiten erreichen.

In der DE 42 25 798 A1 wurde bereits ein sparsames Thermotransferdruckverfahren vorgeschlagen, das mit einer geringeren Bandgeschwindigkeit des Farbbandes, als die Transportgeschwindigkeit des Aufzeichnungsträgers arbeitet (Saving-Betrieb). Das Verfahren läuft auf eine optimale Ausnutzung der Farbreste zwischen den Druckspalten hinaus. Der Motor, der für das Rückwickeln des Farbbandes erforderlich ist und der Antriebsmotor für das Abwickeln des Farbbandes werden nach einem komplizierten Verfahren angesteuert und unterschiedlich stark belastet, so daß die Lebensdauer verringert und die maximale Druckgeschwindigkeit nicht erreicht wird.

Aus der US 5.344.244 ist ein Thermofarbdrucker bekannt, welcher die noch benutzbaren Abschnitte eines Farbbandes mittels eines Sensors und Mikroprozessors ermitteln kann. Bedingt durch die Erzeugung von Farbbildern durch drei Grundfarben, welche übereinander gedruckt werden können, kommt es zu einem unterschiedlichen Verbrauch der jeweiligen Farbabschnitte auf dem Band. Es verbleiben immer ungenutzte Farbabschnitte auf dem Band und solche Farbbänder mit alternierenden Farbabschnitte sind sehr teuer. Mittels einem zweiten Druckkopf kann nun der Verbrauch an Farbabschnitten auf das Band aufgezeichnet werden. Wird das Band erneut verwendet, stellt der Mikroprozessor anhand dieser Markierungen fest, ob ein Abdruck noch möglich ist. Eine echte Mehrfachnutzung eines jeden Farbabschnittes auf dem Band ist aber nicht möglich.

Aus der EP 550 227 A2 ist eine Multi-Use-Farbband- Steuerung bekannt, welche mit einer magnetischen Markierung auf dem Farbband arbeitet. Die Herstellung solcher Markierungen ist schwierig, da diese das Schmelzen der Farbe, d. h. hohe Temperaturen überstehen müssen. Deshalb sind solche Markierungen nur am Bandanfang bzw. -ende möglich, um einen Kassettenwechsel mittels eines Hall-Effektsensors detektieren zu können. Durch die festgestellte Orientierung der Magnetisierung kann somit festgestellt werden, wie herum die Kassette eingelegt wurde. Wurde die Kassette anders herum eingelegt, dann ist die Orientierung der Magnetisierung entgegengesetzt. Solche Markierungen sind nur mit einem hohen zusätzlichen Aufwand an einem Thermotransferfarbband anbringbar.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Thermotransferdruckverfahren und eine zugehörige Anordnung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, welche niedrige Verbrauchskosten und eine gleichbleibende Druckqualität ermöglichen und mit welchem eine hohe Druckgeschwindigkeit erreichbar ist, wobei eine Druckspalte der Farbbandbreite entsprechen soll.

Diese Aufgabe wird für das Thermotransferdruckverfahren mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 und für die zugehörige Anordnung mit den Merkmalen der Patentansprüche 2, 7 und 8 gelöst.

Die Anordnung für ein Thermotransferdruckverfahren mit einem Thermodruckkopf, der eine Vielzahl von Druckelementen aufweist, ist über eine Leistungselektronik und über eine Drucksteuerung mit einem Mikroprozessor in einer Steuereinheit verbunden. Eine - in den Figuren nicht dargestellte - Gegendruckvorrichtung drückt den Aufzeichnungsträger gegen ein Farbband, das von einer ersten Spule auf eine zweite Spule aufgewickelt wird und sich gegen den Thermodruckkopf abstützt. Als Gegendruckvorrichtung wird vorzugsweise eine Rolle eingesetzt und es wird eine Mikroprozessorsteuerung verwendet.

Ein Thermodruckkopf, der eine Vielzahl von Druckelementen aufweist und über eine Leistungselektronik und eine Drucksteuerung mit einer Steuereinheit verbunden ist, wirkt über ein Farbband als Druckmittel auf ein Druckgut mit einer vorbestimmten Druckenergie ein.

Ausgehend von der Tatsache, daß der beim Thermotransferdruck erzeugte Kontrast direkt von der zum Einsatz kommenden Druckenergie abhängt, wird erfindungsgemäß eine Druckenergiesteuerung des Thermotransferdrucks vorgenommen und zwar in Abhängigkeit von der Qualität des vorhandenen Multi-Use Farbbandes. Die im Multi-Use- Farbband vorhandene Farbmenge hängt dabei linear von der Anzahl der Benutzungen ab.

Am Druckmittel sind erste optische oder mechanische Erkennungsmittel angeordnet, welche eine Information über die Farbbandrestmenge auf der zugeordneten Spule liefert, bevor das Farbband-Ende erreicht ist. Das Farbband-Ende wird beispielsweise dadurch erkannt, daß eine zweite optische Erkennungsmarke detektiert wird oder die Encoderscheibe sich zu drehen aufhört oder die Zahl der Abdrucke vom Prozessor mitgezählt wird. Die Information wird an die Steuereinheit übermittelt. Das ermöglicht eine Signalisierung des nahenden Farbbandendes, was die Bedienung erleichtert, da der Benutzer nun rechtzeitig auf einen Kassettenwechsel hingewiesen wird. Ausfallzeiten werden so eliminiert. Das Druckmittelgehäuse umfaßt erfindungsgemäß mindestens ein elektronisches, magnetisches, optisches und/oder mechanisches Speichermittel. Eine gespeicherte Information betrifft den Vorbenutzungsgrad (Multi-Use- Status MUS). Daraus geht hervor, wie oft diese entsprechende Farbbandrichtung bereits benutzt wurde. Eine weitere gespeicherte Information zum seitenrichtigen Einlegen der Kassette ist der Bandbewegungsrichtungsstatus (Ribbon-Movement-Direction RMD). Dieser betrifft den aktuellen, entsprechend der Farbbandbewegungsrichtung, eingenommenen Anordnungszustand des Druckmittelgehäuses, d. h. die gewendet oder nicht gewendet eingesetzte Kassette.

Das Farbband-Ende bewirkt ein Verändern des Informationszustandes des Speichermittels des Druckmittelgehäuses, welches nach dem Herausnehmen und wieder Einsetzen in die alte oder neue gewendete Position des Druckmittelgehäuses abgetastet wird, um die Information zu lesen und an die Steuereinheit zu übermitteln.

Am Druckmittelgehäuse sind Erkennungsmittel angeordnet, welche eine Information über die Bandbewegungsrichtung liefern. Die Information wird an die Steuereinheit übermittelt.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Es wird nachstehend eine Ausführung anhand der Figuren näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1a bis 1c, Varianten für eine Multi-Use-Farbbandkassette

Fig. 2, Speichermittel für eine Multi-Use-Farbbandkassette

Fig. 3a, Anordnung der Multi-Use-Farbbandkassette in Vorderansicht,

Fig. 3b, Anordnung der Multi-Use-Farbbandkassette in Rückansicht.

Die Fig. 1 zeigt den prinzipiellen Aufbau einer Multi- Use-Farbbandkassette mit Speichermittel. Als Thermodruckeinrichtung kann beispielsweise ein Thermotransfer- oder ETR-Druckkopf 1 mit zugehöriger Drucksteuerung 14 und Leistungselektronik verwendet werden. Üblicherweise werden vorgenannte Komponenten des Thermotransferdruckers durch ein intelligentes Steuermittel gesteuert, beispielsweise durch eine einen Mikroprozessor µP aufweisende Steuereinheit.

Das Farbband 29 wird beispielsweise von einer Spule 26 abgewickelt und auf eine Spule 25 aufgewickelt. Dabei läuft das Farbband von der Spule 26 über Rollen 32a, 31a und zwischen Druckkopf und dem Aufzeichnungsträger hindurch über die Rollen 31b und 32b zur Spule 25. Der Aufzeichnungsträger 2 wird mittels einer - nicht gezeigten - Gegendruckrolle an das Farbband 29 angedrückt.

Ist das Farbband so das erste Mal durchgelaufen, wird die Kassette gewendet. Das Farbband 29 wird dann von der Spule 25 abgewickelt und auf die Spule 26 aufgewickelt. Vor dem Ende des jeweiligen Durchlaufes des Farbbandes wird eine Information von einem ersten in der Nähe eines ersten Fensters 21a mit der ersten Umlenkrolle 31a (bzw. Fenster 21b und Umlenkrolle 31b bei gewendeter Kassette) angeordneten Erkennungsmittel 35 an den Mikroprozessor geliefert. Mit der Restmenge an aufgewickeltem Farbband ist noch ein letzter Abdruck vor dem Wenden der Kassette möglich.

Es ist nun in einer ersten Variante vorgesehen, daß auf dem Farbband am Farbband-Ende eine Markierung aufgebracht ist, die vom Farbband-Ende soweit entfernt ist, daß noch ein Abdruck durchgeführt werden kann. Nach der Ausführung des vorgenannten Abdrucks läuft das Farbband gesteuert vom Mikroprozessor bis zum Farbband-Ende. Dabei wird der Aufzeichnungsträger 2 vom Druckkopf 1 wegtransportiert. Der Druckkopf wird zur Erzeugung einer weiteren Markierung vom Mikroprozessor über eine Leistungselektronik mit Energie angesteuert. Die Farbe schmilzt vom Farbband ab und tropft auf die Gegendruckrolle ab. Das Material der Gegendruckrolle nimmt den Farbtropfen nicht an sondern stößt ihn ab. Zusätzlich kann ein Abstreifer an der Gegendruckrolle angeordnet sein (nicht gezeigt). Als gedruckte Markierung kann beispielsweise ein Balkencode eingesetzt werden. Die Markierung läuft bis zur zweiten Umlenkrolle und kann bei gewendeter Kassette vom ersten Erkennungsmittel 35 abgetastet werden.

Es kann eine Reflexlichtschranke oder ein handelsüblicher Scanner eingesetzt werden, um den Balkencode zu lesen. In der vorgenannten ersten Variante wird das Farbband als Speichermittel für den Multi-Use-Status verwendet. Das Farbband-Ende kann zusätzlich vom Mikroprozessor über einen Encoder detektiert werden, für den Fall, daß die Encoderscheibe sich nicht weiterdreht.

Nach jedem Wenden der Multi-Use-Farbbandkassette wird der Druckkopf mit einem speziellen Druckmuster beaufschlagt. Bei ca 15% bis 20% Flächennutzung pro Abdruck und bis zu fünf Schichten auf dem Farbband wird somit nur ein geringer Anteil der Farbe je Abdruck verbraucht. Es ist möglich die Verteilung der Farbe der obersten Schicht von unbenutzten bzw. weniger benutzten Bereichen zu den stärker benutzten Bereichen durch geeignete Mittel 60, 90 zu unterstützen. Ein Mittel 60 ist eine zur verstärkten Wärmeabgabe geeignete Sofitte, welche die oberste Schicht aufschmilzt. Durch eine nachgeordnete Rolle 90 wird das Farbband glatt gebügelt und die Farbe annähernd gleichmäßig verteilt. Es ist weiterhin möglich die Rolle 90 zu beheizen.

In der Druckeinrichtung befindet sich ein zweiter Thermotransferdruckkopf 70, der mit dem ersten baugleich ist und ihm mechanisch in Druckrichtung gesehen nachgeordnet ist. Dieser zweite Thermotransferdruckkopf 70 wird zeitlich definiert verzögert mit den inversen Druckdaten des vorangegangenen Abdrucks gespeist, so daß er genau die Farbpartikel aus dem Farbband noch herauslöst, die beim Originaldruck ausgelassen wurden. Dieser "Negativabdruck" findet auf einer mitlaufenden Rezeptorwalze 80 statt, die durch ein mechanisches Abstreifblech bei jeder Umdrehung von überflüssigen Farbpartikeln gereinigt wird. Diese überflüssigen Farbpartikel werden in einem Sammelbehälter aufgefangen und sind als Farbmaterial (u. U.) recyclingfähig.

Damit wird erreicht, daß sich der gesamte Farbbandbelag nach jedem Durchlauf in einer definierten, gleichmäßigen Qualität befindet und das oben beschriebene verfahren zur Druckenergiesteuerung zum Einsatz kommen kann. Die erforderlichen Aufwendungen für diese Lösung (zweiter Druckkopf, Rezeptorwalze, Detektierung) gehen nur einmalig in jede Druckvorrichtung ein, während mit jedem Abdruck eine beachtliche Kosteneinsparung durch Einsatz des Multi-Use Farbbandes erzielt wird. Dadurch ist eine schnelle Amortisation der einmaligen Aufwendungen gewährleistet.

Um eine einwandfreie Erkennung der Qualität des beim Druckvorgang vorhandenen Farbbandes zu gewährleisten, wird das Farbband mit einer Markierung versehen, die es ermöglicht, die Farbbandnutzung optisch zu detektieren und demgemäß die dazugehörige Druckenergie mittels eines Stellgliedes automatisch so zu steuern, daß bei jeder Nutzung des Bandes etwa gleich große Farbmengen bei gleichen Druckmustern abgeschmolzen werden. Denkbar sind natürlich auch andere Kennzeichnungs- und Detektierungsarten, wie magnetische, mechanische oder chemische für die Markierung der Nutzung.

Auf diese Art wird gewährleistet, daß mit steigender "Abnutzung" des Farbbandes (d. h. also mit sinkender Farbmenge) eine entsprechend steigende Druckenergie zum Einsatz kommt, was dazu führt, daß die pro Druckvorgang herausgelöste Farbmenge nahezu konstant bleibt und damit eine gleichmäßig gute Abdruckqualität gewährleistet wird.

Des weiteren kann die Farbbandqualitätsdetektierung auch dazu benutzt werden, um eine Höchstzahl an Farbbanddurchläufen festzulegen, die nicht überschritten werden darf, um eine minimal geforderte Druckqualität sicherzustellen. Ist der Höchstwert z. B. mit 5 Durchläufen erreicht, wird der Abdruck (nach der Detektierung) vom Steuermittel mit einem Fehlerhinweis verweigert.

Üblicherweise werden Thermotransferdrucker durch ein intelligentes Steuermittel (wie Mikroprozessoren) gesteuert. Dieses vorhandene Steuermittel wird nun dazu benutzt, auch bei nicht geschlossenen Druckflächen (woraus ja 99,9% aller Abdrucke bestehen, da sonst der Informationsgehalt = 0 wäre) das oben beschriebene Verfahren zur Sicherstellung einer gleichbleibenden Druckqualität bei mehrfachem Farbbanddurchlauf anwenden zu können.

In einer zweiten Variante, welche in der Fig. 1b dargestellt ist, weist die Multi-Use-Farbbandkassette 20 ein Speichermittel 24 auf.

Vor dem Wenden der Kassette wird eine Information über den Multi-Use-Status in dem Speichermittel 24 gespeichert. Aus dem Multi-Use-Status (MUS) geht hervor, wie oft diese entsprechende Farbbandrichtung bereits bebenutzt wurde.

Das Speichermittel 24 ist vorzugsweise als ein mechanisches Speichermittel ausgebildet. Das Speichermittel 24 kann aber ebenso ein optisches, magnetisches oder elektronisches Speichermittel sein. Durch das beispielsweise als Codierscheibe ausgebildete Speichermittel 24 ist ein Herausnehmen der Kassette ohne MUS-Informationsverlust jederzeit möglich und es sind Anzeigemittel 28a, b vorgesehen. Letztere zeigen durch ein Fenster 27 dem Bediener an, wenn fälschlicherweise nach dem zwischenzeitlichen Herausnehmen die Kassette gewendet wieder eingesetzt wird. Das Anzeigemittel kann Ausnehmungen und Erhöhungen aufweisen, welche ein unbeabsichtigtes Falscheinlegen bzw. nach einem Wenden der Kassette deren Einsetzen verhindern, solange das Multi-Use-Farbband noch nicht vollständig bis zum Ende abgespult ist. In die Ausnehmungen kann beispielsweise ein Dorn eingreifen oder ein mechanischer Detektor 410 (s. Fig. 3a), der ein akustisches oder optisches Signal auslöst.

Außerdem sind Rastmittel 34 vorgesehen, welche bei jedem Herausnehmen wieder eine neue Raststellung einnehmen. Das Rastmittel kann beispielsweise eine - nicht dargestellte - flächige Form eines Nippels zum Rasten und eine Achse haben, zwischen welcher und dem Kassettengehäuse die Codierscheibe 24 drehbar geklemmt wird.

In der Fig. 1c ist eine weitere Variante für eine Multi-Use-Farbbandkassette dargestellt. In dieser Kassette sind weitere federnd (Federn 33a, 33b) gelagerte Umlenkrollen angeordnet.

Die federnd gelagerten Umlenkrollen 32a und 32b laufen in - in der Fig. 3a dargestellten - Schlitzen 22a und 22b des Kassettengehäuses 20. Das erste mechanische Erkennungsmittel 420 (s. Fig. 3b) ist im Kassettenfach an der Rückseite so angeordnet, daß die richtig eingelegte Kassette mit dem Umlenkrollenende 32a bzw. 32b zur Anlage an das erste mechanische Erkennungsmittel 420 kommt.

Das mechanische Speichermittel 24 ist wieder als Codierscheibe ausgebildet zur Speicherung von MUS- und RMD-Informationen.

In der Fig. 2 ist ein mechanisches Speichermittel für eine Multi-Use-Farbbandkassette dargestellt.

Bei Farbbandende wird eine Rastklinke als Betätigungsmittel mit Selbsthaltung über dem Einstellkranz in eine Öffnung 19 abgesenkt. Mit Herausnehmen der Kassette wird die Codierscheibe um eine Raststellung (nicht dargestellt) verdreht. Dadurch wird:

  • a) Die Codierung 24a, b für den Benutzungsgrad inkrementiert;
  • b) Die Seitenanzeige der Kassette geändert;
  • c) Die Codierung 28a, b zum richtigen Einlegen der Kassette weitergeschaltet;
  • d) Die Selbsthaltung der Rastklinke aufgehoben.

Die Kassette kann jetzt nur noch gedreht in der Maschine verwendet werden, so daß das Band zurückläuft. Bei zwischenzeitlichem Herausnehmen der Kassette ändert sich der Zustand der zylinderförmigen Codierscheibe 24 nicht.

In der Fig. 3a ist eine Anordnung der Multi-Use- Farbbandkassette gemäß des Prinzipbildes in Fig. 1c in einem Kassettenfach in Vorderansicht dargestellt.

Es ist vorgesehen, daß ein Speichermittel 24 zur Speicherung einer Multi-Use-Status (MUS)- und/oder einer Ribbon-Movement-Direction (RMD)-Information vorgesehen ist, daß Fenster 23a, 23b zur Abtastung des Speichermittels 24 im Kassettengehäuse angeordnet sind, daß Fenster 21a, 21b zur Abtastung des Farbbandes und zum Ineingriffbringen einer Wegaufnahme mit einem Encoder 50 mittels Reibrad 51 bzw. zum Ineingriffbringen Wärme abgebender Mittel 60, 90 im Kassettengehäuse angeordnet sind, daß die Fenster 21a oder 21b in der Nähe der Umlenkrollen 31a oder 31b angeordnet sind und daß Schlitze bzw. Fenster 22a, 22b für weitere Umlenkrollen 32a, 32b angeordnet sind, an denen das Erkennungsmittel 420 angeordnet ist, welches eine Information über die Farbbandrestmenge auf der zugeordneten Spule liefert, bevor das Farbband-Ende erreicht ist, sowie daß die Umlenkrollen 32a, 32b federnd gelagert sind.

Nach dem Erkennen des nahenden Bandendes wird vom Mikroprozessor µP ein Schalter (S) 403 betätigt, welcher einen Stromkreis über eine Spannungsquelle 405 und Magnetspule 402 schließt, wobei ein parallel angeordneter Schalter bestehend aus einem Kernkontakt 406 und Ankerkontakt 407 geschlossen wird. Nun bleibt, selbst wenn der Schalter (S) geöffnet wird, der Stromkreis bestehen (Selbsthaltung). Der Magnet, bestehend aus Magnetspule 402 und Eisenkern, ist vorgesehen, einen am Drehpunkt 404 gelagerten Hebel 407, 401 zu betätigen. Der Hebel gelangt mit seinem Betätigungsmittel 401 in Eingriff mit der Vertiefung 19 im Speichermittel 24. Damit wird beim Herausnehmen der Multi-Use- Farbbandkassette ein Eingeben einer entsprechenden Information verursacht.

Nach dem Wiedereinsetzen der Kassette wird mit dem Detektor 409 optisch oder mechanisch die Information vom Speichermittel 24 abgetastet.

In der Fig. 3b ist die Anordnung der Multi-Use- Farbbandkassette in Rückansicht dargestellt. Ein weiteres Erkennungsmittel 420 steht mit einem Ende der Umlenkrolle 32a in Eingriff. Beim Erreichen des Farbbandendes wird das Band entgegen der Federwirkung der Feder 33a gespannt und somit die Erkennung vorzugsweise durch einen Mikroschalter 420 ermöglicht. Für ein zugehöriges Thermotransferdruckverfahren, welches mit einem Thermodruckkopf, der eine Vielzahl von Druckelementen aufweist und über eine Leistungselektronik und über eine Drucksteuerung mit einem Mikroprozessor verbunden ist, mit einer Gegendruckrolle und Multi-Use- Farbbandkassette arbeitet, wobei das Multi-Use-Farbband von einer ersten Spule auf eine zweite Spule aufgewickelt wird, erfolgt die Steuerung durch den Mikroprozessor in folgenden Schritten:

  • - Erkennen des nahenden Multi-Use-Farbbandes,
  • - Ermitteln einer der Abnutzung des Farbbandes entsprechenden Information zum Vorbenutzungsgrad nach dem letzten Abdruck und Eingeben in ein der Kassette beigefügtes Speichermittel oder Einspeicherung in das Multi-Use-Farbband, Bandvorschub bis zum Multi-Use-Farbbandende und Signalisieren des Multi-Use-Farbbandendes zwecks Herausnehmens der Kassette,
  • - Multi-Use-Farbbandvorschub nach dem Einsetzen der gewendeten Kassette,
  • - Scannen und Erkennen der im vorgenannten Speichermittel oder im vorgenannten Multi-Use-Farbband eingespeicherten Information zum Vorbenutzungsgrad,
  • - Steuerung der Druckenergie entsprechend des aktuellen Vorbenutzungsgrades, sowie
  • - Steuerung der Regenerierung der Farbbandoberfläche, wobei wärmeabgebende Mittel (60, 90) die Verteilung der Farbe der obersten Schicht von un- bzw. weniger benutzten Bereichen zu den stärker benutzten Bereichen des Multi-Use-Farbbandes (29) oder wärmeabgebende Mittel (70, 80) die Vergleichmäßigung des Multi-Use-Farbbandbelages unterstützen.


Anspruch[de]
  1. 1. Thermotransferdruckverfahren, welches mit einem Thermodruckkopf, der eine Vielzahl von Druckelementen aufweist und über eine Leistungselektronik und über eine Drucksteuerung mit einem Mikroprozessor einer Steuereinheit verbunden ist, und mit einer Gegendruckrolle und einem Multi-Use-Farbband arbeitet, das von einer ersten Spule auf eine zweite Spule einer Kassette aufgewickelt wird, gekennzeichnet durch die Steuerung durch den Mikroprozessor in folgenden Schritten:
    1. - Erkennen des nahenden Multi-Use-Farbbandendes,
    2. - Ermitteln einer der Abnutzung des Multi-Use-Farbbandes (29) entsprechenden Information und zum Vorbenutzungsgrad nach dem letzten Abdruck und Eingeben in ein der Kassette beigefügtes Speichermittel (24) oder Einspeicherung in das Multi-Use-Farbband (29), Multi-Use-Farbbandvorschub bis zum Multi-Use-Farbbandende und Signalisieren des Multi-Use-Farbbandendes zwecks Herausnehmens der Kassette,
    3. - Multi-Use-Farbbandvorschub nach dem Einsetzen der gewendeten Kassette,
    4. - Scannen und Erkennen der im vorgenannten Speichermittel (24) oder im vorgenannten Multi-Use-Farbband (29) eingespeicherten Information zum Vorbenutzungsgrad,
    5. - Steuerung der Druckenergie entsprechend des aktuellen Vorbenutzungsgrades, sowie
    6. - Steuerung der Regenerierung der Multi-Use-Farbbandoberfläche, wobei wärmeabgebende Mittel (60, 90) die Verteilung der Farbe der obersten Schicht von un- bzw. weniger benutzten Bereichen zu den stärker benutzten Bereichen des Multi-Use-Farbbandes (29) oder wärmeabgebende Mittel (70, 80) die Vergleichmäßigung des Multi-Use-Farbbandbelages unterstützen.
  2. 2. Anordnung zur Durchführung des Thermotransferdruckverfahrens, welche mit einem Thermodruckkopf, der eine Vielzahl von Druckelementen aufweist und über eine Leistungselektronik und über eine Drucksteuerung mit einem Mikroprozessor einer Steuereinheit verbunden ist, und mit einer Gegendruckrolle und einem Multi-Use- Farbband arbeitet, das von einer ersten Spule auf eine zweite Spule aufgewickelt wird, gekennzeichnet dadurch,
    1. 1. daß das Multi-Use-Farbband (29) in einem Kassettengehäuse mit Fenstern (21a, 21b) angeordnet ist,
    2. 2. daß die Fenster (21a oder 21b) im Kassettengehäuse zur Abtastung des Multi-Use-Farbbandes (29) durch ein Erkennungsmittel (35) angeordnet sind, wobei das Multi-Use-Farbband (29) zur Erkennung von Steuerzuständen ausgebildet und das Erkennungsmittel (35) mit der Steuereinheit verbunden ist, um mindestens eine Information über den Vorbenutzungsgrad des Multi-Use-Farbbandes (29) auf der zugeordneten Spule zum Mikroprozessor der Steuereinheit zu liefern,
    3. 3. daß im Kassettengehäuse einer Multi-Use-Farbbandkassette in der Nähe von Umlenkrollen (31a, 31b) Fenster (21a, 21b) zum Ineingriffbringen mit einem Encoder (51) mittels Reibrad (50) zur Wegaufnahme und zum Ineingriffbringen mit wärmeabgebenden Mitteln (60, 70, 80, 90) angeordnet sind, wobei die wärmeabgebenden Mittel eine zweite mitlaufende Gegendruckrolle (80), die mechanisch bei jeder Umdrehung von überflüssigen Farbpartikeln gereinigt wird, und einen in relativ geringem Abstand zum ersten Druckkopf (1) angeordneten zweiten Druckkopf (70) zur Erzeugung eines Negativabdrucks auf der zweiten Gegendruckrolle (80) umfassen,
    4. 4. daß die Leistungselektronik Mittel enthält, welche die dem ersten Druckkopf (1) zugeführte Energie nach dem Vorbenutzungsgrad des Multi-Use-Farbbandes (29) steuert, um einen Originaldruck zu erzeugen und
    5. 5. daß das Multi-Use-Farbband (29) vom zweiten Druckkopf (70) mit dem Negativabdruck beaufschlagt wird, um in Zusammenwirken mit den anderen wärmeabgebenden Mitteln den Farbbandbelag auf dem Multi-Use-Farbband (29) zu vergleichmäßigen, wobei der zweite Thermotransferdruckkopf (70) vom Mikroprozessor der Steuereinheit zeitlich definiert verzögert und mit den inversen Druckdaten des vorangegangenen Abdrucks gespeist wird, so daß er genau die Farbpartikel aus dem Multi-Use- Farbband (29) noch herauslöst, die beim Originaldruck ausgelassen wurden.
  3. 3. Anordnung für ein Thermotransferdruckverfahren, nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärme abgebenden Mittel weiterhin eine nachgeordnete Rolle (90), mittels welcher das Multi- Use-Farbband (29) glatt gebügelt und die Farbe annähernd gleichmäßig verteilt wird, umfassen.
  4. 4. Anordnung für ein Thermotransferdruckverfahren, nach den Ansprüchen 2 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Erkennungsmittel ein optisches Erkennungsmittel (35) ist.
  5. 5. Anordnung für ein Thermotransferdruckverfahren, nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Multi-Use-Farbband (29) zur Erkennung von Steuerzuständen mit einem Balkencode versehen ist.
  6. 6. Anordnung für ein Thermotransferdruckverfahren, nach den Ansprüchen 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Thermodruckkopf (1) auf das Multi-Use-Farbband (29) mit einem vorbestimmten Druckmuster einwirkt, um eine Markierung zu erzeugen, welche vom optischen Erkennungsmittel (35) nach dem Wenden der Kassette detektiert werden kann.
  7. 7. Anordnung zur Durchführung des Thermotransferdruckverfahrens, welche mit einem Thermodruckkopf, der eine Vielzahl von Druckelementen aufweist und über eine Leistungselektronik und über eine Drucksteuerung mit einem Mikroprozessor einer Steuereinheit verbunden ist, und mit einer Gegendruckrolle und einem Multi-Use- Farbband arbeitet, das von einer ersten Spule auf eine zweite Spule aufgewickelt wird, gekennzeichnet dadurch,
    1. 1. daß im Kassettengehäuse für das Multi-Use-Farbband (29) ein Speichermittel (24) zur Speicherung einer dem Vorbenutzungsgrad (Multi-Use-Status MUS) und/oder einer dem Bandbewegungsrichtungsstatus (Ribbon-Movement- Direction RMD) entsprechenden Information vorgesehen ist, daß Fenster (23a, 23b) zur Abtastung des Speichermittels (24) im Kassettengehäuse angeordnet sind und eine Kopplung mit einen Detektor (409, 410) der Steuereinheit besteht, um mindestens eine Information über den Vorbenutzungsgrad des Multi-Use-Farbbandes (29) auf der zugeordneten Spule zum Mikroprozessor der Steuereinheit zu liefern oder um bei herausgenommener Kassette deren falsches oder gewendetes Einsetzen zu verhindern oder zu signalisieren, wobei bei Multi-Use-Farbbandende die Codierung (24a, 24b) für den Vorbenutzungsgrad inkrementiert, die Seitenanzeige der Kassette geändert und die Codierung (28a, 28b) zum richtigen Einlegen der Kassette weitergeschaltet wird,
    2. 2. daß Fenster (21a, 21b) zur Abtastung des Multi- Use-Farbbandes (29) mit einem Erkennungsmittel (35) bezüglich der Multi-Use-Farbbandrestmenge im Kassettengehäuse angeordnet sind, und zur Abtastung ein Erkennungsmittel (35) mit der Steuereinheit verbunden ist, um mindestens eine Information über das nahende Multi-Use-Farbband-Ende auf der zugeordneten Spule zum Mikroprozessor der Steuereinheit zu liefern,
    3. 3. daß im Kassettengehäuse der Multi-Use-Farbbandkassette in der Nähe von Umlenkrollen (31a, 31b) Fenster (21a, 21b) zum Ineingriffbringen mit einem Encoder (51) mittels Reibrad (50) zur Wegaufnahme und zum Ineingriffbringen mit wärmeabgebenden Mitteln (60, 70, 80, 90) angeordnet sind, wobei die wärmeabgebenden Mittel eine zweite mitlaufende Gegendruckrolle (80), die mechanisch bei jeder Umdrehung von überflüssigen Farbpartikeln gereinigt wird, und einen in relativ geringem Abstand zum ersten Druckkopf (1) angeordneten zweiten Druckkopf (70) zur Erzeugung eines Negativabdrucks auf der zweiten Gegendruckrolle (80) umfassen,
    4. 4. daß die Leistungselektronik Mittel enthält, welche die dem ersten Druckkopf (1) zugeführte Energie nach dem Vorbenutzungsgrad des Multi-Use-Farbbandes (29) steuert, um einen Originaldruck zu erzeugen und
    5. 5. daß das Multi-Use-Farbband (29) vom zweiten Druckkopf (70) mit dem Negativabdruck beaufschlagt wird, um in Zusammenwirken mit den anderen wärmeabgebenden Mitteln den Farbbandbelag auf dem Multi-Use-Farbband (29) zu vergleichmäßigen, wobei der zweite Thermotransferdruckkopf (70) vom Mikroprozessor der Steuereinheit zeitlich definiert verzögert und mit den inversen Druckdaten des vorangegangenen Abdrucks gespeist wird, so daß er genau die Farbpartikel aus dem Multi-Use- Farbband (29) noch herauslöst, die beim Originaldruck ausgelassen wurden.
  8. 8. Anordnung zur Durchführung des Thermotransferdruckverfahrens, welche mit einem Thermodruckkopf, der eine Vielzahl von Druckelementen aufweist und über eine Leistungselektronik und über eine Drucksteuerung mit einem Mikroprozessor einer Steuereinheit verbunden ist, und mit einer Gegendruckrolle und einem Multi-Use- Farbband arbeitet, das von einer ersten Spule auf eine zweite Spule aufgewickelt wird, gekennzeichnet dadurch,
    1. 1. daß im Kassettengehäuse für das Multi-Use-Farbband (29) ein Speichermittel (24) zur Speicherung einer dem Vorbenutzungsgrad (Multi-Use-Status MUS) und/oder einer dem Bandbewegungsrichtungsstatus (Ribbon-Movement- Direction RMD) entsprechenden Information vorgesehen ist, daß Fenster (23a, 23b) zur Abtastung des Speichermittels (24) im Kassettengehäuse angeordnet sind und eine Kopplung mit einem Detektor (409, 410) der Steuereinheit besteht, um mindestens eine Information über den Vorbenutzungsgrad des Multi-Use-Farbbandes (29) auf der zugeordneten Spule zum Mikroprozessor der Steuereinheit zu liefern oder um bei herausgenommener Kassette deren falsches oder gewendetes Einsetzen zu verhindern oder zu signalisieren, wobei bei Multi-Use-Farbbandende die Codierung (24a, 24b) für den Vorbenutzungsgrad inkrementiert, die Seitenanzeige der Kassette geändert und die Codierung (28a, 28b) zum richtigen Einlegen der Kassette weitergeschaltet wird,
    2. 2. daß im Kassettengehäuse der Multi-Use-Farbbandkassette in der Nähe von Umlenkrollen (31a, 31b) Fenster (21a, 21b) zum Ineingriffbringen mit einem Encoder (51) mittels Reibrad (50) zur Wegaufnahme und zum Ineingriffbringen mit wärmeabgebenden Mitteln (60, 70, 80, 90) angeordnet sind, wobei die wärmeabgebenden Mittel eine zweite mitlaufende Gegendruckrolle (80), die mechanisch bei jeder Umdrehung von überflüssigen Farbpartikeln gereinigt wird, und einen in relativ geringem Abstand zum ersten Druckkopf (1) angeordneten zweiten Druckkopf (70) zur Erzeugung eines Negativabdrucks auf der zweiten Gegendruckrolle (80) umfassen,
    3. 3. daß Schlitze bzw. Fenster (22a, 22b) für weitere Umlenkrollen (32a, 32b) im Kassettengehäuse angeordnet sind, an denen ein mechanisches Erkennungsmittel (420) angeordnet ist, welches eine Information über die Multi-Use-Farbbandrestmenge auf der zugeordneten Spule an den Mikroprozessor liefert, bevor das Multi-Use-Farbband-Ende erreicht ist, sowie daß die Umlenkrollen (32a, 32b) mittels Federn (33a, 33b) federnd gelagert sind, wobei im Betriebsfall das Erkennungsmittel (420) mit einem Ende der Umlenkrolle (32b) in Eingriff steht, wobei bei Erreichen des Multi-Use-Farbbandendes das Multi-Use-Farbband (29) entgegen der Federwirkung der Feder (33a, 33b) gespannt wird, wodurch die Erkennung des nahenden Multi-Use-Farbbandendes ermöglicht wird sowie daß das Erkennungsmittel (420) mit dem Mikroprozessor verbunden ist, daß der Mikroprozessor mit einem Selbsthaltekreis (S, 402, 405) und Mitteln (404, 406, 407, 401) verbunden ist, die beim Herausnehmen der Multi-Use-Farbbandkassette ein Eingeben des relevanten Vorbenutzungsgrades und des Bandbewegungsrichtungsstatus in das Speichermittel (24) der Kassette durchführen, bevor die Kassette gewendet eingesetzt wird,
    4. 4. daß die Leistungselektronik Mittel enthält, die die dem ersten Druckkopf (1) zugeführte Energie nach dem Vorbenutzungsgrad des Multi-Use-Farbbandes (29) steuert, um den Originaldruck zu erzeugen und
    5. 5. daß das Multi-Use-Farbband (29) vom zweiten Druckkopf (70) mit dem Negativabdruck beaufschlagt wird, um in Zusammenwirken mit den anderen wärmeabgebenden Mitteln den Farbbandbelag auf dem Multi-Use-Farbband (29) zu vergleichmäßigen, wobei der zweite Thermotransferdruckkopf (70) vom Mikroprozessor der Steuereinheit zeitlich definiert verzögert und mit den inversen Druckdaten des vorangegangenen Abdrucks gespeist wird, so daß er genau die Farbpartikel aus dem Multi-Use- Farbband (29) noch herauslöst, die beim Originaldruck ausgelassen wurden.
  9. 9. Anordnung für ein Thermotransferdruckverfahren, nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Erkennungsmittel (420) für die Erkennung des nahenden Multi-Use-Farbbandendes ein Mikroschalter ist und daß das Speichermittel (24) eine Codierscheibe ist, wobei bei Multi-Use-Farbbandende eine Rastklinke als Betätigungsmittel (401) mit Selbsthaltung über einen Einstellkranz in eine Öffnung (19) der Codierscheibe abgesenkt und mit dem Herausnehmen der Kassette die Codierscheibe um eine Raststellung verdreht wird.






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