DD280932A1

DD280932A1 - METHOD AND DEVICE FOR THERMODIRECT PRESSURE

Info

Publication number: DD280932A1
Application number: DD32711289A
Authority: DD
Inventors: Johannes Kipar; Hermann Gubelt
Original assignee: Robotron Elektronik
Priority date: 1989-03-31
Filing date: 1989-03-31
Publication date: 1990-07-25

Abstract

Die Erfindung beinhaltet ein Verfahren und die Vorrichtung fuer den Thermodirektdruck, sie finden Anwendung bei der Wiedergabe alphanumerischer Zeichen sowie graphischer Darstellungen bei den unterschiedlichen Geraeten der Schreib-, Rechen- und Zeichentechnik. Das Verfahren arbeitet in 2 Regimen: einem ersten Regime zum Beladen der fuer den Thermodirektdruck vorgesehenen Heizpunkte mit Thermodruckfarbe und einem zweiten Regime zum Abdruck der mit Thermodruckfarbe beladenen Heizpunkte auf den Aufzeichnungstraeger mittels thermischer Affinitaetssteuerung. Das Verfahren gestattet den Thermodirektdruck von mindestens einer bis maximal vier Farben. Es ist weiterhin moeglich, bei Auslassung des ersten Regimes, der Beladung der fuer den Thermodirektdruck vorgesehenen Heizpunkte mit Thermodruckfarbe und bei Verwendung eines bekannten Thermoreaktionspapieres bzw. Thermotransferbandes, den Thermodirektdruck nach den bekannten Verfahren zu realisieren.The invention includes a method and apparatus for direct thermal printing, they are used in the reproduction of alphanumeric characters and graphical representations in the different devices of writing, arithmetic and drawing. The method operates in two regimes: a first regime for loading the thermo-direct-printing thermal dots with thermal ink and a second regime for printing the thermo-ink-loaded heating dots onto the recording substrate by means of thermal affinity control. The method allows direct thermal printing of at least one to a maximum of four colors. It is also possible, with omission of the first regime, the loading of the thermal direct intended for thermal printing with thermal ink and using a known thermal reaction paper or thermal transfer ribbon to realize the direct thermal printing according to the known methods.

Description

Hierzu 1 Seite ZeichnungFor this 1 page drawing

Field of application of the invention

Die Erfindung findet Anwendung bei der Wiedergabe alphanumerischer Zeichen sowie graphischer Darstellungen. Beispiele für diese Anwendungsfälle stellen die unterschiedlichen elektronischen Geräte der Schreib-, Rechen- und Zeichentechnik dar.The invention finds application in the reproduction of alphanumeric characters as well as graphical representations. Examples of these applications are the different electronic devices of writing, arithmetic and drawing technology.

Characteristic of the known technical solutions

Es ist ein Schreibkopf einer elektrothermischen Druckeinrichtung bekannt (DE-AS 21 45755), der als Thermospaltendruckkopf mit keilförmiger Trägerstruktur aufgebaut ist.It is a write head of an electrothermal printing device known (DE-AS 21 45755), which is constructed as a thermoprinting printhead with wedge-shaped support structure.

In der DE-AS 2052092 wird ein aus Thermospaltenelementen zusammengesetzter, einebiger Thermodruckkopf beschrieben.DE-AS 2052092 describes a thermostatic element composed of thermo-arc elements.

Fur die Schrift-, Zeichen- oder Bildkonturwiedergabe ist entweder ein Thermoreaktionspapier (TCP - Thermal Carbon Paper; permanent thermisch empfindlich) oder ein Farbzwischenträger in Bandform, entweder als Thermotransferband (TCR = Thermal Carbon Ribbon) oder Thermotransferwiderstandsband (ETR = Electro Thermal Ribbon) erforderlich. Die mehrfarbige Wiedergabe erfordert die streifenförmige (line striped), segmentförmige (cross striped) oder matrixförmige (matrixFor writing, character or image contour reproduction, either a Thermal Reaction Paper (TCP) or a ribbon color subcarrier is required, either as a Thermal Transfer Ribbon (TCR) or as an Electro Thermal Ribbon (ETR) , The multi-color rendering requires the striped (line striped), segmented (cross striped) or matrix (matrix

striped) Anordnung, vorzugsweise der Farben schwarz, zyan, magenta und gelb, auf einem geeigneten Farbzwischenträger in Bandform.striped) arrangement, preferably the colors black, cyan, magenta and yellow, on a suitable color subcarrier in ribbon form.

Die Verwendung trägerloser Thermodruckfarbe ist nicht möglich. Der Farbvorrat auf bandförmigen Farbzwischenträgern wird nur zu etwa 15% uusgenutzt, die Farbbildner in Thermoreaktionspapieren nur an beschriebenen Stellen.The use of carrier-free thermal ink is not possible. The ink supply on ribbon-shaped intermediate color carriers is only about 15% uusgenutzt, the color former in thermal reaction papers only in places described.

Sowohl das Thermoreakt· jnspapier als auch die bandförmigen Farbzwischenträger (vorzugsweise in kassettierter Form) erfordern entweder teura Einsatzmaterialien und/oder komplizierte Herstellungstechnologien.Both the thermal reactant and the ribbon-shaped color subcarriers (preferably in cassetted form) require either teura feeds and / or complicated production technologies.

Die insgesamt kostspieligen Verbrauchsmaterialien stehen einer umfassenden Verbreitung des Thermodruckverfahrens, insbesondere zur Massendatenausgabe, entgegen.The overall costly consumables are contrary to a widespread use of the thermal printing process, especially for mass data output.

Der Funktionsausfall einzelner Heizpunkte einer ThermopunkUeile erfordert den kompletten Wechsel des Druckkopfs, im Fall einer zusammengesetzten Thermozeile den Wechsel der betreffenden Thermospalte.The functional failure of individual heating points of a ThermopunkUeile requires the complete replacement of the printhead, in the case of a composite thermal line, the change of the relevant thermal gaps.

Im ersten Fall treten hohe Kosten, im zweiten ein hoher Arbeitsaufwand, beides serviceungünstige Faktoren, in Erscheinung.In the first case high costs, in the second a high workload, both service-unfavorable factors, in appearance.

Weiterhin wird in der DE-FS 3524031 ein Verfahren mit Thcrmotransfer-Metrixdrucker zum zeilenweisen Matrixdrucken von Schriftzeichen beschrieben. Hierbei sind auf einer zylindrischen Walze, deren Länge zumindest der Zeilenlange entspricht, etwärmbare Matrixpunkte angeordnet.Furthermore, DE-PS 3524031 describes a process with Thcrmotransfer metrix printer for line by line matrix printing of characters. Here, on a cylindrical roller, the length of which corresponds at least to the line length, decent matrix points are arranged.

Zwischen einer als Schreibwiderlager angeordneten Walze und der mit erwärmbaren Matrixpunkten besetzten Schreibwalze wird durch synchrones Drehen der Aufzeichnungsträger hindurchgeführt.Between a arranged as a writing abutment roller and the busy with heated matrix dots platen is passed through synchronous rotation of the recording medium.

Über die ganze Länge der Schreibwalze ist eine Thermofarbstation angeordr.at, so daß ständig alle bzw. die gerade freigeschriebenen Matrixpunkte erneut mit Thermofarbe beladen werden.Over the entire length of the platen roller is a thermo-coloration angeordr.at, so that all or the just freed matrix points are constantly loaded with thermal ink.

Durch selektives Erhitzen der für den Druck vorgesehenen Matrixpunkte erfolgt dar Abdruck der Thermofarbe beim Durchgang des Aufzeichnungsträgers an tier Berührungsstelle der Schreibwalze mit der als Scnreibwiderlager angeordneten Walze.By selective heating of the matrix points provided for the printing is the impression of the thermal ink during the passage of the recording medium at animal contact point of the platen with the arranged as Scnreibwiderlager roller.

Die für die Ansteuerung der Matrixpunkte erforderliche Elektronik ist im Inneren der als Hohlzylindei ausgeführten Druckwalze untergebracht.The electronics required for the control of the matrix points are housed inside the printing cylinder designed as a hollow cylinder.

Die Zuleitungen für serielle Datenbits, elektrischen Strom und die Rückleitungen werden über mehrere Schleifringe geführt. Der Nachteil dieses Thermotransfer-Matrixdruckers liegt in dem relativ komplizierten und aufwendigen Aufbau der mehrlagigen Druckwalze.The supply lines for serial data bits, electrical current and the return lines are routed through several slip rings. The disadvantage of this thermal transfer matrix printer is the relatively complicated and expensive construction of the multi-layer printing roller.

Nachteilig ist weiterhin die Verlagerung der Ansteuerelektronik in das Innere der Schreibwalze und die damit verbundene Abnahme der Steuerinforrnation und Stromversorgung über Schleifringe. Die ständige Beladung aller Matrixpunkte mit Thermodruckfarbe ist unvorteilhaft und gestattet nicht den Mehrfarbendruck, wie es der Patentanspruch vorsieht.Another disadvantage is the displacement of the control electronics in the interior of the platen and the associated decrease in Steuerinforrnation and power supply via slip rings. The constant loading of all matrix dots with thermal ink is unfavorable and does not allow multi-color printing, as the claim provides.

Object of the invention

Das Ziel der Erfindung besteht darin, ein im Betrieb und Service kostengünstigeres Thermodruckverfahren vorzustellen und die Qualität der ged.-uckten Zeichen bzw. graphischen Darstellungen wesentlich zu steigern, um somit weitere Einsatzgebiete des Thermodruckverfahrens zu erschließen.The aim of the invention is to present a more cost-effective in operation and service thermal printing method and to significantly increase the quality of ged.-uckten characters or graphical representations, thus opening up further applications of the thermal printing process.

Essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bestehende Verfahren und Vorrichtungen für den Thermodruck so zu modifizieren, daß trägerlose Thermodruckfarbe verwendet werden kann, herkömmliche Verbrauchsmaterialien substituiert und die Applikationsgrenzen erweitert werden können.The invention has for its object to modify existing methods and devices for thermal printing so that carrierless thermal ink can be used, substituted conventional consumables and the application limits can be extended.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß mittels eines Verfahrens ein Thermodruckkopf in einem ersten Regime zum Beladen der für den zeilen- oder spaltenweisen Thermodirektdruck ausgewählten Heizpunkte mit Thermodruckfarbe in definierten Schritten an einer Farbstation unter mechanischem Kontakt mit einem oder mehreren Farbreservoiren vorbeigedrehtAccording to the invention the object is achieved in that by means of a method, a thermal print head in a first regime for loading the selected for line or column direct thermal direct heat with thermal ink in defined steps at a color station under mechanical contact with one or more color reservoirs shot past

Die Beladung der ausgewählten Heizpunkte erfolgt neben dem bekannten elektrothermischen Prinzip auch nach einem elektrostatischen oder elektromagnetischen Prinzip für alle Farben der Farbreservoire gleichzeitig.The loading of the selected heating points is carried out simultaneously with the known electrothermal principle and also with an electrostatic or electromagnetic principle for all colors of the color reservoirs.

In einem zweiten Regime des Verfahrens wird der Thermodruckkopf in definierten Schritten unter mechanischem Kontakt an dem Aufzeichnungsträger vorbeigedreht, wobei die Thermodruckfarbe der für den zeilen- oder spaltenweisen Thermodirektdruck selektiv beladenen Heizpunkte durch thermische Affinitätssteuerung auf den Aufzeichnungsträger übertragen wird.In a second mode of the method, the thermal print head is rotated in defined steps under mechanical contact on the recording medium, wherein the thermal ink of the selectively heated for line or column direct thermal direct heating points is transferred by thermal affinity control on the recording medium.

Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich weiterhin dadurch aus, daß bei Auslassung des ersten Regimes, nämlich der Beladung der ausgewählten Heizpunkte mit Thermodruckfarbe und bei Verwendung eines bekannten Thermoreaktionspapieres bzw. Thermotransferbandes, der Thermodruck unter Beibehaltung des zweiten Regimes, nämlich der thermischen Aktivierung der ausgewählten Heizpunkte, nach den bekannten Verfahren realisiert werden kann.The inventive method is further characterized by the fact that omission of the first regime, namely the loading of the selected heating points with thermal ink and using a known thermal reaction paper or thermal transfer ribbon, the thermal printing while maintaining the second regime, namely the thermal activation of the selected heating points, can be realized by the known methods.

Zur Durchführung des Verfahrens wird eine erfindungsgemäße Vorrichtung benutzt, welche dadurch gekennzeichnet ist, daß ein Kontaktformstück mit einer Achse fest verbunden ist und nachfolgend ein Thermodruckkopf mit einer Kopfträgerplatte und eine Mitnehmerplatte drehbar auf die Achse aufgesteckt sind. Eine Thermofarbstatio i, bestehend aus mindestens einem Farbreservoir, und de^r Aufzeichnungsträger sind die Mantelfläche des Thermodruckkopfes tangential berührend unter mechanischem Kontakt vorteilhafterweise sich gegenüberstehend angeordnet. Der Thermodruckkopf ist aus Thermospaltensegmenten zusammengesetzt mit einet spaltenförmigen Anordnung der Heizpunkte und fest mit der Kopfträgerplatte verbunden.To carry out the method, a device according to the invention is used, which is characterized in that a contact fitting is fixedly connected to an axis and subsequently a thermal print head with a head support plate and a driver plate are rotatably mounted on the axis. A Thermofarbstatio i, consisting of at least one ink reservoir, and de ^r recording medium are the surface area of the thermal print head tangentially touching is arranged under mechanical contact advantageously opposite. The thermal print head is composed of thermopile segments having a columnar arrangement of the heating dots and fixedly connected to the head support plate.

Das Kontaktformstück weist auf seiner Unterseite sowohl an dem kreissektorähnlichen Teil als auch an dem entgegengesetzt liegenden stabförmigen Teil differenziert angeordnete Schleifkontakte nämlich Beladeelektroden und Schreibelektroden, auf, denen auf der diesen gegenüberliegenden Seitenfläche des Thermodruckkopfes auf den kreissektorähnlichen Abschnitten der einzelnen Thermospaltensegmente entsprechende Kontakte zugeordnet sind.The contact fitting has on its underside on both the circular sector-like part and on the opposite rod-shaped part differentially arranged sliding contacts namely loading electrodes and writing electrodes, which are assigned to corresponding contacts on the opposite side surface of the thermal print head on the kreissektorähnlichen sections of the individual Thermospaltensegmente.

Die Ansteuerung der Heizpunkte erfolgt über ein flexibles Zu'eitungskabel, welches an der Oberseite des Kontaktformstückes mit den Anschlüssen für die auf der Unterseite befindlichen Schleifkontakte der 8elade- und Druckelektroden elektrisch leitend verbunden ist.The control of the heating is done via a flexible Zu'eitungskabel, which is electrically connected to the top of the contact fitting with the connections for the located on the bottom sliding contacts of 8elade- and pressure electrodes.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausfuhrungsbeispiel näher erläutert werden. Dabei zeigtThe invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment. It shows

Fig. 1: die Explosions-Darstellung der Vorrichtung für den Thermodirektdruck.Fig. 1: the exploded view of the device for direct thermal printing.

Das flexible Zuleitungskabel 60 ist mit den an der Oberseite des feststehenden Kontaktformstückes 20 befindlichen Anschlüssen für die auf dessen Unterseite angeordneten Schleifkontakte der Beladeelektroden 21 und der Druckelektroden 22 elektrisch leitend verbunden. Durch die Boladeelektroden 21 erfolgt wahlfrei die zeitlich serielle oder parallele Kontaktierung mit den auf der oberen Seitenfläche des Thermodruckkopfes, gebildet βυε den kreissektorahnlichen Abschnitten de r einzelnen Thermospaltensegmente, angeordneten Abnahrnekontakten 14 und damit verbunden die Auswahl des für das Beladen der auf den Thermospaltensegmenten 12 angeordneten Heizpunkte mit Thermodruckfarbe. Die Farbstation 40 hat mindestens ein Farbreservoir 41, in der Regel aber vier für die Farben schwarz, zyan, magenta und gelb. Da im Bereich der Thermofarbstation 40 zwischen den einzelnen Karben in den Farbreservoiren 41 und den Heizpunkten der Thermospaltensegmente 12 mechanischer Kontakt besteht, werden die ausgewählten Heizpunkte durch Stromimpulse elektrothermisch mit Thermodruckfarbe beladen.The flexible supply cable 60 is electrically connected to the terminals located at the top of the fixed contact fitting 20 for the arranged on the underside sliding contacts of the loading electrodes 21 and the pressure electrodes 22. By the bolus electrodes 21, the time-series or parallel contacting with the on the upper side surface of the thermal print head, formed βυε the kreissektorahnlichen sections de r individual thermo column segments, arranged Abnahrnekontakten 14 and associated with the selection of the arranged for loading the thermopile segments 12 heating points with thermal ink. The color station 40 has at least one color reservoir 41, but generally four for the colors black, cyan, magenta and yellow. Since there is mechanical contact in the region of the thermal station 40 between the individual carves in the ink reservoirs 41 and the heating points of the thermopile segments 12, the selected heating points are electrothermically charged with thermal printing ink by current pulses.

Durch schrittweises Drehen mittels eines nicht näher dargestellten Motorantriebes wird durch die mit der Kopfträgerplatte 11 im Eingriff stehende Mitnehmerplatte 30 der Thermodruckkopf 10 an der Thermofarbstation 40 vorbeigedreht. Nacn einer Drehung des Thermodruckkopfes 10 um die Achse 13 von 180° befinden sich die mit Thermofarbe beladenen Heizpunkte der Thermospaltensegmente 12 in Druckposition, d.h., sie befinden sich in mechanischem Kontakt zum Aufzeichnungsträger 50. Durch die Schreibelektroden 22 erfolgt wiederum eine Beheizung der entsprechenden Heizpunkte der Thermospaltensegmente 12 und durch eine thermische Affinitätssteuerung wird die Thermodruckfarbe auf den Aufzeichnungsträger 50 übertragen. Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung liegt neben Verwendung von Normalpapier vor allem in der mehrfarbigen Wiedergabe alphanumerischer Zeichen und graphischer Darstellungen.By stepwise rotation by means of a motor drive, not shown, is moved by the stationary with the head support plate 11 in engagement cam plate 30 of the thermal print head 10 at the thermal station 40. After a rotation of the thermal print head 10 about the axis 13 of 180 ° are loaded with thermal ink heating points of Thermospaltensegmente 12 in print position, ie, they are in mechanical contact with the recording medium 50. By the writing electrodes 22 is again a heating of the corresponding heating of the Thermocolumn segments 12 and by a thermal affinity control, the thermal ink is transferred to the recording medium 50. The advantage of the solution according to the invention, in addition to the use of plain paper, lies above all in the multicolor reproduction of alphanumeric characters and graphic representations.

Claims

1. A method for direct thermal printing according to the electrothermal principle with a thermal dyeing station and a cylindrical, stepwise rotatably arranged thermal print head, which can be used depending on the position of its plane of rotation for the line or column-wise direct thermal printing alphanumeric characters and graphical representations, characterized in that the thermal print head in a first regime for loading the thermal dots selected for the line or column direct thermal direct printing in defined steps at a color station by mechanical contact with one or more color reservoirs and the loading of the selected heating points in addition to the known electro-thermal principle after an electrostatic or electromagnetic Principle for all colors at the same time that the thermal print head in a second regime to transfer the thermal ink in defined steps under mechanical contact t is rotated past the recording medium, wherein the thermal ink dei for the line or column-wise direct thermal printing selectively loaded heating points is transmitted by thermal affinity control on the recording medium.

2. The method according to claim 1, characterized in that at omission of the first regime, the loading of the selected heating points with thermal ink, and using a known thermal reaction paper or thermal transfer ribbon of the direct thermal printing while maintaining the second regime, the thermal activation of the selected heating points, the Direct thermal printing according to the known methods can be realized.

3. A device for direct thermal printing, characterized in that in the order mentioned a firmly positioned contact fitting (20), the rotatable thermal print head (10) with a head support plate (11) and a likewise rotatable driver plate (30) are attached and that the thermo ink station (40 ), consisting of at least one ink reservoir (41) and the recording medium (50), the lateral surface of the thermal printing head (10) tangentially touching and advantageously are arranged opposite each other.

A thermal direct printing apparatus according to claim 3, characterized in that the thermal printing head (10) is composed of thermal column segments (12) having a columnar arrangement of the heating dots, and that the thermal column segments (12) are properly connected to the head support plate (11).

5. Apparatus for direct thermal printing according to claim 3 and 4, characterized in that on the underside of the contact fitting (2G) differentiated both on the kreissektorähnlichen part and on the opposite rod-shaped part sliding contacts, namely loading electrodes (21) and writing electrodes (22) are arranged, on which on the contact fitting (20) opposite side surface of the thermal print head (10) on the kreisse'i'.torähnlichen sections of the individual thermo column segments (12) s'md arranged.

6. Apparatus for direct thermal printing according to claim 3,4 and 5, characterized in that a flexible ZuleKungskabel (60) on the upper side of the contact fitting (20) electrically conductively connected to the terminals for the sliding contacts located on the underside, the Beladeeiektroden (21). and the sliding electrodes (22).