DE3325857A1

DE3325857A1 - Waermedrucker mit farbuebertragung

Info

Publication number: DE3325857A1
Application number: DE19833325857
Authority: DE
Inventors: Naomichi Tokorozawa Saitama Suzuku; Munetaka Tamaru
Original assignee: Citizen Watch Co Ltd
Current assignee: Citizen Watch Co Ltd
Priority date: 1982-07-16
Filing date: 1983-07-18
Publication date: 1984-03-08
Also published as: GB2125737A; US4550324A; GB2125737B; GB8319308D0

Description

Ct

Wärmedrucker mit Farbübertragung

Beschreibun

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wärmedrucker mit Farbübertragung zum Bilden von Buchstaben, Kurven usw. in der Form von Punktmustern auf einem Aufzeichnungsmedium, wie Aufzeichnungspapier, und die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß eine wärmeempfindliche Farbe verwandt wird, welche bei normalen Umgebungsbetriebstemperaturen fest ist und auf ein Aufzeichnungspapier übertragen wird, indem ausgewählte Bereiche der Farbe durch örtliche Erwärmung geschmolzen werden.

Hochgeschwindigkeitsdrucker, die bei der Datenverarbeitung

^AKJ verwandt werden, können grundsätzlich in Drucker mit Anschlag und ohne Anschlag unterteilt werden. Die höchsten Geschwindigkeiten werden mjt Druckern ohne Anschlag erreicht, welche auch den Vorteil eines geringen Betriebsgeräusches aufweisen. Bei den Hauptarten von Druckern ohne

Anschlag, die gegenwärtig verwandt werden, werden Punktmuster, welche die Zeichen usw. darstellen, durch ausgewähltes Erwärmen winziger Bereiche eines wärmeempfindlichen Aufzeichnungspapiers oder eines Farbbandes oder einer Farbfolie, die eine wärmeemfpindliche Farbschicht tragen,

^ gebildet, ' wobei Bereiche der wärmeempfindlichen Farbe geschmolzen und durch Berührung mit dem Aufzeichnungspapier übertragen werden. Ferner gehören auch noch Farbstrahl-Drucker hierher. Bei Farbstrahldruckern wird die in flüssiger Form gespeicherte Tinte wahlweise durch äußerst

kleine Öffnungen auf ein Aufzeichnungspapier ausgestoßen,

um dadurch Punktmuster zu bilden. Ein solches Verfahren ermöglicht eine hohe Druckgeschwindigkeit, da der Druckkopf und das Aufzeichnungspapier ohne gegenseitige Berührung bleiben können. Da jedoch die Tinte bei Umgebungstemperaturen flüssig ist, ergeben sich Schwierigkeiten wegen der Verdunstung der Tinte. Eine solche Verdunstung der Tinte erschwert das Speichern der Tinte während einer langen Zeitdauer und führt auch dazu, daß sich Material in den Farbaustoßöffnungen absetzt, die diese öffnungen ver-¹^ stopfen. Somit sind solche herkömmlichen Farbstrahl-Drucker grundsätzlich unzufriedenstellend in bezug auf die Verläßlichkeit der erforderlichen häufigen Wartung und der Schwierigkeit der Farbspeicherung.

¹^ Im falle eines Wärmedruckers, welcher Farbbänder oder Farbfolien verwendet, tritt die Schwierigkeit auf, daß große Mengen an verbrauchbarem Material vor der Verwendung gespeichert und nach der Verwendung gehandhabt werden müssen, d.h. die benutzten Bänder oder Folien. Abgesehen von den beträchtlichen Kosten dieses Materials ist der Verratsraum für dieses Material ein Hindernis in bezug auf eine kompakte und leichte Ausgestaltung eines Druckers und der Austausch der Farbbänder oder Farbfolien ist allgemein mühsam und

zeitaufwendig.
25

Um diese Schwierigkeiten bei Wärmedruckern, die Farbbänder oder Farbfolien verwenden zu überwinden ist vorgeschlagen worden, ein endloses Gewebeband zu verwenden, auf welches kleine Mengen von wärmeempfindlicher Farbe wahlweise an

30- einer von dem Aufzeichnungspapier entfernten Stelle niedergeschlagen und dann von dem Band auf das Aufzeichnungspapier mittels Rollen übertragen werden. Jedoch ist ein solches System mechanisch äußerst kompliziert und vom Gesichtspunkt der Herstellungskosten her sowie auch in bezug auf Größe und Gewicht nicht zufriedenstellend.

At

Eine Zielsetzung der vorliegenden Erfindung besteht darin, diese Nachteile bei herkömmlichen Arten von Wärmedruckern mit Farbübertragung auszuschließen, indem ein Drucker ge-P-schaffen wird, der eine wärmeempfindliche Farbe verwendet, die bei Umgebungstemperaturen fest ist und welche direkt verwandt wird (d.h. ohne daß sie auf einem anderen Medium wie einem Kusntstoffband oder einer Kunststoffolie ausgebildet wird). Da die wärmeempfindliche Farbe vollkommen während des Druckvorganges verbraucht wird, muß kein verbrauchtes Material weggeworfen werden, so daß die Wartung äußerst vereinfacht ist und der Drucker kompakt und mit geringem Gewicht ausgebildet werden kann. Ferner kann, da die wärmeempfindliche Farbe bei normalen Temperaturen

fest ist, diese ohne weiteres in den Drucker eingebracht 15

werden, ohne die Gefahr,daß die Hände des Benutzers beschmutzt werden. Ferner kann die vorliegende Erfindung angepaßt werden, einen Betrieb von der Art mit Farbstrahl zu schaffen, wobei die wärmeempfindliche Farbe, welche

wahlweise durch Erwärmen verflüssigt worden ist, durch 20

kleine Öffnungen ausgestoßen wird, um auf dem Aufzeichnungspapier Punkte zu bilden. Da in diesem Fall die wärmeempfindliche Farbe in ihrem festen Zustand bis unmittelbar vor ihrem Verbrauch beim Druckvorgang gehalten wird, tritt die

Bildung von unerwünschtem Material durch Verdunstung der Tinte 25

nicht auf, so daß ein solcher Wärmedrucker mit Farbübertragung einen wesentlichen zuverlässigeren Betrieb verbürgt, als es bei herkömmlichen Farbstrahl-Druckern möglich war, die flüssige Tinte verwenden.

Nach der Erfindung wird ein Drucker mit Farbübertragung geschaffen, der umfaßt: eine verfestigte,wärmeempfindliche Farbe, Aufzeichnungspapier und Transportmittel für das Aufzeichnungspapier, und eine Druckeinrichtung, die auf von

außen zugeführte Signale anspricht, welche die zu druckenden 35

Muster anzeigen, um selektiv Teile der wärmeempfindlichen

Farbe zu schmelzen und wenigstens einen Teil der geschmolzenen, wärmeempfindlichen Farbanteile auf das Aufzeichnungspapier zu übertragen, wobei die Transportmittel so wirken, ■ daß das Aufzeichnungspapier relativ zu der Druckeinrichtung bewegt wird, so daß den zu druckenden Mustern entsprechende Muster aus wärmeempfindlichen Farbpunkten auf dem Aufzeichnungspapier gebildet werden.

Die Erfindung ;;ird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen untor Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 und 2 eine erste Ausführungsform nach der Erfindung, bei der schmale aus wärmeempfind-

¹^ lichq^ Farbe gebildete Stäbe in Berührung

mit dem Aufzeichnungspapier gehalten werden ,wobei die gegenüberliegende Seite des Papiers selektiv erwärmt wird,

Fig. 3 und 4 Mittel, durch die die Stäbe aus wärmeempfindlicher Farbe bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 in Berührung an dem Aufzeichnungspapier gehalten werden

können,
25

Fig. 5 und 6 eine zweite Ausführungsform nach der Erfindung, bei der Bereiche des Aufzeichnungspapiers selektiv an Punkten erwärmt vird, die etwas vor einem Satz von wärmeempfindlichen Farbstäben in bezug

auf die Bewegungsrichtung des Aufzeichnungspapiers liegen,

Fig. 7 eine Ausführungsform, die derjenigen der

Fig. 5,6 ähnlich ist, wobei jedoch Luft

strahlen verwandt werden, um Bereiche des

5
Aufzeichnungspapiers selektiv zu erwärmen,

Fig. 8 eine andere Ausführungsform nach der Er

findung, die derjenigen gemäß Fig. 5

° ähnlich ist, wobei jedoch eine längliche,

spiralförmige Spule aus wärmeempfindlicher Farbe in der Form eines Drahtes verwandt wird,

¹^ Fig. 9 und 10 eine andere Ausführungsform nach der Erfindung, bei der wärmeempfindliche Farbe, welche wahlweise durch Heizelemente verflüssigt wird, durch Öffnungen auf das

Aufzeichnungspapier fließt, 15

Fig. 11 und 13 eine andere Ausführungform nach der Erfindung, bei der eine Heizeinrichtung zum Leiten und Transportieren der Wärmeempf findlichen Farbe zu einer Vielzahl von wahlweise betätigbaren Heizelementen durch

Kapillarwirkung, die in einer vollständig abgedichteten Kammer bei hohem Druck angeordnet sind, vorgesehen ist,

Fig. 14 eine abgewandelte Ausbildung der Heizelemente und Heizeinrichtungen, die in den Ausführungsformen gemäß den Fig. 11 und verwandt werden,

Fig. 15 eine andere Ausführungsform ähnlich derjenigen gemäß Fig. 11, wobei jedoch der Druck in einer Druckkammer, die die wärmeempfindliche Farbe enthält, periodisch verändert wird,

Fig. 16 ein Wellenformdiagramm, welches die Beziehungen zwischen der Temperatur der wärmeempfindlichen Farbe , dem Luftdruck in der abgedichteten Kammer und dem Druckvorgang bei der Ausführungsform gemäß Fig. 14 darstellt ,

Fig. 17 und 18 einen Druckkopf für eine andere Ausführungs--

- form nach der Erfindung, bei der Heizmittel zum Transportieren und Führen von värmeempfindlicher Farbe zu Farbausstoßöffnungen an einer Außenseite einer Druckkammer ausgebildet sind, in der die Farbausstoßöffnungen ausgebildet sind. 15

Fig. T zeigt eine schematische Darstellung in Seitenansicht und einen Teilquerschnitt, um die Gesamtausbildung einer ersten Ausführungsform nach der Erfindung darzustellen. Das Bezugszeichen 12 bezeichnet ein Aufzeichnungspapier,

welches gewöhnliches Papier sein kann und auf eine Vorratsspule 10 aufgewickelt ist. Das Aufzeichnungspapier läuft über eine Führungswalze 14 und dann über einen Übertragungskopf 18, in dem die Heizelemente 16 eingebaut sind» Diese Heizelemente 16 kennen sehr schnell in Abhängigkeit von

° elektrischen Signalen Wärme erzeugen. Das Aufzeichnungspapier wird dann durch Papierförderwalzen 20 zur Ausgabe gezogen und mit einer Schneideeinrichtung 22 abgetrennt. Harte, wärmeempfindliche Farbstäbe 28 werden in Berührung mit dem Aufzeichnungspapier 12 an Stellen gehalten, die

"° unmittelbar den entsprechenden Heizelementen 16 gegenüber liegen, d.h. das Aufzeichnungspapier 12 wird zwischen den wärmeempfindlichen Farbstäben 28 und den Heizelementen an diesen Stellen unter Druck gehalten. Die wärmeernpfindlichen Farbstäbe 28 werden durch entsprechende Führungsrohre

^ bewegt. Die wärmeempfindiichen Farbstäbe 28 können aus einem

AU
7

Wachs oder einem Kunststoff gebildet sein, welches eine Mischung von Pigmenten und Farbstoffen enthält, und welches bei üblichen Umgebungstemperaturen fest ist. Jeder der Farbstäbe hat einen Durchmesser in der Größenordnung von 0,10mm und kann einen kreisförmigen, dreieckförmigen, quadratischen, sechseckigen oder achteckigen Querschnitt oder einen anderen von geeigneter Form haben. Eine Bohrung 26 ist in dem Führungsrohr 24 vorgesehen, die genau gearbeitet ist, so daß der wärmeempfindliche Farbstab 28 eng eingepaßt ist, sich je-•^ doch frei durch die Bohrung bewegen kann. Die Führungsrohre 24 sind mit ihren Enden mit einem geeigneten Abstand von dem Aufzeichnungspapier 12 angeordnet, so daß sichergestellt ist, daß die wärmeempfindlichen Farbstäbe 28 nicht brechen. Eine Zugspannung wird durch die Führungswalze 14 und die

¹^ Vorwärtstransportwalzen 20 auf das Aufzeichnungspapier ausgeübt, um dadurch das Aufzeichnungspapier 12 im gespannten Zustand in enge Berührung mit dem Übertragungskopf 18 zu bringen. Wenn die von der Vorratsrolle 10 ausgeübte Kraft nicht ausreicht, um auf das Aufzeichnungspapier 12 das notwendige Maß an Zugspannung auszuüben, dann können zusätzliche Führungswalzen zur Förderung des Aufzeichnungspapiers 12 und eine Feder (diese ist in den Zeichnungen nicht gezeigt) vorgesehen sein, die in Berührung mit der Welle der Vorratsspule 10 steht, um eine erhöhte Reibung zu erzeugen. Zusätzlich können andere Maßnahmen getroffen werden, wenn dieses erforderlich ist, um eine ausreichende Zugspannung an dem Aufzeichnungspapier 12 hervorzurufen, so wie z.B. ein Kupplungsmechanismus, der mit der Welle der Vorratsspule 10 gekoppelt ist und eine Einstellung der Bremsgröße erlaubt, welche an die ,Welle angelegt wird, indem die Welle vorübergehend in der entgegengesetzten Richtung gedreht wird.

Fig. 2 zeigt eine Schrägdarstellung des Übertragungskopfes. Eine gewölbte Oberfläche 19 ist an dem Übertragungskopf 18 vorgesehen, um eine gute Gleitberührung mit dem Aufzeichnungspapier 12 zu schaffen Zwei Reihen von recht-

.8'

eckigen Heizelementen 16 sind an dem Übertragungskopf 18

2 in Reihe angeordnet, wobei jedes Heizelement ungefähr 0,12 ram aufweist und die Heizelemente voneinander mit ungefähr 0,08 mm beabstandet sind. Die wärmeempfindlichen Farbstäbe 28, von denen jeder einen Durchmesser in der Größenordnung von 0,1 mm aufweist, sind mit ihren Spitzen in Berührung mit dem Aufzeichnungspapier 12 an Stellen angeordnet, welche unmittelbar den entsprechenden Heizelementen 16 gegenüberliegen. Obgleich bei dieser Ausführungsform die ¹^ wärmeempfindlichen Farbstäbe 28 eine zylinderförmige Form aufweisen, können sie auch andere Formen haben, wie es vorherstehend angegeben worden ist.

Um Mehrfarbdrucken zu erzielen, kann die Anzahl der Reihen ¹^ von Heizelementen 16 erhöht werden, wobei jede dieser Reihen mit wärmeempfindlichen Farbstäben 28 ausgerüstet ist, die eine unterschiedliche Farbe haben.

Fig. 3 zeigt ein Beispiel einer Einrichtung zum Herstellen einer Druckberührung zwischen den wärmeempfindlichen Farbstäben und dem Aufzeichnungspapier. Das Ende eines jeden wärmeempfindlichen Farbstabes 28 ist in einem Rohr 32 befestigt, welches ein vorbestimmtes Gewicht hat. Wenn der Farbstab verbraucht und damit kürzer wird, während der Druckvorgang durchgeführt wird, sinkt das Rohr 32 nach und nach durch die Bohrung in dem Führungsrohr 24 und kommt schließlich an der Anschlagseite 27 zur Ruhe.

Fig. 4 zeigt ein anderes Beispiel einer Einrichtung, um eine Druckberührung zwischen den wärmeempfindlichen Farbstäben und dem Aufzeichnungspapier herzustellen. In diesem Fall weist ein Stift 34 einen konkaven Abschnitt auf, welcher mit einem Ende eines wärmeempfindlichen Farbstabes 28 in Eingriff steht, wobei eine Feder 38 zwischen einem Stöpsel 36, der durch Einpressen in die Bohrung des Führungsrohres 24 festgehalten wird,und dem Stift 34 zusammengedrückt ist, wodurch durch die Feder eine Kraft ausgeübt

4b

wird, welche den wärmeempfindlichen Farbstab 28 in Berührung mit dem Aufzeichnungspapier 12 zwingt. Wenn der wärmeempfindliche Farbstab 28 verbraucht wird, nähert sich der Stift 34 nach und nach der Anschlagfläche 27 und wird durch diese angehalten.

Die Arbeitsweise dieser Ausführungsform wird nun beschrieben. Die Vorwärtstransportwalzen 20 für das Papier dienen dazu, Aufzeichnungspapier 12 von der Vorratsrolle 10 in eine Berührungslage an dem Übertragungskopf 18 zu ziehen und das Aufzeichnungspapier 12 in fortlaufender oder periodischer Weise während des Druckvorganges vorwärts zu bewegen. Die Heizelemente 16 in dem Übertragungskopf 18 werden selektiv in Übereinstimmung mit den zu druckenden Zeichen oder Kurven mit elektrischen Stromimpulsen versorgt, um Wärme zu erzeugen. Der Teil des Aufzeichnungspapiers 12, welcher unmittelbar über einem Heizelement 16 positioniert ist, welches auf diese Weise aktiviert wurde, wird dadurch erwärmt und als Ergebnis hiervon wird die Endseite des wärmeempfindlichen Farbstabes 28, welcher in Berührung mit diesem Teil des Aufzeichnungspapiers 12 steht, durch Wärmeübertragung von dem Papier erwärmt und dadurch erweicht. Der geschmolzene Bereich des wärmeempfindlichen Farbstabes 28 wird somit auf das Aufzeichnungspapier 12 übertragen.

Wenn der Stromfluß beendet ist, kühlen sich die Spitze des wärmeempfindlichen Farbstabes 28 und die auf das Aufzeichnungspapier 12 übertragene Farbe ab und erhärten, so daß ein Druckpunkt gebildet wird. Durch geeignetes Einstellen der Zeitdauer des Stromflusses in einem ausgewählten Heizelement 16 kann die Größe eines Druckpunktes im wesent-' liehen gleich der Querschnittsfläche eines wärmeempfindlichen Farbstabes 28 gemacht werden, wobei die Punktgröße nicht durch die Größe des Heizelementes 16 beeinflußt wird. Da somit die Fläche des Heizelementes 16 etwas größer als die Größe eines gedruckten Punktes gemacht werden kann ist die erforderliche Genauigkeit zur Positionierung der wärmeempfindlichen Färb-

Al

vo

stäbe 28 geringer.

Ein gewisses Maß der Änderung der Dicke des Aufzeichnungs papiers 12 ist bei dem vorhergehend beschriebenen Druck zulässig. Wenn jedoch sehr dickes oder sehr dünnes Papier verwandt wird, können Mittel vorgesehen sein, um die an der Oberfläche des Aufzeichnungspapiers 12 an der dem aktivierten Heizelement 16 gegenüberliegenden Seite des Papiers erreichte Temperatur zu messen, d.h. die Temperatur eines Bereiches des Papiers, welcher erwärmt wird und einen wärmempfindlichen Farbstab 28 berührt. Dies ist dem Erfassen der Wärmeleitung des Papiers äquivalent und ermöglicht die Zeitdauer_}während der Strom durch das Heizelement 16 hindurchfließt, in Übereinstimmung mit diesem Wert der Wärmeleitung zu steuern.

Solches Erfassen der Wärmeleitung des Papiers kann dadurch erfolgen, daß eines der Heizelemente 16 ausschließlich zur Wärmeerfassung verwandt wird, wobei ein Fühler statt eines Führungsrohres 24 für dieses Heizelement eingerichtet wird.

Aus der vorhergehenden Beschreibung folgt, daß die Erfindung einen Drucker schafft, bei dem die Verwendung eines Farbbandes oder einer Beschichtungseinrichtung für ein Gewebe nicht erforderlich ist und dessen Mechanismus einfach und kompakt ausgebildet werden kann. Da ferner die Größe der gedruckten Punkte (d.h. die Größe des kleinsten Druckelementes) durch die Querschnittsfläche der wärmeempfindlichen Farbstäbe bestimmt ist, wird die Herstellung der Heizelemente in hohem Maße vereinfacht, und es ist ein Drucken mit feinen Einzelheiten möglich. Wegen der Verwendung von harten Farb-

QQ stäben kann die Punktgröße frei geändert werden und die Wartung ist einfacher und sauberer für den Benutzer. Ein solcher Drucker kann ohne weiteres abgewandelt werden, um einen Mehrfarbdruck zu erzeugen, indem lediglich wenige zusätzliche Bauteile verwandt werden.

Fip;. 5 zeigt eine Gesamtdarstellung dieser Ausführungsform. Das Aufzeichnungspapier 12 welches übliches Papier sein kann, ist auf eine Vorratsrolle 56 aufgewickelt, und wird vorwärtsbewegt und in einem Zugspannungszustand an der Oberem

fläche einer Platte 44 durch eine Führungswalze 14 und eine Plattenwalze 44, eine Andruckwalze 40 und eine Antriebswalze 42 gehalten. Jede dieser Walzen erstreckt sich über die gesamte Breite des Aufzeichnungspapiers 12. Das ausgegebene Aufzeichnungspapier wird durch eine Schneideeinrichtung 22 abgetrennt.

Feste, stabförmige, wärmeempfindliche Farbe 28 wird durch eine Bohrung 26, die in jedem einer Vielzahl von Führungsrohren 24 ausgebildet ist, durchgeführt, um in Berührung

¹^ mit der oberen Fläche des Aufzeichnungspapiers 12 auf der Plattenwalze 44 mit einem geeigneten Andruckwert zwischen der Farbe und dem Papier zu bleiben.Ein Wärmekopf 45 steht mit dem Aufzeichnungspapier 12 an einer Stelle in Berührung, welche in bezug auf die Vorwärtsbewegungsrichtung des Auf-

^O Zeichnungspapiers 12 etwas vor den Stellen liegt, an denen die Enden der wärmeempfindlichen Farbstäbe 28 das Aufzeichnungspapier 12 berühren. Wie es in Fig. 6 gezeigt ist, ist jeweils eine Reihe von wärmeempfindlichen Farbstäben 28 mit einer entsprechenden Reihe von Heizelementen 46 in dem Heizkopf 45 vorgesehen. Diese Heizelemente 46 werden selektiv erwärmt, indem ein elektrischer Strom durch sie hindurchfließt. Die so zugeführte Wärme wirkt hauptsächlich auf das Aufzeichnungspapier 12, jedoch wirkt ein Teil der Wärme auf die wärmeempfindliche Farbe 28. In Fig. 6 ist zu erkennen, daß das Aufzeichnungspapier 12 über eine Plattenwalze 44 läuft j und eine Vielzahl von voneinander beastandeten Stäben aus wärmeempfindlicher Farbe 28 ist in Reihe ausgerichtet und in Bezug auf die Vorwärtsbewegungsrichtung des Aufzeichnungspapiers 12 hinter dem Heizkopf 45 angeordnet.

Wie bereits bei der ersten Ausführungsform angegeben, kann Farbdrucken durchgeführt werden, indem eine Vielzahl von Sätzen von Heizköpfen in Kombination mit entsprechenden Sätzen von farbigen, wärmeempfindlichen Farbstäben eingebaut wird.

Die Arbeitsweise dieser Ausführungsform wird nun beschrieben. Das Aufzeichnungspapier 12 wird in Vorwärtsrichtung von der Vorratsrolle 46 durch die Andruckwalze 40 und die Antriebswalze 42 gezogen und auf die Plattenwalze 44 gebracht, während das Papier in enger Berührung mit dieser Walze gehalten wird. Ausgewählte Heizelemente 46 werden während fester Zeitintervalle dadurch aktiviert, daß ein elektrischer Strom durch sie hindurchgeschickt wird, um

¹^ dadurch Bereiche des Aufzeichnungspapiers 12 zu erwärmen, von denen jeder so ziemlich die gleiche Fläche wie das Ende eines wärmeempfindlichen Farbstabes 28 aufweist. Ein solcher erwärmter Bereich des Aufzeichnungspapiers 12 bewegt sich unmittelbar anschließend an eine Stelle, wo er von einem wärmeempfindlichen Farbstab 28 berührt wird, wodurch die Farbe schmilzt und auf das Aufzeichnungspapier 12 übertragen wird . Die Plattenwalze 44 ist vorzugsweise aus einem Material mit geringer Wärmeleitung hergestellt .

Fig. 7 zeigt eine Gesamtdarstellung einer zweiten Ausführungsform nach der Erfindung. Die Ausbildung ist nahezu identisehmit derjenigen der ersten Ausführungsform, jedoch statt der Verwendung von Heizelementen in dem Heiz-.

kopf ist eine Vielzahl von Heizdüsen 48 in Reihe angeordnet, durch welche Strahlen heißer Luft 47 selektiv hindurchgehen können.- Mit dieser heißen Luft 47 , welche von einer ausgewählten Heizdüse 48 während eines festen Zeitintervalls ausgestossen wird, wird ein entsprechender Bereich der oberen Fläche des Aufzeichnungspapiers 12 erwärmt, während gleich-

IXt)

3-3

zeitig ein Schwall heißer Luft eine Vorerwärmung einer

Seitenfläche des entsprechenden wärmeempfindlichen Farbstabes 28 durchführt. Dieses Vorerwärmen ist nicht ausreichend, um die wärmeempfindliehe Farbe auf den Schmelz-5

punkt zu erwärmen, jedoch wirkt dieses Vorerwärmen zusammen mit der Temperatur dec erwärmten Bereiches des Aufzeichnungspapiers 12, wenn dieser an dem wärmeempfindlichen Farbstab 28 ankommt, zusammen, um die Farbe zu schmelzen und dadurch

Farbe auf das Aufzeichnungspapier zu übertragen. 10

Fig. 8 ist eine Seitenansicht teilweise im Querschnitt, um die allgemeine Ausgestaltung einer dritten Ausführungsform nach der Erfindung darzustellen. Diese ist im wesentlichen der Ausführungsform gemäß Fig. 5 ähnlich und deshalb

sollen nur die Unterschiede von dieser Ausführungsform beschrieben werden. Die wärmeempfindliche Farbe 68 weist die Form eines langen Drahtes auf, welcher zu einer Spirale ähnlich wie herkömmlicher Lötdraht mit einem Flußmittelkern aufgewickelt ist. Dieser Wickel ist auf einer Farbspule 67

aufgewickelt, wobei die wärmeempfindliche Farbe fortlaufend oder schrittweise (d.h. synchron zu den aktivierten Heizelementen) durch Drehung der Farbspule 67 mit geeigneter Geschwindigkeit gefördert wird. Der Heizkopf 45 ist mit demjenigen der ersten Ausführungsform identisch, jedoch ist ein Satz von Vorerwärmungsdüsen vorgesehen, von denen jeder einem der Farbwickel entspricht und etwas in bezug auf die Vorwärtsbewegungsrichtung des Papieres vor dem Heizkopf 45 positioniert ist, um die Farbe durch einen Strahl heißer Luft 31 vorzuerwärmen. Ferner ist ein Satz von Kühldüsen

52 vorgesehen, von denen jeweils eine den Farbwickeln entspricht und etwas in bezug auf die Vorwärtsbewegungsrichtung des Papiers hinter der wärmeempfindlichen Farbe 68 angeordnet ist, um durch einen Strahl kühler Luft 51 eine Kühlung durchzuführen, um dadurch unmittelbar zu Härten und so jeden gedruckten Punkt unmittelbar nach seiner Übertragung auf das Aufzeichnungspapier 12 zu stabilisieren. Die Vorer-

■**

wärmungsdüsen 50 und die Kühldüsen 52 berühren das Aufzeichnungspapier 12 nicht.

Vorzugsweise wird die Endfläche der wärmeempfindlichen Farbe 28 oder 68, welche das Aufzeichnungspapier 12 berührt, im wesentlichen identisch mit der Form der Punkte gemacht, welche gedruckt werden sollen, d.h. mit den kleinsten Druckeinheiten. Es ist möglich, andere Teile der wärmeempfindlichen Farbe 28 oder 68 mit größerer Weite als den Endbereich, welcher das Aufzeichnungspapier 12 berührt, auszubilden, und ein dazwischenliegendes Schmelzen und Erstarren der Farbe durchzuführen, um die erwünschte Form des Endes zu erreichen.

Zusätzlich zur Verwendung elektrischer Energie oder heißer Luftstrahlen ist es auch möglich, Licht zu verwenden, um die Wärme dem Heizkopf zuzuführen. Vorerwärmungs- und Kühlmittel sowie Schaltkreisanordnungen zur Temperaturkompensation beim Erwärmen der Farbe in Abhängigkeit von Änderungen der Papierdicke oder der Umgebungstemperatur können ebenfalls wenn notwendig verwandt werden. Die auf das Aufzeichnungpapier 12 angewandte Kraft zur Vorwärtsbewegung muß nicht durch einen Motorantrieb der Andruckwalze 40 oder der Antrie.bswalze 42 allein erfolgen, sondern wenn notwendig kann sie auch über die Welle 10 der Vorratsrolle, die Führungswalze 14, usw. erfolgen. Es ist auch möglich, wärmeempfindliche Farbstäbe 28 oder Wickel 68 mit Führungsrohren 24 in der Form einer Kassette zu kombinieren.

Fig. 9 zeigt schematisch die Gesamtansicht einer anderen Ausführungsform nach der Erfindung. Ein Behälter 70 für wärmeempfindliche Farbe enthält eine Heizeinrichtung 71 zum Schmelzen wärmeempfindlicher Farbe. Eine Vielzahl von Heizelementen 72 ist am äußeren Ende des Behälters für wärmeempfindliche Farbe positioniert. Ein Aufzeichnungsmedium 12, welches beispielsweise Aufzeichnungspapier um-

V5

fassen kann, ist in Berührung mit den Heizelementen 72 mittels einer Walze 73 gebracht. Das Aufzeichnungsmedium 12 wird durch Vorwärtstransportwalzen 7^ transportiert.

Der Behälter 70 für wärmeempfindliche Farbe enthält einen Block 76 aus wärmeempfindlicher Farbe. Der untere Teil dieses Blockes befindet sich während des Schmelzens im flüssigen Zustand, und ein Kühlbereich 50 ist zwischen den Heizelementen 72 und der Heizeinrichtung 71 zum Schmelzen der wärmeempfindlichen Farbe vorgesehen. Die wärmeempfindliche Farbe, welche durch die Heizeinrichtung 71 zum Schmelzen von wärmeempfindlicher Farbe geschmolzen worden ist, kann Wärme in den Kühlbereich 50 einstrahlen, um dadurch das Maß an Verflüssigung durch Kühlen zu verringern.

Fig. 10 zeigt eine Schrägdarstellung des Heizelementbereiches. Jedes der Heizelemente 72 ist mit einer mittigen Farbdurchflußöffnung 77 ausgebildet, damit geschmolzene Farbe hindurchfließen kann. Die Verringerung des Maßes der Verflüssigung der wärmeempfindlichen Farbe ist derart, daß die Farbe fließen kann, um die Heizelemente 72 zu erreichen, jedoch nicht ausreicht, daß die Farbe durch die Farbdurchflußöffnungen 77 in den Heizelementen 72 hindurchgehen kann.

Der Block 76 aus wärmeempfindlicher Farbe wird von oben nach unten in den Behälter 70 für wärmeempfindliche Farbe eingesetzt. Dieser Block 76 aus wärmeempfindlicher Farbe kann beispielsweise ein Wachs umfassen, welches aus Farbstoffen und Pigmenten gebildet ist, usw., und welches bei normalen Temperaturen fest ist und bei einer Temperatur in der Größenordnung von 100⁰C flüssig wird. Die Färbung der Farbe kann wie erwünscht ausgewählt werden. Der Block aus wärmeempfindlicher Farbe kann von rechteckiger, zylinderförmiger, flacher oder irgendeiner anderen geeigneten Form in Übereinstimmung mit der inneren Gestalt des Behälters

für wärmeempfindliche Farbe sein.

Das untere Ende des wärmeempfindlichen Farbblockes 76 kommt mit einer Heizeinrichtung 71 zum Schmelzen von wärmeempfindlicher Farbe in Berührung. Wenn der wärmeempfindliche Farbblock 76 eingeführt ist, fließt ein Strom durch eine Elektrode einer Heizeinrichtung 71 zum Schmelzen der wärraeerapfindlichen Farbe, wodurch der untere Teil des wärmeempfindlichen Tarbblockes 76 schmilzt und flüssig wird, so daß die wärüieempfindliche Farbe nach unten auf die Heizelemente 72 fließt. Bis dieses geschieht, ist die Farbe wegen der Wärmeabstrahlung etwas weniger flüssig geworden und kann nicht durch die Farbdurchflußöffnungen 77 in den Heizelementen 72, die in Fig. 10 gezeigt sind, hindurchfließen.

Wenn nun ein Stromimpuls durch eine Elektrode (diese ist in den Fig. nicht darges&ellt) eines der Heizelemente hindurchfließt, wird wärmeempfindliche Farbe 72, die mit dem aktivierten Heizelement 72 in Berührung steht, auf ein ausreichendes Maß verflüssigt, damit sie durch die entsprechende Farbdurchflußöffnung 77 hindurchgelangen kann, und ein Farbtropfen wird dadurch auf das Aufzeichnungsmaterial 12 übertragen. Anschließend kühlt die übertragene Farbe durch Abstrahlung ab und haftet an dem Aufzeichnungsmedium. Ein Stromimpuls wird durch die Heizeinrichtung zum Schmelzen wärmeempfindlicher Farbe synchron mit dem Stromimpuls hindurchgeschickt, der durch die Elektrode des Heizelementes fließt, wodurch die wärmeempfindliche

®^ Farbe weiter geschmolzen und flüssig gemacht wird, um dadurch zu den Heizelementen übergeführt zu werden.

Das Aufzeichnungsmedium 12 wird in Berührung mit dem Heizelement 72 durch eine Walze 73 gehalten und durch Drehung der Transportwalzen 74 vorwärtsbewegt. Auf diese Weise

können Zeichen, Kurven, usw. als Punktmuster gedruckt werden.

Der wärmeempfindliche Farbblock 76 kann irgendeine erwünschte Färbung durch geeignete Auswahl von Pigmenten und Farbstoffen während seiner Herstellung aufweisen. Indem eine Vielzahl von Behältern 70 für wärmeempfindliche Farbe vorgesehen wird, die eine Vielzahl von wärmeempfindlichen Farbblöcken unterschiedlicher Färbung enthalten, kann ein Mehrfarbdruck durchgeführt werden.

Es wird darauf hingewiesen, daß andere Mittel als die Heizeinrichtung 71 zum Schmelzen der wärmeempfindlichen Farbe verwandt werden können, um die Wärme zum Schmelzen des wärmeempfindlichen Farbblockes 76 zu erzeugen. Beispielsweise können ein heißer Luftstrom, Wärmereflektoren oder andere Heizeinrichtungen verwandt werden. Es ist auch möglich, das Drucken durch Bewegen des Behälters für wärmeempfindliche Farbe statt durch Bewegen des Aufzeichnungsmediums 12 durchzuführen.

Fig. 11 zeigt eine Seitenansicht, teilweise im Querschnitt der allgemeinen Ausbildung einer anderen Ausführungsform nach der Erfindung. Eine dicht abgeschlossene Kammer 92 enthält eine Vielzahl von Heizelementen 94 und auch Heizeinrichtungen 96 zum Schmelzen und dadurch Flüssigmachen einer wärmeempfindlichen Farbe 104, um dadurch die Farbe zu den Heizelementen 94 zu bringen, wobei ein flexibler Schlauch 100 mit der unteren, rechten Seite der dicht abgeschlossenen Kammer 92 mit einer Luftpumpe 98 verbunden ist, welche Druckluft erzeugt. Am oberen Teil der dicht abgeschlossenen Kammer 92 ist ein Deckel 103 vorgesehen. Dieser ist lösbar befestigt,wobei eine dichte Abdichtung durch eine Dichtung 102 geschaffen wird, und die wärmeempfindliche Farbe 104 wird in die dicht abgeschlossene Kammer 92 durch Entfernen dieses Deckels 103 eingebracht.

Das Aufzeichnungspapier 12 ist nahe der Unterseite der Heizelemente 94 angeordnet, wobei sich eine Walze 44 unter dem Aufzeichnungspapier 12 befindet. Eine Infrarotlampe 106 ist angeordnet, um das Aufzeichnungspapier 12 nach dem Druckvorgang zu bestrahlen.

Fig. 12 zeigt eine Aufsicht, die die Beziehung zwischen den Heizelementen, dem Aufzeichnungspapier und der Walze darstellt. Fig. 13 zeigt eine Schrägdarstellung der Be-Ziehung zwischen einer Heizeinrichtung,welche die wärmeempfindische Farbe durch Kapillarwirkung fördert,und dem entsprechenden Heizelement. Gemäß der Darstellung umfaßt die Heizeinrichtung zwei längliche Heizelemente 96, deren Temperatur beim Hindurchfließen eines elektrischen Stromes erhöht wird und die mit einem engen Spalt voneinander beabstandet sind, wobei die geschmolzene Farbe längs dieses Spaltes durch Kapillarwirkung fließt, um das Heizelement zu erreichen. Die schraffierten Bereiche stellen die geschmolzene wärmeempfindliche Farbe dar.

Fig. 14 zeigt eine Schrägdarstellung einer anderen Ausgestaltung der Heizelemente und Heizeinrichtungen der Fig. In diesem Fall sind jedes Heizelement und die entsprechende Heizeinrichtung, welche die wärmeempfindliche Farbe durch Kapillarwirkung zu dem Heizelement fördert, einstückig als ein einziges Bauteil ausgebildet, wobei das kombinierte Heizelement mit dem Bezugszeichen 116 bezeichnet ist.

Ausstoßöffnungen 118 für die wärmeempfindliche Farbe sind in der Unterseite der dicht abgeschlossenen Kammer 92 ausgebildet, wobei diese öffnungen in Fig. 14 gegenüber den Heizelementen 116 zum besseren Verständnis verschoben sind» Die schraffierten Bereiche in der Zeichnung bedeuten geschmolzene wärmeempfindliche Farbe.

Die Arbeitsweise wird nun unter Bezugnahme auf die Fig. beschrieben. Zum Einbringen von wärmeempfindlicher Farbe 104 wird der Deckel 103 geöffnet und die Farbe wird in der hermetisch abgeschlossenen Kammer 92 angeordnet. Der Deckel 103 wird dann geschlossen, wobei ein vollständig abgedichteter Zustand durch die Dichtung 102 erzielt wird. Die wärmeempfindliche Farbe 104 ist eine gefärbte, verfestigte Farbe, welche Wachs umfassen kann, das Farbstoffe, Pigmente, usw. enthält und bei normalen Temperaturen fest

^ ist und flüssig wird, wenn die Temperatur erhöht wird. Wenn die Heizeinrichtungen 96 erwärmt werden, indem ein elektrischer Strom durch deren Elektroden (diese sind in den Fig. nicht dargestellt) hindurchgeschickt wird, dann schmilzt der untere Teil des Blockes 104 aus wärmeempfind-

^ licher Farbe und fließt in Richtung zu den Heizelementen

94. Wenn die Farbe die in den Heizelementen 94 ausgebildeten Durchbohrungen erreicht, kühlt sich die geschmolzene Farbe durch Strahlung ab und blockiert dadurch diese Durchbohrungen. Wahlweise werden dann Stromimpulse durch die Elektroden

O (diese sind in den Fig. nicht dargestellt) der Heizelemente 94 in Übereinstimmung mit Bildsignalen hindurchgeschickt. Wenn ein solcher Stromimpuls an ein Heizelement 94 angelegt wird, dann wird die auf diesem Heizelement vorhandene wärmeempfindliche Farbe schmelzen. Jedes der Heizelemente 94 ist an der Unterseite der dicht abgeschlossenen Kammer 92 angeordnet/ Als Ergebnis von Druckluft, welche durch den flexiblen Schlauch 100 von der Luftpumpe 98 zugeführt wird, wird die auf einem Heizelement 94, dem ein Stromimpuls zugeführt worden ist, geschmolzene, wärmeempfindliche Farbe mit Kraft durch die Farbaustoßöffnung 118 dieses Heizelementes auf das Aufzeichnungspapier 12 ausgestoßen und kühlt ab, um auf dem Aufzeichnungspapier 12 als gehärteter Punkt aufgezeichnet zu werden.

Es wird darauf hingewiesen, daß es möglich ist, entweder einen Strom fortwährend durch die Heizeinrichtungen'96

fließen zu lassen, während aufgezeichnet wird oder aber Stromimpulse den Heizeinrichtungen 96 synchron mit den an die Heizelemente 94 geführten Stromimpulse anzulegen.

Nachdem die geschmolzene, wärmeempfindliche Farbe von dem Heizelement 94 ausgestossen worden ist und der Stromfluß in diesem Element beendet ist, bleibt das Heizelement noch auf einer hohen Temperatur während einer kurzen Zeit. Als Ergebnis hiervon fließt etwas wärmeempfindliche Farbe in die Durchbohrung dieses Heizelementes 94 und kühlt durch Strahlung ab und härtet, wodurch die Durchbohrung blockiert wird.

Durch Wiederholung der vorher beschriebenen Vorgänge können Zeichen, Kurven usw. in der Form von Punktmustern gedruckt werden.

Jede Heizeinrichtung 96 kann ein Paar von Heizgliedern, die durch einen engen Spalt voneinander getrennt sind, wie bei dem Beispiel 13 aufweisen. Dies stellt einen stetigen Fluß wärmeempfindlicher Farbe durch Kapillarwirkung zu den-Heizelementen sicher.

Fig. 15 zeigt eine andere Ausführungsform in der vorliegenden Erfindung, welche grundsätzlich derjenigen gemäß Fig. 11 ähnlich ist, bei der jedoch der Luftdruck innerhalb der Kammer 92 periodisch verändert werden kann, d.h. periodisch über den Atmosphärendruck angehoben werden kann. Indem die zeitliche Abstimmung der Druckzunahme mit der zeitlichen Abstimmung der an die Heizelemente 94 gelegten elektrischen Signale synchronisiert wird, können ein größerer Wirkungsgrad und eine höhere Betriebsgeschwindigkeit erreicht werden. In Fig. 15 gibt eine Quelle 109 für periodische Treibersignale (z.B. ein Impulsgeneratorschaltkreis) Treibersignale an die Spule eines elektromagnetischen Solenoids 112, welcher nahe einem Permanent-

,21

magnet angeordnet ist, der fest an einer flexiblen Membran 110 befestigt ist. Das durch den Solenoid erzeugte, sich ändernde Magnetfeld wirkt auf den Permanentmagneten 111, um periodisch die Membran 110 nach innen und außen zu bewegen ,um dadurch periodisch den Druck innerhalb der Kammer 92 zu verändern.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 15 wie bei derjenigen gemäß Fig. 11 können die in Fig. 13 gezeigten Heizeinrichtungen 96 und Heizelemente 94 durch die Kombination von Heizelement/Heizeinrichtung 116 ersetzt werden, die in Fig. 15 dargestellt ist, wobei jedes als ein einziges einstückiges Bauteil ausgebildet ist.

Die erneute Erwärmung des Aufzeichnungspapiers 12 nach dem Drucken von Punkten mittels der Infrarotlampe 106, was in Fig. 11 dargestellt ist, dient dazu, den erzeugten Druck zu verbessern und zu stabilisieren. Ein solches Wiedererwärmen kann durch andere Mittel als durch Strahlung

durchgeführt werden, wie z.B. durch Wärmekonvektion oder Wärmeleitung. Ferner kann eine Druckstabilisierung des Druckerzeugnisses auch in Betracht gezogen werden.

Fig. 16 zeigt Wellenformen um die Arbeitsweise der Aus-

führungsform gemäß Fig. 15 zu erläutern, wobei die Wellenform der von dem Impulsgenerator 109 an das elektromagnetische Solenoid 112 angelegten Spannung als Wellenform a bezeichnet ist und die Wellenform der Luftdruckänderungen in der dicht abgeschlossenen Kammer 1 mit Wellenform c bezeichnet ist. Die unterbrochene Linie b bezeichnet den Schwellendruck, oberhalb dessen die wärmeempfindliche Farbe ausgestoßen werden kann. Wenn Spannungsimpulse mit der Wellenform d an das Heizelement 94 angeglegt werden, so ändern sich die Temperatur dieses Heizelementes und diejenige ci_er in Berührung mit ihm stehenden, wärmeempfindlichen

-22

Farbe gemäß der Wellenform f. Die unterbrochene Linie e zeigt die Schwellentemperatur an, oberhalb welcher die wärmeempfindIiehe Farbe 104 schmilzt. Die Bedingungen für

die wärmeempfindliche Farbe, damit diese durch ein Heizg

element ausgestoßen werden kann, sind, daß der Luftdruck größer als die unterbrochene Linie b und daß die Temperatur der wärmeempfindlichen Farbe höher als die unterbrochene Linie e sein sollten, d.h. die Bedingungen, welche zu den durch die WeTlenform g angegebenen Zeiten erfüllt sind. Die Bedingungen zum Zuführen von wärmeempfindlicher Farbe zu den: Heizelement 94 sind, daß der Luftdruck kleiner als die unterDrochene Linie b und die Temperatur der wärmeempfindlichen Farbe höher als die unterbrochene Linie e sein müssen, d.h. Bedingungen die auftreten, wie es durch die Wellenform h dargestellt ist. Man kann so verstehen, daß die wärmeempfindliche Farbe in Übereinstimmung mit der Wellenform g ausgestoßen wird und den Heizelementen in Übereinstimmung mit der Wellenform h zugeführt wird.

Somit können durch wahlweises Zuführen von Spannungsimpulsen in Übereinstimmung mit Bildsignalen an eine Vielzahl von Heizelementen 94 Zeichen, Kurven usw. in der Form von Punktmustern gedruckt werden.

⁵^ Die Fig. 17 und 18 zeigen eine andere Ausführungsform eines Druckkopfes für einen Drucker mit Farbübertragung nach der vorliegenden Erfindung. Fig. 17 zeigt die Gesamtdarstellung in Schrägansicht und Fig. 18 die Hauptteile in seitlicher Schnittdarstellung. Das Bezugszeichen 124 bezeichnet den Druckkopf selber, welcher aus einem elektrisch isolierenden Material gebildet ist, welches gegenüber Wärme sehr widerstandsfähig ist, wie z.B. Keramik. Er enthält eine luftdichte Druckkammer 138, welche mit einem Luftkompressor 126 über einen Schlauch 128 verbunden ist. Ein, Drosselabschnitt mit einer schmalen

Bohrung ist in dem Weg zwischen dem Luftkompressor 126 und der Druckkammer 138 vorgesehen. Eine Vielzahl von V-förmigen Nuten ist,in der Vorderseite des Druckkopfes ausgebildet, d.h. der Seite welche gegenüber und nahe dem Aufzeichnungsmedium 12 angeordnet wird. Ein Heizelement 130 ist in den Seitenflächen einer jeden der V-förmigen Nuten vorgesehen. Es wird darauf hingewiesen, daß die Nuten nicht notwendigerweise V-förmig sein müssen, sondern auch irgendeine andere geeignete Form, z.B. U-förmig, haben können. Die Heizelemente 130 sind Widerstandselemente, welche durch Aufdampfen von Metall, nicht elektrolytische Metallisierung, Dickschichtverfahren usw. ausgebildet werden können. Eine Luftöffnung 132 ist vorgesehen, welche den Mittelabschnitt eines jeden Heizelementes 130 und die Druckkammer 138 verbindet. Jedes der Heizelemente 130 ist mit einem Paar von Elektroden 134 versehen, die an den Seitenflächen des Druckkopfes 124 ausgebildet sind. Diese Elektroden 134 sind symmetrisch an jeder Seite des Druckkopfes 124 für jedes Heizelement vorgesehen, wobei ein Satz dieser Elektroden 134 durch die Schrägdarstellung der Fig. 17 nicht sichtbar ist.

Eine wärmeempfindliche Farbe 136, welche bei normalen Temperaturen wie bei den vorhergehenden Ausführungsformen fest ist, ist in Berührung mit jedem der Heizelemente 130 angeordnet. Das Aufzeichnungsmedium 12 (welches beispielsweise aus Aufzeichnungspapier besteht) ist nahe und gegenüberliegend der Vorderseite des Druckkopfes 124 angeordnet-Die wärmeempfindliche Farbe wird vorübergehend erwärmt und dadurch durch in den Figuren nicht dargestellte Mittel flüssig gemacht und gelangt dadurch längs der V-förmigen Nuten und somit über die Heizelemente 130, um die Luftlöcher 132 zu überdecken.

Wenn die wärmeempfindliche Farbe längs der V-förmigen Nuten läuft, dann kühlt sich die Farbe unter der Annahme, daß

die Heizelemente nicht aktiviert worden sind, ab und verfestigt sich, um dadurch die Luftöffnung 132 zu verstopfen. Es ist zu erkennen, daß bei dieser Ausführungsform die Heizelemente selbst so gestaltet sind, daß sie als Mittel zum Fördern der wärmeempfindlichen Farbe zu den Luftlöchern 134 dienen, wobei diese Farbfördermittel außen an dem Druckkopf 124 vorgesehen sind. Es wird jedoch darauf hingewiesen, daß es auch möglich ist, andere Mittel zum Fördern der wärmeempfindlichen Farbe zu den Luftlöchern 132 vorzusehen, wie z.B. Röhren usw. Druckluft wird von dem Luftkornpressor 126 durch den Schlauch 128 zugeführt und damit in die Druckkamme-:· 138 gebracht, so daß der Luftdruck innerhalb der Druckkammer 138 höher als der Atmosphärendruck wird. Dieser Druck wird durch die Luftlöcher 132 auf die wärmeempfindliche Farbe 136 angewandt. Da jedoch die wärmeempfindliche Farbe bei normalen Temperaturen fest ist, sind die Luftlöcher verstopft und keine Farbübertragung auf das Aufzeichnungspapier 12 findet statt. ^Tfenn nun ein Stromimpuls von einem Impulsgenerator (dieser ist in den Figuren nicht dargestellt) an die Elektroden 134 eines der Heizelemente 130 angelegt wird, dann nimmt das Heizelement sofort eine hohe Temperatur an und die in Berührung mit diesem Heizelement 130 stehende wärrneempfindliehe Farbe wird erwärmt und schmilzt daher. Aufgrund des Innendruckes in der Druckkammer 132 wird die geschmolzene, wärmeempfindliche Farbe durch die aus dem Luftloch 132 austretende Luft in Richtung auf das Aufzeichnungspapier 12 ausgestoßen und bildet auf diesem einen Punkt. Da von der Druckkammer 138 eine Luftmenge ausgestoßen wird, die gleich der Menge der wärmeempfindlichen Farbe 136 ist, welche von dem Luftloch 132 ausgestoßen worden ist, und da die Versorgung von Luft von dem Luftkompressor 126 zu der Druckkammer 138 durch den Strömungswiderstand, welcher durch den Drossel-.abschnitt 140 bewirkt wird, begrenzt ist, fällt der Druck in der Druckkammer 138 augenblicklich in Abhängigkeit vom Ausstoßen der wärmeempfindlichen Farbe ab. Zum Zeitpunkt

des Farbausstoßens wird eine Öffnung in der geschmolzenen, wärmeempfindlichen Farbe gebildet, welche den identischen Querschnitt wie das Luftloch 132 aufweist. Jedoch wird als Ergebnis des Druckabfalls in der Druckkammer 138 unmittelbar nach dem Farbausstoßen und der Neigung der Oberflächenspannung der wärmeempfindlichen Farbe, die in ihr so ausgebildete Öffnung zu schließen, das Luftloch 132 sehr schnell erneut verstopft, nachdem Farbe ausgestoßen worden ist. Die wärmeempfindliche Farbe, von der aus das Ausstoßen stattgefunden hat, kühlt sich schnell ab, da der Stromimpuls geendet hat, und erhärtet, um dadurch das Luftloch 132 vollständig zu schließen. Anschließend steigt der Luftdruck innerhalb der Druckkammer 138 erneut auf den

vorhergehenden Wert an.
15

Wie bei den vorhergehenden Ausführungsformen können Zeichen, Kurven usw. als Punktmuster mit einem solchen Druckkopf erzeugt werden, in dem in Verbindung mit der Vorwärtsbewegung des Aufzeichnungspapiers 12 selektiv eine Vielzahl

^u von Heizelementen 130 aktiviert wird.

Bei einer solchen Ausführungsform mit Farbaustoßen nach der Erfindung berührt das Aufzeichnungspapier nicht unmittelbar den Druckkopf, so daß eine geringe Abnutzung

^° des Kopfes vorliegt. Farbausstoßverfahren zum Drucken von Punktmustern ohne Berührung sind aus dem Stand der Technik bekannt. Jedoch ist bei den bekannten Verfahren die Farbe bei normalen Temperaturen flüssig, so daß die Farbausstoßöffnungen schnell durch verfestigtes Material verstopft

^O werden, welches sich durch Verdunsten von Farbe bildet. Bei der Erfingung ist die Farbe bei normalen Temperaturen fest, so daß solche Schwierigkeiten nicht aufteten und die Farbe während langer Zeit ohne die Gefahr eines Verdunstens gespeichert werden kann.

Aus der vorhergehenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen folgt, daß durch die Erfindung ein Wärmedrucker mit Farbübertragung geschaffen x^erden kann, v/elcher

eine sehr einfache, mechanische Ausbildung aufweist und 5

damit kompakt und von geringem Gewicht ist, mit niederen Kosten hergestellt werden kann und sehr zuverlässig ist. Da die gesamte wärmeempfindliche Farbe während des Druckvorganges aufgebraucht wird, erzeugt ein Drucker von der Art mit Berührung nach der Erfindung kein wegzuwerfendes Material wie 2.B. verbrauchte Farbbänder oder Farbfolien, so daß seine Wartung vereinfacht und die Betriebskosten niedrig sind. Ein Drucker ohne Berührung (d.h. mit Farbausstoß) nach der Erfindung schafft einen zuverlässigeren Betrieb als es bei herkömmlichen Farbausstoßdruckern mög- - lieh ist, da die Schwierigkeiten, welche aufgrund von Verdunstung von Farbe bei solchen herkömmlichen Vorrichtungen auftreten bei der Erfindung nicht vorliegen.

Es wird darauf hingewiesen, daß verschiedene Änderungen und Abwandlungen an den beschriebenen Ausführungsformen in Betracht gezogen werden können, die in den Bereich fallen, der durch die Ansprüche für die vorliegende Erfindung beansprucht wird. Die vorhergehende Beschreibung sollte deshalb als beschreibend und nicht als einschränkend ^α gesehen werden.

Leerseite

Claims

Patentansprüche

2Oi 1.\Drucker mit Farbübertragung, gekennzeichrr*e t durch verfestigte, wärmeempfindliche Farbe (28), Aufzeichnungspapier (12) und Mittel (20) zum Transportierendes Aufzeichnungspapiers (12), und eine Druckeinrichtung (16,18,24,26,28; 71,72,77; 92,94,96,118), die auf von

25 außen zugeführte elektrische Signale, welche zu druckende Muster anzeigen, anspricht, um selektiv Anteile der wärmeempfindlichen Farbe (28) zu schmelzen und wenigstens einen Teil der geschmolzenen, wärmeempfindlichen Farbanteile auf das Aufzeichnungspapier (12) zu übertragen, wobei die

^O Transportmittel (20) eine Bewegung des Aufzeichnungspapiers (12) relativ zu der Druckeinrichtung derart hervorrufen, daß Muster aus wärmeempfindlichen Farbpunkten auf dem Aufzeichnungspapier entsprechend den zu druckenden

Mustern gebildet werden. 35

33258b?
2. Drucker mit Farbübertragung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , daß die wärmeempfindliche Farbe als eine Vielzahl von länglichen Elementen (28) ausgebildet ist und daß die Druckeinrichtung ferner eine Einrichtung (24) zum Halten eines Endes eines jeden der Elemente aus wärmeempfindlicher Farbe in Berührung mit dem Aufzeichnungspapier (12) aufweist, und daß Heizmittel (16) zum Erwärmen ausgewählter Bereiche auf dem Aufzeichnungspapier (12) während vorbestimmter Zeitintervalle vorge- sehen sind, um dadurch Wärme von dem Aufzeichnungspapier (12) zum Schmelzen von Teilen ausgewählter Elemente (28) aus wärmeempfindlicher Farbe zu übertragen, wodurch die Punkte aus wärmeempfindlicher Farbe auf dem Aufzeichnungspapier (12) bildbar sind.
3. Drucker mit Farbübertragung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Betriebsbedingungen des Druckers so eingestellt sind, daß die Größe und Form der gedruckten Punkte im wesentlichen identisch mit der Größe und Form des Querschnittes eines jeden der länglichen Elemente (28) aus wäreempfindlicher Farbe sind.
4. Drucker mit Farbübertragung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die länglichen Elemente aus wärmeempfindlicher Farbe in der Form von schmalen,
länglichen Stäben (28) sind.
5. Drucker mit Farbübertragung nach Anspruch H, dadurch gekennzeichnet , daß die Mittel zum Halten eines Endes eines jeden der Stäbe aus wärmeempfindlicher Farbe in Berührung mit dem Aufzeichnungspapier (12) ein mit jedem der Stäbe (28) aus wärmeempfindlicher Farbe
gekoppeltes Gewicht (32) umfassen.
6. Drucker mit Farbübertragung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Mittel zum Halten

eines Endes eines jeden der Stäbe (28) aus wärmeempfindlicher Farbe in Berührung mit dem Aufzeichnungspapier (12) Federmittel (38) umfassen, um jeden Stab aus wärmeempfindlicher Farbe in Berührung mit dem Aufzeichnungspapier

(12) zu drücken.
7- Drucker mit Farbübertragung nach Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet , daß die länglichen Elemente aus wärmeempfindlicher Farbe in der Form eines Drahtes (68) vorliegen, welcher zu einem Wickel (67) aufgewickelt ist.
8. Drucker mit Farbübertragung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Mittel zum Halten der Elemente aus wärmeempfindlicher Farbe in Berührung mit dem Aufzeichnungspapier (12) Mittel umfassen, um jeden der Wickel (67) aus Draht (68) aus wärmeempfindlicher Farbe in eine Drehrichtung zu zwingen, um ein Ende in Berührung mit dem Aufzeichnungspapier (12) zu zwingen.
9- Drucker mit Farbübertragung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Heizmittel eine Vielzahl von elektrischen Heizeinrichtungen umfassen, die in Berührung mit-dem Aufzeichnungspapier (12) vorgesehen sind, wobei jedes der elektrischen Heizelemente (16) im wesentlichen in Gegenüberlage und auf der gegenüberliegenden Seite des Aufzeichnungspapiers (12) bezüglich eines entsprechenden der länglichen Elemente (28) aus wärmeempfindlicher Farbe positioniert ist.
10. Drucker mit Farbübertragung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Heizmittel (45) eine Vielzahl von elektrischen Heizeinrichtungen (46) umfassen, von denen jede in Berührung mit dem Aufzeichnungspapier (12) an einer Stelle unmittelbar nahe einem entsprechenden der länglichen Elemente (28) aus wärmeempfindlicher Farbe und in bezug auf die Vorwärtsbewegungsrichtung des Aufzeichnungspapiers (12) vor dem

entsprechenden länglichen Element (28) aus wärmeempfindlicher Farbe angeordnet sind.
11. Drucker mit Farbübertragung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet , daß ferner eine Vorerwärmungseinrichtung (50) vorgesehen ist, um einen Strom von Heißluft (49) auf cas Aufzeichnungspapier (12) an einer Stelle auf dem Aufzeichnungspapier (12) zu lenken, welche in bezug auf die Vorwärtsbewegungsrichtung des Aufzeichnungspapiers (12) vor den elektrischen Heizelementen liegt.
12. Drucker mit Farbübertragung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet , daß ferner Kühlmittel (52) vorgesehen sind, um einen Strom kühler Luft (51) auf das Aufzeichnungspapier (12) an einer Stelle des Aufzeichnungspapiers (12) zu richten, welche in bezug auf die Vorwärtsbewegungsrichtung des Aufzeichnungspapiers (12) hinter den elektrischen Heizelementen (46) liegt.
13· Drucker mit Farbübertragung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Heizmittel elektrisch betätigbare Mittel umfassen, um selektiv Strahlen von Heißluft (47) auf das Aufzeichnungspapier (12) an Stellen zu richten, welche unmittelbar nahe den Berührungsbereichen der länglichen Elemente (28) aus wärmeempfindlicher Farbe und in bezug auf die Vorwärtsbewegungsrichtung des Aufzeichnungspapiers (12) vor diesen Bereichen liegen.
14. Drucker mit Farbübertragung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Druckeinrichtung eine Vielzahl von elektrischen Heizelementen (72) umfaßt, welche um eine Öffnung (77) herum angeordnet sind und eine in Berührung mit dem Aufzeichnungspapier (12) stehende, untere Seite aufweisen, sowie eine Heizein-

richtung (71) zum Schmelzen der wärmeempfindlichen Farbe (76), die so angeordnet ist, daß die geschmolzene, wärmeempfindliche Farbe zu den oberen Seiten der elektrischen Heizelemente (72) fließt, sowie ferner Kühlmittel (50), die zwischen der Heizeinrichtung (71) zum Schmelzen der wärmeempfindlichen Farbe und den elektrischen Heizelementen (72) angeordnet sind, um den Fluiditätsgrad der geschmolzenen, wärmeempfindlichen Farbe (76) zu verringern, wobei' die elektrischen Heizelemente (72) selektiv betätigbar oind, die geschmolzene, wärmeempfindliche Farbe (76) zu erwärmen und dadurch ihren Fluiditätsgrad so weit zu erhöhen, daß die wärmeempfindliche Farbe durch die Öffnungen (77) der entsprechenden, aktivierten, elektrischen Heizelemente auf das Aufzeichnungspapier (12) fließen kann, wobei das Fließen nur während der Aktivierungsdauer fortgesetzt wird.
15. Drucker mit Farbübertragung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Druckeinrichtung umfaßt eine abgedichtete Kammer (92), deren eine Seite nahe und mit Abstand von dem Aufzeichnungspapier (12) angeordnet ist.und die eine Vielzahl von Farbausstoßöffnungen (118) mit enger Bohrung aufweist, die in der nahe angeordneten Seite enthalten sind und mit dem Inneren der dichten Kammer (92) in Verbindung stehen, Druckmittel (98) zum Erhöhen des Luftdruckes innerhalb der dichten Kammer (92) auf einen Wert oberhalb des Atmosphärendruckes, eine Vielzahl von elektrisch betätigbaren Heizelementen (94), von denen jedes wenigstens einen um eine .der entsprechenden Farbausstoßöffnungen (118) herum ausgebildeten Bereich aufweist, und Farberwärmungsund Fördermittel (96; 116), die sich in Berührung mit der verfestigten, wärmeempfindlichen Farbe (104) befinden, um die wärmeempfindliche Farbe zu schmelzen und die geschmolzene wärmeempfindliche Farbe auf die Heizelemente (94) zu überführen, so daß der Fluiditätsgrad der wärmeempf indlichen F'arbe beim Erreichen der Heizelemente (94) ausreichend niedrig ist, um das Ausstoßen

von Luft durch die Farbausstoßöffnungen (118) zu verhindern, wobei die Heizelemente (94) selektiv betätigbar sind, um sich in ihrer Nähe befindende wärmeempfindliche Farbe zu schmelzen, wodurch die geschmolzene wärmeempfindliche Farbe zwangsweise in Richtung auf das Aufzeichnungspapier (12) durch die Wirkung der Luft von innerhalb der abgedichteten Kammer (92) ausgestoßen wird, welche durch die den aktivierten Heizelementen entsprechenden Farbausstoßöffnungen in die Atmosphäre gelangt, wobei die ausgestoßene wärmeempfindliche Farbe auf dem Aufzeichnungspapier (12) niedergeschlagen wird, um auf diesem Druckpunkte zu bilden.
16. Drucker mit Farbübertragung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet , daß die Druckmittel (110,111,112,114) so wirken, daß der Luftdruck innerhalb der abgedichteten Kammer (92) in sich periodisch wiederholender Weise über den Atmosphärendruck erhöht wird.
17· Drucker mit Farbübertragung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet , daß die periodische Zunahme des Luftdruckes in der abgedichteten Kammer (92) mit der Betätigung der Heizelemente (94) synchronisiert ist.
18. Drucker mit Farbübertragung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet , daß die Heiz- und Fördermittel (94,96) für die wärmeempfindliche Farbe innerhalb der abgedichteten Kammer (92) angeordnet sind.
19- Drucker mit Farbübertragung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet , daß die Heiz- und Fördermittel (130,132,134,136) für die wärmeempfindliche Farbe außerhalb der abgedichteten Kammer (92) angeordnet sind.
20. Drucker mit Farbübertragung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Heiz- und Fördermittel für die wärmeerapfindliche Farbe eine Vielzahl von schmalen Kanälen umfaßt, die auf der Seite der abgedichteten Kammer (92) ausgebildet sind, welche nahe dem Aufzeichnungspapier (12) ist, wobei jeder der engen Kanäle eine Farbausstoßöffnung (132) aufweist und mit auf seiner Oberfläche ausgebildeten Heizmitteln (130) versehen ist. 10