WO2001068370A1 - Verfahren zur steuerung der heizelemente eines thermodruckkopfes - Google Patents

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WO2001068370A1 PCT/EP2001/002568 EP0102568W WO0168370A1 WO 2001068370 A1 WO2001068370 A1 WO 2001068370A1 EP 0102568 W EP0102568 W EP 0102568W WO 0168370 A1 WO0168370 A1 WO 0168370A1
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Roland Aigner
Walter Lechner
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    • B41J2202/30—Embodiments of or processes related to thermal heads

Definitions

  • the invention relates to a method for controlling the heating elements of a thermal printhead for recording and erasing dots with a reversibly writable thermal recording material.
  • a reversibly writable thermal recording material is characterized in that its transparency and / or color can change reversibly depending on the temperature from a transparent and / or colorless state to an opaque and / or colored state and vice versa.
  • the reversibly writable thermal recording material is fed step by step to the thermal printhead, which has a row of resistance heating elements which extend across the entire printing width and run transversely to the direction of transport of the thermal recording material and which can be controlled individually.
  • a line of dots corresponding to the row of heating elements can thus be recorded per step if the heating elements are heated to a temperature which leads to the colored / opaque state of the thermal recording material.
  • the colored / opaque dots can be erased by a second thermal print head, the heating elements of which are heated to a temperature at which the reversibly writable thermal recording material changes back to the colorless / transparent state. It is also possible to use a single thermal print head, which is used to erase when the recording material is moved along it in one direction, while the subsequent movement of the recording material in the opposite direction causes it to be erased Record, that is the punctiform description, takes place (DE 41 30 539 AI).
  • the object of the invention is to significantly increase the recording and erasing speed in the thermal printing of a reversibly recordable recording material.
  • the heating elements for writing are controlled with a single energy pulse which leads to a temperature at which the reversibly writable thermal recording material assumes a first, high temperature which leads to the colored / opaque state.
  • the heating elements which are to be used for deletion are subjected to an energy pulse train when the maximum temperature has been reached after the recording pulse.
  • the processing that is to say the recording and deletion of the individual dots of a print line, can be reduced to 3 ms or less and a correspondingly high recording and erasing speed can be achieved in the process.
  • a reversibly writable thermal recording material is used which becomes colored and / or opaque at the first, high temperature, retains the colored / opaque state when it cools down quickly, but loses it when it cools down slowly, but its color / opaque state is also lost as a result, if there is constant heating to a second lower temperature.
  • the first high temperature, which leads to a coloring or opaque, that is to say milky turbidity, of the thermal recording material can be, for example, 150 ° C. or more
  • the second constant lower temperature, which leads to deletion is preferably at least 20 ° C. underneath.
  • the heating elements for extinguishing can be acted upon in two variants with the energy pulse train.
  • all the heating elements are first activated with the recording energy pulse and, following the recording energy pulse, an energy pulse train is fed in, which slows down the cooling of those heating elements which are intended to erase them in such a way that the recording material assumes its colorless / transparent state.
  • all heating elements are first heated to the temperature required for discoloration of the recording material, and the heating elements, which are intended to erase at points, are then subjected to the pulse train in order to cool down more slowly than the other heating elements. It goes without saying that not all of the heating elements of the thermal print head need to be controlled in this way, but only those that correspond to the desired printing width. It is also clear that the colorless / transparent Condition may also have a different color than the color that occurs when the thermal recording material is discolored.
  • the heating elements for recording are acted upon by the recording energy pulse and the heating elements for erasing immediately after the recording energy pulse are subjected to an energy pulse train, by means of which the heating elements are heated to a second temperature to be kept constant, at which the thermal recording material becomes a transparent / colorless one Assumes state, the second temperature being below the temperature causing the colored / opaque state.
  • the second temperature must generally be held for a certain time of at least 1 ms in order to quench. It is therefore generally somewhat slower than the first variant. That is, while the pulse duration for the pulse for recording is approximately 1 to 2 ms, the duration of the pulse train supplied during cooling of the first variant is approximately 1 to 2 ms, while the duration of the pulse train for deletion in the second variant is approximately 2 to 3 ms to maintain the temperature at least about 1 msec at the second temperature at which the thermal recording material assumes the transparent / colorless state.
  • the reversibly writable thermal recording material that can be used according to the invention can be any known reversibly writable thermal recording material (see DE 41 30 539 AI, De 42 10 379 C2 and 42 00 474 C2). However, it is preferred to use a commercially available recording material consisting of a mixture of a leuco dye and a developer.
  • the leuco dye can be a xanthene derivative.
  • the xanthene preferably has a dialkylamine residue in the 3-position and at its 9-position a phenyl radical is bonded with a carboxylic acid group in the o-position, so that, like with fluorescein in leuco form, a lactone ring with the 9-position is formed, which in the colored state is opened by the carboxyl group regressing.
  • An acid or a carboxylic acid with a p-aminophenol and / or a urea derivative which is substituted on one amino group with a p-hydroxyphenyl radical and on the other amine group with an alkyl radical can be used as developer.
  • a fine temperature control is achieved according to the invention by the energy supply for extinguishing in the form of a pulse train.
  • the pulse train has pulses of the same period, preferably less than 100 ⁇ s, in particular less than 50 ⁇ s.
  • the pulse / pause ratio per period is preferably at most 1: 1, in particular approximately 1: 2. That is, with a period of e.g. For example, the pulse duration is 30 ⁇ s and the pause 20 ⁇ s is 30 ⁇ s.
  • the heating elements of the thermal print head are preferably preheated to a temperature before processing, that is to say recording and erasing, which temperature is preferably at least 30 ° C. below the second, that is to say the erasing temperature. If the quenching temperature is 120 ° C, for example, the preheating temperature can be approximately 60 ° C, for example.
  • Such preheating in thermal printing can be seen, for example, from DE 30 33 746 AI.
  • the preheating reduces the temperature difference until it is recorded or erased, ie the heating power required for printing is reduced, as a result of which a faster printing speed is achieved due to the faster heating of the resistance heating elements.
  • the deletion quality is also significantly improved.
  • the clock frequency during preheating should not be more than four times the pulse duration for recording and the pulse width during preheating should be constant, the period of the individual pulses of the pulse train for preheating is less than 100 ⁇ s, in particular less than 50 ⁇ s , ie with a pulse duration for the pulse for recording from 1 to 2 ms, less than a tenth, preferably less than a twentieth of the pulse duration.
  • the pulse / pause ratio per period is also preferably reduced with increasing temperature of the thermal print head.
  • the pulse duration at the start of preheating can be, for example, 10% or less of the period and at the end of the preheating process or for maintaining the preheating temperature, for example 3% or less. That With a period of 30 ⁇ s per individual pulse, for example, the pulse duration at the beginning of the preheating can be, for example, 2 ⁇ s and at the end of the preheating and for maintaining the preheating temperature, for example, 0.5 ⁇ s.
  • the pulse duration during preheating can be controlled, for example, by the temperature of the thermal print head, which can be measured with a temperature sensor, for example a temperature-dependent resistor with a negative temperature coefficient.
  • the preheating temperature of the heating elements can be set to, for example, + 2 ° C or more precisely. This means that the thermal print head is subjected to minimal thermal stress and its service life is significantly increased. As can be seen from tests, the service life is even longer than without preheating, since the thermal print head is subject to smaller temperature jumps during recording.
  • the period of the individual pulses of the pulse train during preheating preferably corresponds to the period of the individual pulses of the pulse train for deletion, so it can be, for example, 30 ⁇ s in both cases.
  • Figure 1 is a graph showing the change in color density of a reversible thermosensitive recording material for use in the method of the present invention depending on the temperature;
  • Figure 2 schematically shows a thermal printer for reversible printing of authorization cards
  • FIG. 3 shows a block diagram for controlling the thermal print head
  • FIGS. 4 and 5 each show a diagram to explain the first and second variant of the method according to the invention.
  • the reversible thermal recording material at TO is in a transparent and / or colorless state, ie with a low color density.
  • TO can be room temperature or lower or a preheating temperature.
  • Tl eg 160 ° C
  • the color density increases according to the dashed line, especially after the melting point TM of the reversible thermal dye has been exceeded.
  • the colored and / or opaque state is retained when cooling rapidly according to the solid line of Tl, the colorless and / or transparent state is restored when the thermal recording material corresponds to the temperature Tl. is slowly cooled according to the dashed line, or if it is constantly heated to the extinguishing temperature T2.
  • a thermal printer 1 has a thermal print head 2 between two pairs of transport rollers 3, 4.
  • the authorization cards 5 are fed in accordance with arrow 6, are moved step by step with the transport rollers 3, 4 for processing along the thermal print head 2 and are output via the output slot 7.
  • the print head 2 has, on its edge facing the card 5, individually controllable resistance heating elements 8, which form a row on the card 5 extending transversely to the transport direction 6.
  • the heating elements 8 are activated between two successive transport steps and are thereby heated.
  • the counter-pressure roller 9 is pressed against the card 5.
  • an energy pulse is initially supplied to all the heating elements 8, as a result of which the recording material assumes a colored / opaque state along the line.
  • the heating elements 8 are activated with an energy pulse train at the points of the recording material or the card 5 at which deletion is to take place.
  • a shift register 10 receives data 11 from a data source, not shown, the information to be displayed on the card 5.
  • a discriminator 12 differentiates whether a colored / opaque point or a colorless / transparent point should be formed on the card for the respective recording step by the relevant heating element 8 for the recording of information.
  • the processing section 13 sets the data to generate the recording energy pulse and the erasing energy pulse train.
  • the pulse data are converted by the decoder 14 into a total pulse train for actuating the heating elements 8 for processing them Line of card 5 decoded and this total pulse train given to driver 15.
  • FIG. 4 shows (a) the pulse train with which the heating elements 8 are controlled and (b) the temperature of the thermal recording material when the pulse train is received.
  • all the heating elements 8 for preheating or for maintaining a temperature TO of, for example, 60 ° C. are controlled with a pulse train P, which has a period of e.g. 30 ⁇ s and a pulse duration per period of e.g. 2 to 0.3 ⁇ s, depending on how large the difference between the temperature measured by the temperature sensor, not shown, compared to the predetermined preheating temperature TO.
  • the heating elements 8 at the points on the line which are to be deleted are activated immediately after the pulse W with the pulse train El. It consists, for example, of individual pulses with a period of 30 ⁇ s, the pulse duration e.g. 10 ⁇ s and the pause duration can be, for example, 20 ⁇ s per period.
  • L1 represents the period for editing, ie printing and deleting the 1st line and L2 for editing the 2nd line.
  • the embodiment according to FIG. 5 differs from that according to FIG. 4 essentially in that, immediately after the pulse F, the heating elements 8 are acted on by the pulse train E2 at the points on the line at which deletion is to take place, by means of which the temperature of the relevant one Heating element 8 is raised according to curve C to a temperature T2, which is below the temperature T1 according to the diagram in FIG.
  • (a) represents the pulse train which is fed to the heating elements for recording, and (c) the pulse train with which the heating elements are activated for deletion, while (b) and (d) the temperature / time diagram display (a) or (c) when receiving the pulse train.

Abstract

Zum Aufzeichnen und Löschen von Daten auf einem reversibel beschreibbaren Thermoaufzeichnungsmaterial (5) mit einem Thermodruckkopf (2) wird den Heizelementen (8) des Thermodruckkopfes zum Aufzeichnen ein Energiepuls (W) zugeführt, durch den das Aufzeichnungsmaterial auf eine Temperatur (T1) erwärmt wird, bei der es einen farbigen und/oder opaken Zustand einnimmt. Zum Löschen im Anschluss an den Aufzeichnungspuls (W) werden die Heizelemente (8) mit einem Energiepulszug (E1) beaufschlagt.

Description

Verfahren zur Steuerung der Heizelemente eines Thermodruckkopfes
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Steuerung der Heizelemente eines Thermodruckkopfes zum Aufzeichnen und Löschen von Punkten mit einem reversibel beschreibbaren Ther- moaufZeichnungsmaterial .
Ein reversibel beschreibbares ThermoaufZeichnungsmaterial zeichnet sich dadurch aus, dass seine Transparenz und/oder Farbe in Abhängigkeit von der Temperatur reversibel von einem transparenten und/oder farblosen Zustand in einen opaken und/oder farbigen Zustand und umgekehrt verändern kann.
Das reversibel beschreibbare ThermoaufZeichnungsmaterial wird dem Thermodruckkopf schrittweise zugeführt, der eine sich ü- ber die gesamte Druckbreite erstreckende, quer zur Transport- richtung des ThermoaufZeichnungsmaterials verlaufende Reihe von Widerstandsheizelementen aufweist, die einzeln ansteuerbar sind. Pro Schritt kann damit eine der Heizelementenreihe entsprechende Zeile von Punkten aufgezeichnet werden, wenn die Heizelemente auf eine Temperatur erwärmt werden, die zu dem farbigen/opaken Zustand des Thermoaufzeichnungsmaterials führt .
Die Löschung der farbigen/opaken Punkte kann durch einen zweiten Thermodruckkopf erfolgen, dessen Heizelemente auf eine Temperatur erwärmt werden, bei der das reversibel beschreibbare ThermoaufZeichnungsmaterial wieder in den farblosen/transparenten Zustand übergeht. Auch kann ein einziger Thermodruckkopf eingesetzt werden, mit dem gelöscht wird, wenn das AufZeichnungsmaterial in der einen Richtung an ihm entlang bewegt wird, während bei der anschließenden Bewegung des Aufzeichnungsmaterials in der umgekehrten Richtung das Aufzeichnen, also das punktförmige Beschreiben, erfolgt (DE 41 30 539 AI) .
Aus DE 42 10 379 C2 ist es bekannt, bei jedem Transporttakt erst die Heizelemente, die einen Punkt aufzeichnen sollen, mit einem Energiepulszug anzusteuern, und dann mit einem weiteren Energiepulszug die Heizelemente, mit denen eine punktweise Löschung durchgeführt werden soll, zu beaufschlagen.
Bei den bekannten reversiblen Aufzeichnungsverfahren läßt jedoch die AufZeichnungsgeschwindigkeit noch zu wünschen übrig.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Aufzeichnungs- und Löschgeschwindigkeit beim Thermodrucken eines reversibel beschreibbaren Aufzeichnungsmaterials wesentlich zu erhöhen.
Dies wird erfindungsgemäß durch das im Anspruch 1 gekennzeichnete Verfahren erreicht. In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens wiedergegeben .
Erfindungsgemäß werden die Heizelemente zum Schreiben mit einem einzigen Energiepuls angesteuert, der zu einer Temperatur führt, bei der das reversibel beschreibbare Thermoaufzeich- nungsmaterial eine erste, hohe Temperatur einnimmt, die zum farbigen/opaken Zustand führt.
Die Heizelemente, mit denen gelöscht werden soll, werden, wenn nach dem Aufzeichnungspuls die Maximaltemperatur erreicht worden ist, dann mit einem Energiepulszug beaufschlagt. Auf diese Weise kann die Bearbeitung, also das Aufzeichnen und Löschen der einzelnen Punkte einer Druckzeile, auf 3 ms oder weniger herabgesetzt und dabei eine entsprechend hohe Aufzeichnungs- und Löschgeschwindigkeit erreicht werden. Erfindungsgemäß wird ein reversibel beschreibbares Thermoauf- zeichnungsmaterial verwendet, das bei der ersten, hohen Temperatur farbig und/oder opak wird, den farbigen/opaken Zustand bei rascher Abkühlung beibehält, jedoch bei langsamer Abkühlung verliert, dessen farbiger/opaker Zustand aber auch dadurch verlorengeht, wenn eine konstante Erwärmung auf eine zweite niedrigere Temperatur erfolgt.
Die erste hohe Temperatur, die zu einer Färbung bzw. opak, also milchig trüb Werden des Thermoaufzeichnungsmaterials führt, kann beispielsweise 150°C oder mehr betragen, die zweite konstant zu haltende niedrigere Temperatur, die zu einer Löschung führt, liegt vorzugsweise mindestens 20°C darunter.
Demzufolge können erfindungsgemäß die Heizelemente zum Löschen in zwei Varianten mit dem Energiepulszug beaufschlagt werden.
Nach der einen Variante werden zunächst alle Heizelemente mit dem Aufzeichnungsenergiepuls angesteuert und im Anschluß an den Aufzeichnungsenergiepuls ein Energieimpulszug zugeführt, der die Abkühlung derjenigen Heizelemente, die eine Löschung herbeiführen sollen, derart verlangsamt, dass das Aufzeich- nungsmaterial seinen farblosen/transparenten Zustand einnimmt. Bei dieser Variante werden also bei jedem Takt alle Heizelemente erst auf die zum Verfärben des Aufzeichnungsmaterials erforderliche Temperatur aufgeheizt, und die Heizelemente, die punktweise löschen sollen, dann mit dem Pulszug beaufschlagt, um langsamer als die übrigen Heizelemente abzukühlen. Es versteht sich, dass nicht unbedingt alle Heizelemente des Thermodruckkopfes in dieser Weise angesteuert werden müssen, sondern nur die, die der gewünschten Druckbreite entsprechen. Auch ist klar, dass der farblose/transparente Zustand gegebenenfalls auch eine andere Farbe aufweisen kann als die Farbe, die beim Verfärben des Thermoaufzeichnungsmaterials auftritt.
Nach der anderen Variante werden die Heizelemente zum Aufzeichnen mit dem Aufzeichnungsenergiepuls beaufschlagt und die Heizelemente zum Löschen unmittelbar im Anschluß an den Aufzeichnungsenergiepuls mit einem Energiepulszug, durch den die Heizelemente auf eine zweite konstant zu haltende Temperatur erwärmt werden, bei der das ThermoaufZeichnungsmaterial einen transparenten/farblosen Zustand einnimmt, wobei die zweite Temperatur unter der den farbigen/opaken Zustand hervorrufenden Temperatur liegt.
Bei der zweiten Variante muß jedoch zum Löschen die zweite Temperatur im allgemeinen eine gewisse Zeit von wenigstens 1 ms lang gehalten werden. Sie ist deshalb im allgemeinen etwas langsamer als die erste Variante. D.h., während die Pulsdauer für den Puls zum Aufzeichnen etwa 1 bis 2 ms beträgt, beträgt die Dauer des beim Abkühlen zugeführten Pulszuges der ersten Variante etwa 1 bis 2 ms, während die Dauer des Pulszuges zum Löschen bei der zweiten Variante etwa 2 bis 3 ms beträgt, um die Temperatur wenigstens etwa 1 ms auf der zweiten Temperatur zu halten, bei der das ThermoaufZeichnungsmaterial den transparenten/farblosen Zustand einnimmt.
Das reversibel beschreibbare ThermoaufZeichnungsmaterial, das erfindungsgemäß verwendet werden kann, kann irgendein bekanntes reversibel beschreibbares ThermoaufZeichnungsmaterial sein (vergleiche DE 41 30 539 AI, De 42 10 379 C2 und 42 00 474 C2 ) . Vorzugsweise wird jedoch ein im Handel erhältliches Aufzeichnungsmaterial verwendet, das aus einem Gemisch aus einem Leukofarbstoff und einem Entwickler besteht. Der Leuko- farbstoff kann ein Xanthenderivat sein. Vorzugsweise weist das Xanthen in der 3 -Position einen Dialkylamin-Rest auf und an dessen 9-Position ist ein Phenylrest mit einer Carboxyl- säuregruppe in o-Stellung gebunden ist, so dass sich wie bei Fluorescein in der Leukoform ein Lactonring mit der 9- Position ausbildet, der im farbigen Zustand durch Rückbildung der Carboxylgruppe geöffnet ist. Als Entwickler kann ein Säu- rea id einer Carbonsäure mit einem p-Aminophenol und/oder ein Harnstoffderivat , das an einer Aminogruppe mit einem p- Hydroxyphenylrest und an der anderen Amingruppe mit einem Al- kylrest substituiert ist, verwendet werden.
Durch die Energiezufuhr zum Löschen in Form eines Pulszuges wird erfindungsgemäß eine Feintemperatursteuerung erreicht. Dazu weist der Pulszug Pulse gleicher Periodendauer von vorzugsweise weniger als 100 μs, insbesondere weniger als 50 μs auf. Das Puls/Pausen-Verhältnis je Periode liegt vorzugsweise bei höchstens 1:1, insbesondere etwa bei 1:2. D.h., bei einer Periodendauer von z.B. 30 μs beträgt beispielsweise die Pulsdauer 10 μs und die Pause 20 μs .
Vorzugsweise werden die Heizelemente des Thermodruckkopfes vor dem Bearbeiten, also Aufzeichnen und Löschen, auf eine Temperatur vorerwärmt, die vorzugsweise wenigstens 30°C unterhalb der zweiten, also der Löschtemperatur liegt. Wenn die Löschtemperatur beispielsweise bei 120°C liegt, kann die Vor- erwärmtemperatur beispielsweise bei ca. 60°C liegen.
Ein solches Vorheizen beim Thermodrucken geht beispielsweise aus DE 30 33 746 AI hervor. Durch das Vorheizen wird die Temperaturdifferenz bis zum Aufzeichnen bzw. Löschen verringert, d.h. die zum Drucken erforderliche Heizleistung herabgesetzt, wodurch aufgrund der schnelleren Erwärmung der Widerstandsheizelemente eine höhere Druckgeschwindigkeit erzielt wird. Zudem wird die Löschqualität deutlich verbessert. Während nach DE 38 33 746 AI die Taktfrequenz beim Vorheizen nicht mehr als das Vierfache der Pulsdauer zum Aufzeichnen betragen und die Pulsbreite beim Vorheizen konstant sein soll, beträgt erfindungsgemäß die Periodendauer der Einzelpulse des Pulszuges zum Vorheizen weniger als 100 μs, insbesondere weniger als 50 μs, d.h. bei einer Pulsdauer für den Puls zum Aufzeichnen von 1 bis 2 ms, weniger als ein Zehntel, vorzugsweise weniger als ein Zwanzigstel der Pulsdauer.
Um die gewünschte Vorwärmtemperatur möglichst genau einstellen zu können, wird außerdem das Puls/Pause-Verhältnis je Periode vorzugsweise mit zunehmender Temperatur des Thermodruckkopfes herabgesetzt. So kann bei konstanter Periodendauer der einzelnen Pulse die Pulsdauer zu Beginn des Vorheizens beispielsweise 10% oder weniger der Periodendauer und am Ende des Vorheizvorganges oder zum Halten der Vorheiztemperatur beispielsweise 3% oder weniger betragen. D.h. , bei einer Periodendauer von beispielsweise 30 μs je Einzelpuls kann die Pulsdauer zu Beginn des Vorheizens beispielsweise 2 μs betragen und am Ende des Vorheizens und zum Halten der Vorheiztemperatur beispielsweise 0,5 μs .
Die Pulsdauer beim Vorerwärmen kann beispielsweise durch die Temperatur des Thermodruckkopfes gesteuert werden, welche mit einem Temperatursensor, beispielsweise einem temperaturabhängigen Widerstand mit negativem Temperaturkoeffizienten gemessen werden kann.
Unter diesen Umständen läßt sich die Vorerwärmungstemperatur der Heizelemente auf beispielsweise + 2°C oder noch genauer einstellen. Damit wird der Thermodruckkopf minimal thermisch beansprucht und seine Lebensdauer wesentlich erhöht. Wie sich durch Versuche abzeichnet, wird die Lebensdauer dadurch sogar länger wie ohne Vorheizen, da der Thermodruckkopf beim Aufzeichnen geringeren Temperatursprüngen unterworfen ist. Die Periodendauer der einzelnen Pulse des Pulszuges beim Vorerwärmen entspricht vorzugsweise der Periodendauer der Einzelimpulse des Pulszuges zum Löschen, kann also in beiden Fällen beispielsweise 30 μs betragen.
Nachstehend ist die Erfindung anhand der Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Darin zeigen:
Figur 1 ein Diagramm, das die Veränderung der Farbdichte eines reversiblen wärmeempfindlichen Aufzeichnungsmaterials zur Verwendung bei dem erfindungsgemäßen Verfahren in Abhängigkeit von der Temperatur darstellt;
Figur 2 schematisch einen Thermodrucker zum reversiblen Drucken von Berechtigungskarten;
Figur 3 ein Blockdiagramm zur Ansteuerung des Thermodruckkopfes; und
Figuren 4 und 5 jeweils ein Diagramm zur Erläuterung der ersten bzw. zweiten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens .
Gemäß Figur 1 liegt das reversible Thermoaufzeichnungsmateri- al bei TO in einem transparenten und/oder farblosen Zustand, also mit geringer Farbdichte vor. TO kann dabei Raumtemperatur sein oder darunter liegen oder eine Vorheiztemperatur darstellen. Durch Erwärmung von TO auf Tl (z.B. 160°C) nimmt die Farbdichte entsprechend der gestrichelten Linie zu, insbesondere nachdem der Schmelzpunkt TM des reversiblen Thermo- farbstoffs überschritten worden ist. Während der farbige und/oder opake Zustand erhalten bleibt, wenn gemäß der ausgezogenen Linie von Tl rasch abgekühlt wird, wird der farblose und/oder transparente Zustand wieder eingenommen, wenn das Thermoaufzeichnungsmaterial von der Temperatur Tl entspre- chend der gestrichelten Linie langsam abgekühlt wird, oder wenn es konstant auf die Löschtemperatur T2 erwärmt wird.
Gemäß Figur 2 weist ein Thermodrucker 1 zwischen zwei Trans- portwalzenpaaren 3, 4 einen Thermodruckkopf 2 auf. Die Berechtigungskarten 5 werden gemäß dem Pfeil 6 zugeführt, mit den Transportwalzen 3, 4 schrittweise zur Bearbeitung entlang dem Thermodruckkopf 2 bewegt und über den Ausgabeschlitz 7 ausgegeben.
Der Druckkopf 2 weist an seiner der Karte 5 zugewandten Kante einzeln ansteuerbare Widerstandsheizelemente 8 auf, die auf der Karte 5 eine quer zur Transportrichtung 6 verlaufende Reihe bilden. Die Heizelemente 8 werden zwischen zwei aufeinanderfolgenden Transportschritten angesteuert und dadurch erwärmt. Gleichzeitig wird die Gegendruckwalze 9 gegen die Karte 5 gedrückt. Damit wird erfindungsgemäß zunächst allen Heizelementen 8 ein Energiepuls zugeführt, durch den das Auf- zeichnungs aterial entlang der Zeile einen farbigen/opaken Zustand einnimmt. Unmittelbar danach werden die Heizelemente 8 an den Punkten des Aufzeichnungsmaterials bzw. der Karte 5, an denen eine Löschung erfolgen soll, mit einem Energiepulszug angesteuert.
Gemäß Figur 3 empfängt beispielsweise ein Schieberegister 10 Daten 11 von einer nicht dargestellten Datenquelle die auf der Karte 5 darzustellende Information. Ein Diskriminator 12 unterscheidet, ob für die InformationsaufZeichnung ein farbiger/opaker Punkt oder ein farbloser/transparenter Punkt auf der Karte bei dem jeweiligen Transportschritt durch das betreffende Heizelement 8 gebildet werden soll. Der Bearbeitungsabschnitt 13 legt die Daten fest, um den Aufzeichnungsenergiepuls und den Löschenergiepulszug zu generieren. Die Pulsdaten werden vom Dekoder 14 zu einem Gesamtimpulszug zum Ansteuern der Heizelemente 8 zum Bearbeiten der betreffenden Zeile der Karte 5 dekodiert und dieser Gesamtpulszug dem Treiber 15 aufgegeben.
In Figur 4 ist für die erste Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens mit (a) der Pulszug dargestellt, mit dem die Heizelemente 8 angesteuert werden und mit (b) die Temperatur des Thermoaufzeichnungsmaterials beim Empfang des Pulszuges.
Danach werden alle Heizelemente 8 zum Vorerwärmen oder zum Halten einer Temperatur TO von beispielsweise 60°C mit einem Impulszug P angesteuert, der eine Periodendauer von z.B. 30 μs und eine Pulsdauer je Periode von z.B. 2 bis 0,3 μs aufweist, je nachdem, wie groß die Differenz zwischen der von dem nicht dargestellten Temperatursensor gemessenen Temperatur gegenüber der vorgegebenen Vorerwärmungstemperatur TO ist.
Zum Bearbeiten einer Zeile werden alle Heizelemente 8 bei tl mit einem Aufzeichnungsimpuls W von z.B. 1 bis 2 ms beaufschlagt, wodurch die Temperatur des Thermoaufzeichnungsmaterials 8 am Ende des Aufzeichnungspulses bei t2 auf die Temperatur Tl von z.B. 160°C steigt, also eine Temperatur oberhalb der Temperatur, bei der das reversible wärmeempfindliche Auf- zeichnungsmaterial einen farbigen und/oder opaken Zustand einnimmt .
Die Heizelemente 8 an den Punkten der Zeile, die gelöscht werden sollen, werden unmittelbar nach dem Puls W mit dem Pulszug El angesteuert. Er besteht beispielsweise aus Einzelpulsen mit einer Periodendauer von 30 μs, wobei die Pulsdauer z.B. 10 μs und die Pausendauer beispielsweise 20 μs je Periode betragen kann.
Während ohne den Pulszug El die Temperatur des betreffenden Heizelementes 8 entsprechend der Kurve F von Tl exponentiell, also rasch abnimmt, erfolgt bei Beaufschlagung mit dem Pulszug El eine eher lineare, langsamere Abkühlung entsprechend der gestrichelten sägezahnförmigen Kurve S auf die Vorheizoder Ausgangstemperatur TO.
In Fig. 4 stellt Ll den Zeitraum für das Bearbeiten, also Drucken und Löschen der 1. Zeile und L2 für das Bearbeiten der 2. Zeile dar.
Während nach dem Diagramm gemäß Figur 1 durch die rasche Abkühlung gemäß der Kurve F der farbige/opake Zustand erhalten bleibt, erfolgt durch die langsamere, gleichmäßigere Abkühlung nach der Kurve S ein Löschen des jeweiligen farbigen/opaken Punktes.
Die Ausführungsform nach Figur 5 unterscheidet sich von der nach Figur 4 im wesentlichen dadurch, dass unmittelbar nach dem Puls F die Heizelemente 8 an den Punkten der Zeile, an denen gelöscht werden soll, mit dem Impulszug E2 beaufschlagt werden, durch den die Temperatur des betreffenden Heizelements 8 entsprechend der Kurve C auf eine Temperatur T2 angehoben wird, die unterhalb der Temperatur Tl nach dem Diagramm der Figur 1 liegt. Dabei stellen in Figur 5 (a) den Pulszug dar, der den Heizelementen zum Aufzeichnen zugeführt wird, und (c) den Pulszug, mit dem die Heizelemente zum Löschen angesteuert werden, während (b) und (d) das Temperatur/Zeit- Diagramm bei Empfang des Pulszuges (a) bzw. (c) darstellen.

Claims

Ansprüche
Verfahren zur Steuerung der Heizelemente eines Thermodruckkopfes zum Aufzeichnen und Löschen von Daten auf einem reversibel beschreibbaren Thermoaufzeichnungsmaterial, dadurch gekennzeichnet, dass den Heizelementen zum Aufzeichnen ein Energiepuls zugeführt wird, durch den das Aufzeichnungsmaterial auf eine Temperatur (Tl) erwärmt wird, bei der es einen farbigen bzw. opaken Zustand einnimmt, und die Heizelemente zum Löschen im Anschluß an den Aufzeichnungspuls mit einem Energiepulszug beaufschlagt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass den Heizelementen zum Löschen im Anschluß an den Aufzeichnungspuls ein Pulszug zugeführt wird, der die Abkühlung der Heizelemente derart verzögert, dass das Auf- zeichnungsmaterial einen farblosen bzw. transparenten Zustand einnimmt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass den Heizelementen zum Löschen im Anschluß an den Auf- zeichnungspuls ein Pulszug zugeführt wird, durch den sie auf eine zweite Temperatur (T2) erwärmt werden, bei der das Thermoaufzeichnungsmaterial einen farblosen bzw. transparenten Zustand einnimmt, wobei die zweite Temperatur (T2) unter der ersten Temperatur (Tl) liegt, bei der das Thermoaufzeichnungsmaterial den farbigen bzw. opaken Zustand einnimmt.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich durch den Pulszug die zweite Temperatur (T2) wenigstens 1 ms lang einstellt. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizelemente zum Aufzeichnen und Löschen durch einen Energiepulszug auf eine vorgegebene Temperatur (TO) vorerwärmt werden.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Pulszug zum Löschen und/oder zum Vorerwärmen aus Pulsen gleicher Periodendauer besteht.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Periodendauer der Einzelpulse des Pulszuges höchstens 100 μs beträgt.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Puls /Pausen-Verhältnis des Pulszuges zum Löschen je Periode höchstens 1:1 beträgt.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Puls/Pausen-Verhältnis des Pulszuges zum Vorerwärmen pro Periode mit zunehmender Temperatur des Thermodruckkopfes herabgesetzt wird.
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