VERFAHREN ZUR ERSTELLUNG VON STEUERDATEN ZUM MEHRFARBIGEN THERMODIREKTDRUCK

Abstract

 Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erstellung von Steuerdaten zum Betrieb eines Thermodirekt-Druckers zum Bedrucken von Thermodirektdruck-Papier, wobei beim Druck in dem Thermodirektdruck-Papier mehrere Farben ausgebildet werden.

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erstellung von Steuerdaten zum mehrfarbigen, insbesondere zweifarbigen Thermodirektdruck.

[0002] Thermodirektdruck-Papiere, die sich als Reaktion auf unterschiedliche Temperaturen in unterschiedlichen Farben verfärben, sind dem Fachmann bekannt. So ist zum Beispiel das Thermodirektdruck-Papier KLRB 46B der Firma Kanzan ein Papier, das sich bei einer Temperatur von 75° C bis 80° C rot verfärbt und bei einer Temperatur von 95° C bis 105° C schwarz verfärbt.

[0003] Die EP1866161B1 zeigt ebenfalls ein zweifarbiges Thermodirektdruck-Papier bekannt. Die EP1866161B1 zeigt des Weiteren einen Drucker zum Bedrucken eines derartigen Thermodirektdruck-Papiers, der zwei Druckköpfe umfasst, wobei der erste Druckkopf eine Temperatur auf das Thermodirektdruck-Papier appliziert, die eine Verfärbung in der ersten Farbe auslöst und der zweite Druckkopf eine Temperatur auf das Thermodirektdruck-Papier appliziert, die eine Verfärbung in der zweiten Farbe auslöst. Aus der EP3175993B1 ist ein Thermodirektdruck-Papier bekannt, auf dem dreifarbig gedruckt werden kann.

[0004] Thermodirekt-Drucker mit einem Druckkopf, dessen Thermoelemente zwei unterschiedliche Temperaturen erzeugen können, sind dem Fachmann aus der DE60207488T2 und der DE60036515T2 bekannt. So kann auf dem Thermodirektdruck-Papier ein zweifarbiger Druck erzeugt werden. Diese Druckköpfe und deren Ansteuerung sind teuer und komplex.

[0005] Aufgabe der Erfindung ist es, einen kostengünstigeren mehrfarbigen Thermodirektdruck zu ermöglichen.

[0006] Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1, eine Datenverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 14 und einen Thermodirekt-Drucker nach Anspruch 15 gelöst.

[0007] Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Erstellung von Steuerdaten zum Betrieb eines Thermodirekt-Druckers zum Bedrucken von Thermodirektdruck-Papier vorgeschlagen. Das Thermodirektdruck-Papier umfasst mindestens eine thermoreaktive Schicht. Mit der mindestens einen thermoreaktiven Schicht sind mindestens zwei Farben ausbildbar. Beim Zuführen einer ersten Temperatur, das heißt, beim Erwärmen eines Punktes auf dem Thermodirektdruck-Papier auf eine erste Temperatur, wird eine erste Farbe ausgebildet. Beim Zuführen einer zweiten Temperatur wird eine zweite Farbe ausgebildet. Dabei ist die zweite Temperatur höher als die erste Temperatur. Das Thermodirektdruck-Papier wird durch den Thermodirekt-Drucker entlang eines Papierpfades von einer Papieraufnahme zu einer Papierausgabe bewegt. Der Thermodirekt-Drucker umfasst ferner einen Druckkopf, der quer zum Papierpfad nebeneinander angeordnete und elektrisch steuerbare Wärmequellen umfasst. In einer Ausführungsform sind die Wärmequellen elektrische Widerstände, die sich beim Fluss von Strom erwärmen. Die Wärmequellen führen dem Thermodirektdruck-Papier punktuell Wärme zu. Das Verfahren umfasst folgende Schritte:

• Empfangen von Bilddaten eines Originalbildes, das mindestens eine erste Farbe und eine zweite Farbe aufweist. Das ist ein Bild, das vorgegeben wird und das durch den Thermodirekt-Drucker gedruckt werden soll. Dabei ist dem Fachmann klar, dass der Thermodirekt-Drucker eine möglichst genaue Kopie der Originalvorlage herstellen soll, die aber nicht notwendigerweise exakt gleich aussehen muss. Ist das Originalbild als vorbreitete Grafik vorhanden, zum Beispiel in einer Bilddatei, so wird das Originalbild im Verfahren über eine Empfängervorrichtung zum Empfang von Daten empfangen. Das Originalbild kann jedoch auch an einer Datenverarbeitungsvorrichtung erstellt werden, auf der das Verfahren ausgeführt wird. Dann werden über eine Ein-/Ausgabevorrichtung Steuerbefehle von einem Bediener empfangen, die eine Anordnung von Texten, Grafiken, Farben usw. repräsentieren und das Originalbild wird auf diese Weise empfangen.
• Mit einer Steuervorrichtung werden Steuerdaten für einen Thermodirekt-Drucker erstellt. Die Steuerdaten sind zum zweifarbigen Druck eines Druckbilds geeignet. Der zweifarbige Druck des Druckbildes besteht aus der ersten Farbe und aus der zweiten Farbe. Die Steuerdaten umfassen mehrere Druckzeilen. Für jede Druckzeile ist in den Steuerdaten hinterlegt, welche Wärmequellen des Druckkopfes auf die Drucktemperatur erhitzt werden und welche Wärmequellen des Druckkopfes nicht erhitzt werden.

[0008] Das Thermodirektdruck-Papier wird fortlaufend am Druckkopf vorbeigeführt und so eine Zeile nach der anderen bedruckt. Somit sind die Steuerdaten für die Druckzeilen Steuerdaten, die nacheinander an den Druckkopf gesendet werden und die Wärmequellen werden dementsprechend in zeitlichem Abstand immer wieder neu angesteuert und auf die Drucktemperatur erhitzt oder nicht erhitzt.

[0009] In einer Ausführungsform veranlassen die Steuerdaten an den Stellen, an denen auf dem Thermodirektdruck-Papier die zweite Farbe ausgebildet werden soll, die Erhitzung von mehreren aneinandergrenzenden Wärmequellen auf die Drucktemperatur. An den Stellen, an denen auf dem Thermodirektdruck-Papier die erste Farbe ausgebildet werden soll, veranlassen die Steuerdaten von mehreren aneinandergrenzenden Wärmequellen bei einem Anteil die Erhitzung auf die Drucktemperatur und bei dem anderen Anteil der Wärmequellen keine Erhitzung.

[0010] Der Fachmann versteht, dass mehrere aneinandergrenzende Wärmequellen sowohl in Zeilenrichtung als auch in Spaltenrichtung aneinandergrenzende Wärmequellen sein können. In Zeilenrichtung aneinandergrenzende Wärmequellen sind Wärmequellen, die auf dem Druckkopf nebeneinander angeordnet sind. In Spaltenrichtung aneinandergrenzende Wärmequellen ist im Druckkopf immer die gleiche Wärmequelle, die jedoch Zeile für Zeile und somit zeitlich hintereinander angesteuert wird. Auch wenn es sich aus Hardwaresicht nur um eine einzige Wärmequelle handelt, so ist durch den zeilenweisen Vorschub und Druck des Thermodirektdruck-Papiers die Wärmequelle zeitlich nacheinander auf in Spaltenrichtung nebeneinander angeordnete Druckpixel gerichtet.

[0011] In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren zur Erstellung von Steuerdaten die Schritte:

• Identifizieren von Flächen in der ersten Farbe und von Flächen in der zweiten Farbe in den Bilddaten. Dieser Schritt wird von der Steuervorrichtung ausgeführt. In einer Ausführungsform sind die Flächen definiert über die X-Koordinaten und Y-Koordinaten der die Flächen bildenden Punkte.
• Erstellen eines zweidimensionalen Steuermusters, wobei die Flächen der Bilddaten in der zweiten Farbe im Steuermuster mit aktiven Druckpixeln abgebildet werden. In einer Ausführungsform ist die zweite Farbe schwarz und zum Bedrucken des Thermodirektdruck-Papiers in schwarz ist die höhere Temperatur notwendig. Aus diesem Grund sind alle Wärmequellen, an denen sich die Fläche während des Drucks vorbeibewegt auf die Drucktemperatur erhitzt. Dieser Schritt wird von der Steuervorrichtung ausgeführt.
• Erstellen eines zweidimensionalen Steuermusters, wobei die Flächen der Bilddaten in der ersten Farbe im Steuermuster mit einem regelmäßigen Raster aus aktiven und passiven Druckpixeln abgebildet werden. In einer Ausführungsform ist die erste Farbe rot und zum Bedrucken des Thermodirektdruck-Papiers in rot ist die niedrigere Temperatur notwendig. Aus diesem Grund sind von den Wärmequellen, an denen sich die Fläche während des Drucks vorbeibewegt, manche auf die Drucktemperatur erhitzt und andere sind nicht erhitzt. Dieser Schritt wird von der Steuervorrichtung ausgeführt.
• Umwandeln des Steuermusters in Steuerdaten indem aus dem Steuermuster die aktiven und passiven Druckpixel zeilenweise in Steuerdaten für die Wärmequellen umgewandelt werden. Dieser Schritt wird von der Steuervorrichtung ausgeführt. Aktive Druckpixel heißt, dass die entsprechende Wärmequelle auf die Drucktemperatur erhitzt wird. Passive Druckpixel heißt, dass die entsprechende Wärmequelle nicht erhitzt wird.

[0012] Wird das Originalbild über die Ein-/Ausgabevorrichtung eingegeben und umfasst zum Beispiel einen Text in schwarzer Schrift und einen Text in roter Schrift, so ist schon Aufgrund der Eingabe klar, welche Flächen, nämlich die Flächen, die durch den Text bedeckt sind, in welcher Farbe in den Bilddaten vorhanden sind. Ist das Originalbild zum Beispiel eine Grafik, die elektronisch über die Empfangsvorrichtung empfangen wurde, so muss ein Algorithmus der Bilderkennung angewandt werden, um die Flächen in der ersten Farbe und die Flächen in der zweiten Farbe zu identifizieren.

[0013] In einer Ausführungsform ist das regelmäßige Raster ein sich zeilenweise und/oder spaltenweise wiederholendes oder schräg angeordnetes Raster.

[0014] In einer Ausführungsform werden im Steuermuster Flächen der ersten Farbe in den Bilddaten aufgrund ihrer Helligkeit in verschiedenen regelmäßigen Raster abgebildet. Dunkle Flächen in der ersten Farbe umfassen im Steuermuster mehr aktive Druckpixel als helle Flächen in der ersten Farbe. Dies ist der Fall, wenn die zweite Farbe schwarz ist. Durch mehr aktive Druckpixel gibt es einen höheren Anteil schwarzer Pixel im Thermodirekt-Druck und die Fläche aus der ersten Farbe wirkt für das menschliche Auge dunkler.

[0015] In einer Ausführungsform weisen im Steuermuster bei Flächen, die eine bestimmte Helligkeit überschreiten, zumindest Teile der aktiven Druckpixel einen Mindestabstand auf. Der Mindestabstand ist so gewählt, dass es zu einer Überlagerung von der ersten Farbe, der zweiten Farbe und der Papierfarbe auf dem Thermodirektdruck-Papier kommt. In anderen Worten sind die Druckpixel so weit auseinander angeordnet, dass zwischen zwei durch die Druckpixel auf dem Thermodirektpapier bedruckten Bereichen ein unbedruckter Bereich, und somit ein Bereich in der Papierfarbe, insbesondere ein weißer Bereich bleibt. Durch eine geeignete Wahl des Abstands zweier Druckpixel kann so ein weißes Pixel in den Druck aufgenommen werden und die Helligkeit der gedruckten Fläche erhöht sich.

[0016] In einer Ausführungsform sind im Steuermuster zur Aufhellung einer Fläche in der zweiten Farbe mehrere in einem regelmäßigen Raster angeordnete Druckpixel, insbesondere mehrere in einem regelmäßigem Raster angeordnete Gruppen von nebeneinanderliegenden Druckpixel inaktive Druckpixel. Alle anderen Druckpixel in der Fläche sind aktive Druckpixel. Eine Fläche der zweiten Farbe umfasst nur aktive Druckpixel. Durch ein Einfügen von Gruppen von inaktiven Druckpixeln in einem regelmäßigen Raster entstehen weiße Bereiche, die die zweite Farbe aufhellen. Allerdings sind die weißen Bereiche mit einem schmalen Rand der ersten Farbe umrandet. Ist die zweite Farbe schwarz und die erste Farbe rot, so ist mit einem derartigen Steuermuster ein Graustufendruck möglich, wobei der Graustufendruck einen leichten roten Schimmer haben wird.

[0017] In einer Ausführungsform umfasst die Ein-/Ausgabevorrichtung eine Anzeige, auf der ein Graphical User Interface dargestellt ist. Die Ein-/Ausgabevorrichtung ist ausgebildet, Eingaben zur Erstellung eines Etikettenlayouts zu empfangen, wobei die Eingaben Zeichen, Standardgrafiken, Farben, Größen, Ausrichtungen und/oder Positionen umfassen. Die Steuervorrichtung ist ausgebildet, auf der Ein-/Ausgabevorrichtung das Aufgrund der erstellten Steuerdaten resultierende Druckbild darzustellen. In einer Ausführungsform ist die Steuervorrichtung ist ausgebildet, auf der Ein-/Ausgabevorrichtung das Aufgrund der erstellten Steuerdaten resultierende Druckbild dem Originalbild gegenüberzustellen.

[0018] In einer Ausführungsform umfasst die Steuervorrichtung eine Objekterkennungsvorrichtung, die in den Bilddaten von einem über die Ein-/Ausgabevorrichtung oder Empfangsvorrichtung empfangenen Originalbild mindestens einen Barcode erkennt. Die Steuervorrichtung gibt über die Ein-/Ausgabevorrichtung eine Fehlermeldung aus, falls der Barcode nicht die zweite Farbe aufweist und/oder nicht in einer Druckrichtung ausgerichtet ist. Ein Barcode ist dann besonders gut lesbar, wenn er schwarz gedruckt ist und wenn der Druck der Streifen des Barcodes entlang der Druckrichtung erfolgt.

[0019] In einer Ausführungsform führt die Steuervorrichtung für die Bilddaten von einem von der Empfangsvorrichtung empfangenen Originalbild die Schritte aus:

• Ermitteln von Flächen, die eine Farbe und eine Helligkeit aufweisen, wobei die Farben der Fläche mindestens der ersten Farbe, der zweiten Farbe, weiß oder einer Überlagerung davon entsprechen.
• Ermitteln eines Rasters aus aktiven und inaktiven Druckpixeln für die einzelnen Flächen.

[0020] Das hat den Vorteil, dass bei einem Originalbild nach Farbe und Helligkeit gleich aussehende Flächen identifiziert werden. Für diese Flächen werden dann separat eigene Raster von aktiven und inaktiven Druckpixeln ermittelt.

[0021] In einer Ausführungsform führt die Steuervorrichtung für die Bilddaten von einem von der Empfangsvorrichtung empfangenen Originalbild die Schritte aus:

• Rendern der Bilddaten in Punkte von einer Größe von mindestens 9 oder 25 Druckpixeln.
• Bestimmen einer Farbe und einer Helligkeit für jeden Punkt.
• Bestimmen von Steuerdaten für jeden Punkt, wobei aus der Farbe und der Helligkeit jedes Punktes, aktive und inaktive Druckpixel für diesen Punkt abgeleitet werden.

[0022] Ein Verfahren zum Bedrucken des Thermodirektdruck-Papiers mit einem Thermodirekt-Drucker und den Steuerdaten umfasst folgende Schritte:

• Mit einer Transportwalze wird das Thermodirektdruck-Papier zeilenweise entlang einer Druckrichtung bewegt. Dabei passiert das Thermodirektdruck-Papier den Druckkopf. In einer Ausführungsform wird das Thermodirektdruck-Papier fortlaufend, das heißt ohne Halt, bewegt. In einer Ausführungsform wird das Thermodirektdruck-Papier schrittweise bewegt. In einer Ausführungsform ist die Bewegungsgeschwindigkeit, das heißt die Transportgeschwindigkeit des Thermodirektdruck-Papiers zwischen 50 mm/s und 400 mm/s, insbesondere zwischen 100 mm/s und 200 mm/s.
• In jeder Zeile des Thermodirektdruck-Papiers werden ausgewählte Wärmequellen des Druckkopfes aufgrund der Steuerdaten elektrisch aufgeheizt. Es ist natürlich auch möglich, dass Zeilen vorhanden sind, in denen keine Wärmequellen aufgeheizt werden, weil in diesen Zeilen keine gedruckten Pixel vorhanden sind. An den Stellen, an denen das Thermodirektdruck-Papier die zweite Farbe ausbilden soll, werden mehrere aneinandergrenzende Wärmequellen auf eine Drucktemperatur erhitzt. An den Stellen, an denen das Thermodirektdruck-Papier die erste Farbe ausbilden soll, werden von mehreren aneinandergrenzenden Wärmequellen ein Anteil auf die Drucktemperatur erhitzt und der andere Anteil der Wärmequellen wird nicht erhitzt.

[0023] Das zweifarbige Thermodirektdruck-Papier, insbesondere das bereits genannte Papier von Kanzan, verfärbt sich beim Zuführen von Hitze in einem ersten Temperaturbereich von 75° C bis 80° C rot und bei einer Temperatur von 95° C bis 105° C schwarz. Da das Papier unter dem Druckkopf entlanggleitet und die Wärmequellen zum Beispiel mit einer Schutzschicht oder einem Glas abgedeckt sind, und das Papier als Linerless Papier eine Schutzschicht, insbesondere Silikonschicht, über der thermoreaktiven aufweist, müssen die Wärmequellen beim Druck gegebenenfalls leicht höhere Temperaturen als die oben genannten Verfärbungstemperaturen aufweisen. Das Thermodirektdruck-Papier ist dazu vorgesehen, dass zwei diskrete Temperaturen zum zweifarbigen Druck zugeführt werden. Thermodirekt-Druckköpfe, deren Wärmequellen zwei verschiedene Temperaturen erzeugen können, sind jedoch technisch komplex und teilweise unzuverlässig. Das Verfahren hat den Vorteil, dass an den Wärmequellen nur eine diskrete Temperatur, die Drucktemperatur, erzeugt werden muss. Werden mehrere nebeneinanderliegende Pixel auf die Drucktemperatur erhitzt, so überträgt sich die Drucktemperatur und das Thermodirektdruck-Papier unter diesen Pixel erwärmt sich auf den höheren Temperaturbereich, in dem die zweite Farbe ausgebildet wird. Werden aus einer Gruppe von aneinandergrenzenden Wärmequellen, das heißt aus einer Gruppe von nebeneinanderliegenden Pixel, einige auf die Drucktemperatur erhitzt und andere nicht, so bildet sich eine Durchschnittstemperatur, die auf das Thermodirektdruck-Papier übertragen wird, die in den tieferen Temperaturbereich des Thermodirektdruck-Papiers fällt und die erste Farbe ausbildet. Dabei ist zu beobachten, dass die aktiven, das heißt die auf die Drucktemperatur erwärmten Wärmequellen auf dem Thermodirektdruck-Papier Pixel in der zweiten Farbe bilden. In der Umgebung dieser Pixel in der zweiten Fabre bilden sich, da die Temperatur am Thermodirektdruck-Papier in diesen Bereichen etwas absinkt und dem tieferen Temperaturbereich entspricht, Stellen in der ersten Farbe. Dabei macht sich das Verfahren den Effekt zunutze, dass eine punktuelle Wärmequelle eine Wärmeabstrahlung in der direkten Umgebung hat. Durch eine Kombination von aktiven und inaktiven Wärmequellen wird ein Pixelmuster auf dem Thermodirektdruck-Papier erreicht, das wenige Pixel in der zweiten Farbe aufweist und darum herum jeweils Pixel in der ersten Farbe aufweist. Durch die geringe Pixelgröße nimmt das menschliche Auge jedoch nicht die einzelnen Pixel wahr. Vielmehr wirkt der Bereich, in Abhängigkeit des Verhältnisses zwischen aktiven und inaktiven Wärmequellen und deren geometrischer Anordnung, wie eine Fläche in der ersten Farbe.

[0024] Der Fachmann versteht, dass das unbedruckte Thermodirektdruck-Papier meist weiß oder einen weißlichen Farbton aufweist. Dies ist nicht als erste oder zweite Farbe im Sinne der Erfindung zu verstehen.

[0025] In einer Ausführungsform ist die zweite Farbe schwarz. In einer Ausführungsform ist die erste Farbe rot. Der Fachmann versteht, dass mit der ersten Farbe und mit der zweiten Farbe eine Reaktion der thermoreaktiven Schicht gemeint ist. An dem Pixel, an dem Hitze zugeführt wird, verfärbt sich die thermoreaktive Schicht. Durch Kombination verschiedener Pixel der ersten Farbe mit der zweiten Farbe sowie mit der hellen, insbesondere weißen Farbe des unbedruckten Papiers, können Farbeffekte erzielt werden, wie zum Beispiel eine helle rote Fläche oder eine dunkle rote Fläche. Diese bestehen jedoch aus einzelnen roten, weißen und schwarzen Pixeln und sind nicht als separate Farben im Sinne dieser Offenbarung zu anzusehen.

[0026] In einer Ausführungsform ist die Drucktemperatur gleich oder höher als die zweite Temperatur. Die Wärmequelle muss Wärme in der Temperatur des höheren Temperaturbereichs auf das Papier übertragen. Das ist die zweite Temperatur. Durch die Effekte, die durch die Schutzschicht am Druckkopf und die Schutzschicht auf dem Thermodirektdruck-Papier auftreten können, muss die Drucktemperatur gegebenenfalls etwas höher sein als die zweite Temperatur.

[0027] In einer Ausführungsform erfolgt der Schritt des zeilenweisen Bewegens des Thermodirektdruck-Papiers während einer Zeilenzeit von einer Zeile n zu einer nächsten Zeile n+1. In einer Ausführungsform erfolgt die Bewegung des Thermodirektdruck-Papiers fortlaufen, das heißt das Papier wird mit konstanter oder nahezu konstanter Geschwindigkeit am Druckkopf vorbei bewegt. In einer Ausführungsform erfolgt die Bewegung des Thermodirektdruck-Papiers schrittweise, das heißt, das Thermodirektdruck-Papier wird in die nächste Zeile n+1 bewegt und angehalten, bis die Zeilenzeit abgelaufen ist, und dann in die Zeile n+2 weiterbewegt.

[0028] In einer Ausführungsform umfasst beim Druck einer Fläche die Fläche auf dem Thermodirektdruck-Papier mehrere Zeilen und mehrere Spalten. Dabei entsprechen die Zeilen aus Sicht des Druckkopfes einer Zeit, zu der sich diese Zeile unter den Wärmequellen des Druckkopfes befindet. Die Spalten der Fläche entsprechen auf Sicht des Druckkopfes bestimmten Wärmequellen des Druckkopfes. Wird eine Fläche auf dem Thermodirektdruck-Papier in der zweiten Farbe bedruckt, so werden über die Zeiten, die den Zeilen der Fläche entsprechen, alle Wärmequellen, die den Spalten der Zeilen entsprechen, auf die Drucktemperatur erhitzt. So sind alle Wärmequellen, die der Projektion auf die Fläche auf dem Thermodirektdruck-Papier entsprechen, auf die Drucktemperatur erhitzt und die Fläche verfärbt sich in der zweiten Farbe. In anderen Worten werden zum Drucken einer Fläche auf dem Thermodirektdruck-Papier in der zweiten Farbe, wobei die Fläche mehrere Zeilen (n, n+1, n+2) und mehrere Spalten umfasst, während des Drucks der mehreren Zeilen (n, n+1, n+2), alle Wärmequellen, die den mehreren Spalten entsprechen, auf die Drucktemperatur erhitzt.

[0029] Wird hingegen ein Druck der Fläche in der ersten Fabre ausgeführt, so muss ein Anteil, der im vorangegangen Abschnitt genannten Wärmequellen, auf die Drucktemperatur erhitzt werden (aktive Wärmequellen) und ein anderer Anteil wird nicht erhitzt (inaktive Wärmequellen), das heißt, der andere Anteil der Wärmequellen wird nicht elektrisch angesteuert. In anderen Worten werden zum Drucken einer Fläche auf dem Thermodirektdruck-Papier in der ersten Farbe, wobei die Fläche mehrere Zeilen (n, n+1, n+2) und mehrere Spalten umfasst, während des Drucks der mehreren Zeilen (n, n+1, n+2) von den Wärmequellen, die den mehreren Spalten entsprechen, ein Anteil auf die Drucktemperatur erhitzt, so dass die Projektion der Wärmequellen auf die Fläche einem regelmäßigen Raster aus aktiven und inaktiven Wärmequellen entspricht, wobei gleich viel oder mehr inaktive als aktive Wärmequellen vorhanden sind. Wie bereits vorangehend ausgeführt ist ein reiner Druck in der ersten Farbe, das heißt, eine Fläche, die ausschließlich Pixel in der ersten Farbe aufweist, mit dem Verfahren nicht möglich. Jedoch nimmt das menschliche Auge die Fläche in der ersten Farbe wahr, wenn die Pixel der ersten Fabre und die Pixel der zweiten Farbe in einem regelmäßigen Raster angeordnet sind und die Pixel der ersten Farbe überwiegen. Deswegen müssen gleich viel oder mehr inaktive Wärmequellen im Raster auf der Projektion der Fläche vorhanden sein als aktive Wärmequellen.

[0030] In einer Ausführungsform werden zum Drucken einer Fläche auf dem Thermodirektdruck-Papier in einer Farbe, die einer Überlagerung von mindestens zwei von der ersten Farbe, der zweiten Farbe und der Papierfarbe entspricht, wobei die Fläche mehrere Zeilen (n, n+1, n+2) und mehrere Spalten umfasst, während des Drucks der mehreren Zeilen (n, n+1, n+2) die Wärmequellen, die den mehreren Spalten entsprechen, derart auf die Drucktemperatur erhitzt werden, dass die Projektion der Wärmequellen auf die Fläche einem regalmäßigen Raster aus aktiven und inaktiven Wärmequellen entspricht. Die Papierfarbe ist dabei weiß, wobei das Weiß einen leichten rötlich Stich haben kann. Wird das Raster derart angeordnet, dass der Abstand zwischen zwei Wärmequellen, die auf die Drucktemperatur erhitzt werden, einen Mindestabstand in Zeilenrichtung und Spaltenrichtung überschreitet, so erscheint ein weißer Pixel auf der Fläche. So ist es möglich, ein Raster zu gestalten, das eine Überlagerung von Pixeln in der ersten Farbe, in der zweiten Farbe und von weißen Pixeln darstellt. In einer Ausführungsform ist die zweite Farbe schwarz. Farbtöne in der ersten Farbe, insbesondere rot, können in verschiedenen Helligkeitsstufen gedruckt werden. Ein Raster, das mehr aktive Wärmequellen umfasst, führt zum Druck eines dunkleren Farbtons der ersten Farbe auf dem Thermodirektdruck-Papier als ein Raster mit weniger aktiven Wärmequellen. Sind zum Beispiel die erste Farbe rot und die zweite Farbe schwarz, so können durch eine entsprechende Auswahl des Rasters mit weißen und schwarzen Pixeln Rottöne in verschiedenen Helligkeiten erzeugt werden, von einem hellen rot mit großem Weißanteil bis hin zu einem dunklen Rot, das ins Schwarze übergeht. Dass der Druck von roten Pixeln durch das Druckverfahren immer ein schwarzes Pixel in der Mitte bedingt, welches von roten Pixeln umgeben ist, führt dazu, dass es keine reine rote Fläche geben kann und eine vom menschlichen Auge als rote Fläche wahrgenommene Fläche aus einer Mehrzahl von roten Pixeln und einer geringeren Zahl von schwarzen Pixeln und insbesondere auch einer geringeren Zahl von weißen Pixeln besteht.

[0031] In einer Ausführungsform ist das regelmäßige Raster ein sich zeilenweise und/oder spaltenweise wiederholendes oder schräg oder alternierend angeordnetes Raster. Dabei sind mit verschiedenen regelmäßigen Rastern verschiedene Effekte erzielbar und insbesondere verschiedene Helligkeiten der ersten Farbe druckbar. Ein sich wiederholendes Raster über mehrere Pixel in Zeilenrichtung und in Spaltenrichtung ergibt eine kleine Fläche in einer bestimmten Helligkeit der ersten Farbe. Aus vielen kleinen Flächen können verschiedene geometrische Formen zusammengesetzt werden, so dass viele Formen und ein großer Freiheitsgrad für Drucke in der ersten und in der zweiten Farbe entstehten.

[0032] In einer Ausführungsform handelt es sich bei dem Thermodirektdruck-Papier um Linerless Papier. In einer Ausführungsform umfasst das Thermodirektdruck-Papier auf der Oberseite eine Silikonschicht. Linerless Papier ist ein Papier aus einem Endlosstreifen, der kein Trägerband umfasst. Die rückseitige Papierschicht weist ein Haftmaterial, insbesondere eine Klebstoffbeschichtung auf, um vom Endlosstreifen abgetrennte Etiketten auf einen Gegenstand kleben zu können. Damit beim Aufrollen zu einer Endlosrolle die Etikettenbahn nicht an sich selbst klebt, ist die Oberseite des Papiers mit einer Silikonschicht versehen, von der das Haftmaterial lösbar ist. Diese Silikonschicht auf dem Thermodirektdruck-Papier hat bei dem Druck den Vorteil, dass sich die Hitze der Wärmequelle in der Silikonschicht etwas verteilt und nicht nur punktuell unter der Wärmequelle in das Papier eindringt, sondern auch in deren Umgebung. In der Umgebung der Wärmequelle dringt immer noch Hitze in das Papier ein, allerdings mit einer etwas geringeren Temperatur. So ist der Effekt, dass eine Wärmequelle, die auf die Drucktemperatur erwärmt wird einen schwarzen Pixel hervorbringt und darum herum rote Pixel entstehen, bei Linerless Papier besonders ausgeprägt. Dieser Effekt ist neben den Eigenschaften des Silikonmaterials auch dadurch verursacht, dass die Silikonschicht durch ihre Schichtdicke für einen Abstand zwischen Wärmequellen und thermoreaktiver Schicht sorgt. Dieser Abstand führt auch schon zu einer gewissen Ausbreitung der Hitze unter der Wärmequelle.

[0033] In einer Ausführungsform wird eine aktive Wärmequelle während eines Druckintervalls durch die Steuervorrichtung elektrisch gesteuert. Das Druckintervall ist in ein Sättigungsintervall und ein sich daran anschließendes Abkühlintervall aufgeteilt. Das Sättigungsintervalls beginnt mit einer Wartezeit. Die Wärmequelle wird nur in der Zeit nach Ablauf Wartezeit bis zum Ende des Sättigungsintervalls mit Strom versorgt. Die Wartezeit in der Zeile n hängt von dem Status der Wärmequelle in mindestens einer vorangegangenen Zeile n-1 ab. In einer Ausführungsform entspricht das Druckintervall der Zeilenzeit. In einer Ausführungsform ist das Sättigungsintervall für alle Wärmequellen des Druckkopfes gleich groß. In einer Ausführungsform kann die Wartezeit für jede Wärmequelle unterschiedlich gewählt werden und ist abhängig von dem vorangegangenen Zustand dieser Wärmequelle. Wird zum Beispiel eine Wärmequelle in einer vorangegangen Zeile n-1 auf die Drucktemperatur aufgeheizt, so hat sie in der folgenden Zeile noch eine gewisse Restwärme. Soll diese Wärmequelle in dieser Zeile n wieder auf die Drucktemperatur aufgeheizt werden, so ist aufgrund der Restwärme dafür etwas weniger Strom notwendig als bei einer kalten Wärmequelle. Aus diesem Grund wird während einer Wartezeit kein Strom zugeführt. Die Stromzufuhr findet somit nicht über das komplette Sättigungsintervall statt. Diese Steuerung der Wärmequellen kennt der Fachmann unter dem Begriff History Control. In einer Ausführungsform umfasst der Druckkopf einen Temperatursensor auf seiner Oberfläche. In Abhängigkeit der Temperatur des Temperatursensors wird das Sättigungsintervall, das für alle Wärmequellen gleich ist, bestimmt. So wird zum Beispiel in einer sehr kalten Umgebung ein längeres Sättigungsintervall gewählt als in einer warmen Umgebung.

[0034] Erfindungsgemäß wird ein Computerprogramm mit Programmcode-Mitteln vorgeschlagen, um das Verfahren zur Erstellung von Steuerdaten zum Betrieb eines Thermodirekt-Druckers zum Bedrucken von Thermodirektdruck-Papier durchzuführen, wenn das Programm auf einem Computer oder auf einem Computer eines Thermodirekt-Druckers ausgeführt wird.

[0035] Erfindungsgemäß wird ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode-Mitteln, die auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert sind, vorgeschlagen, um das Verfahren zur Erstellung von Steuerdaten zum Betrieb eines Thermodirekt-Druckers zum Bedrucken von Thermodirektdruck-Papier durchzuführen, wenn das Computerprogramm auf einem Computer oder auf einem Computer eines Thermodirekt-Druckers ausgeführt wird.

[0036] Erfindungsgemäß wird eine Datenverarbeitungsvorrichtung mit einer Ein-/Ausgabevorrichtung, einer Steuervorrichtung, insbesondere einer CPU und einer Sende-/Empfangsvorrichtung zum Senden und Empfangen von Daten über ein Netzwerk vorgeschlagen. Die Steuervorrichtung führt ein Verfahren zum Erstellen von Steuerdaten zum Betrieb eines Thermodirekt-Druckers zum Bedrucken von Thermodirektdruck-Papier aus. Die Sende-/Empfangsvorrichtung ist dazu ausgebildet, die Steuerdaten und/oder die Steuermuster über das Netzwerk an einen Thermodirekt-Drucker zu senden.

[0037] Erfindungsgemäß wird ein Thermodirekt-Drucker zum Bedrucken von Thermodirektdruck-Papier vorgeschlagen. Das Thermodirektdruck-Papier umfasst mindestens eine thermoreaktive Schicht. Mit der mindestens einen thermoreaktiven Schicht sind mindestens zwei Farben ausbildbar. Beim Zuführen einer ersten Temperatur wird eine erste Farbe und beim Zuführen einer zweiten Temperatur wird eine zweite Farbe ausgebildet. Die zweite Temperatur ist höher als die erste Temperatur. Der Thermodirekt-Drucker umfasst eine Transportwalze, die das Thermodirektdruck-Papier entlang eines Papierpfades von einer Papieraufnahme zu einer Papierausgabe bewegt. Der Thermodirekt-Drucker umfasst einen Druckkopf, der quer zum Papierpfad nebeneinander angeordnete und elektrisch steuerbare Wärmequellen umfasst. Der Druckkopf führt dem Thermodirektdruck-Papier punktuell Wärme zu. Der Thermodirekt-Drucker umfasst eine Steuervorrichtung, die eine Drehung der Transportwalze steuert und mit der Transportwalze das Thermodirektdruck-Papier entlang des Druckkopfes in Richtung einer Druckrichtung zeilenweise bewegt. Jede Wärmequelle des Druckkopfes ist mit der Steuervorrichtung elektrisch verbunden und auf eine Drucktemperatur erhitzbar. Die Steuervorrichtung führt ein Verfahren zum Erstellen von Steuerdaten zum Betrieb eines Thermodirekt-Druckers zum Bedrucken von Thermodirektdruck-Papier aus. Die Steuervorrichtung steuert die Wärmequellen mit den Steuerdaten an.

[0038] In einer Ausführungsform ist die Steuervorrichtung ausgebildet, in jeder Zeile des Thermodirektdruck-Papiers, ausgewählte Wärmequellen des Druckkopfes auf die Drucktemperatur aufzuheizen. An den Stellen, an denen auf dem Thermodirektdruck-Papier die zweite Farbe ausgebildet werden soll, werden mehrere aneinandergrenzende Wärmequellen auf die Drucktemperatur erhitzt. An den Stellen, an denen auf dem Thermodirektdruck-Papier die erste Farbe ausgebildet werden soll, wird von mehreren aneinandergrenzenden Wärmequellen ein Anteil auf die Drucktemperatur erhitzt und der andere Anteil der Wärmequellen wird nicht erhitzt.

[0039] In einer Ausführungsform handelt es sich bei der Druckleiste um eine Druckleiste auf Basis von Dickfilmtechnologie. Beispiele für Druckleisten auf Basis von Dickfilmtechnologie sind die KD2004-DC91B der Firma Rohm oder die KPW-104-BZR der Firma Kyocera. In einer Ausführungsform handelt es sich bei der Druckleiste um eine Druckleiste auf Basis von Dünnfilmtechnologie.

[0040] In einer Ausführungsform ist die Drucktemperatur gleich oder höher als die zweite Temperatur.

[0041] In einer Ausführungsform ist die Transportwalze eine Druckwalze, die das Thermodirektdruck-Papier gegen den Druckkopf drückt.

[0042] In einer Ausführungsform ist der Thermodirekt-Drucker ein Linerless Drucker und das Thermodirektdruck-Papier ist ein Endlospapier aus Linerless Papier, das auf dessen Oberseite mit einer Silikonschicht versehen ist.

[0043] In einer Ausführungsform steuert die Steuervorrichtung die Transportwalze, so dass die Transportwalze das Thermodirektdruck-Papier während einer Zeilenzeit von einer Zeile n zu einer nächsten Zeile n+1 bewegt, wobei die Bewegung während der Zeilenzeit schrittweise oder fortlaufend erfolgt.

[0044] Einige Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen beispielhaft gezeigt und nachfolgend beschrieben. Es zeigen, jeweils in schematischer Darstellung:

Fig. 1

schematische Darstellung eines Thermodirekt-Druckers,

Fig. 2

schematische Darstellung eines Druckkopfes für einen Thermodirekt-Drucker,

Fig. 3

schematische Darstellung eines Temperaturverlaufs an einer Wärmequelle während eines Druckintervalls und Darstellung des durch die Steuervorrichtung angelegten Stromes an der Wärmequelle,

Fig. 4

schematische Darstellung eines Thermodirektdruck-Papiers für zweifarbigen Druck in einer ersten Ausführungsform,

Fig. 5

schematische Darstellung eines Thermodirektdruck-Papiers für zweifarbigen Druck in einer zweiten Ausführungsform,

Fig. 6-15

verschiedene Steuermuster zum zweifarbigen Thermodirektdruck und zugehörige Druckergebnisse, und

Fig. 16

schematische Darstellung eines Verfahrens zur Erstellung von Steuerdaten zum Betrieb eines Thermodirekt-Druckers.

[0045] Fig. 1 zeigt einen Thermodirekt-Drucker 30 in einer schematischen Darstellung. Der Drucker umfasst einen Papierpfad der von einer Papieraufnahme 46, in der eine Papierrolle 32 gelagert ist über eine Druckwalze 40 und ein Druckkopf 42 zu einer Papierausgabe 44 führt. Das Papier ist in Form eines Endlosstreifens aus Thermodirektdruck-Papier 34 auf eine Papierrolle 32 aufgewickelt. Das Thermodirektdruck-Papier 34 umfasst eine Unterseite, auf der eine Haftschicht aufgebracht ist und eine Oberseite 36, auf der eine Silikonschicht aufgebracht ist. Die Druckwalze 40 dient als Transportwalze für den Endlosstreifen aus Thermodirektdruck-Papier 34. Die Druckwalze drückt das Thermodirektdruck-Papier 34 mit seiner Oberseite 36 gegen den Druckkopf 42. Der Thermodirekt-Drucker 30 umfasst eine Steuervorrichtung 48, die elektrisch mit dem Druckkopf 42 und der Druckwalze 40 verbunden ist. Die Steuervorrichtung 48 steuert die Druckwalze 40, die das Thermodirektdruck-Papier 34 zeilenweise am Druckkopf 42 vorbeibewegt. Die Steuervorrichtung 48 steuert ebenfalls den Druckkopf 42, insbesondere steuert die Steuervorrichtung 48 die Wärmequellen 52 des Druckkopfes 42, so dass sich in der Zeile n, die sich durch den Transport des Thermodirektdruck-Papiers 34 gerade unter dem Druckkopf 42 befindet, der gewünschte Druck ergibt. Durch die aufeinander abgestimmte Steuerung der Druckwalze 40 und des Druckkopfes 42 durch die Steuervorrichtung 48 ergibt sich ein zeilenweiser Druck auf dem Thermodirektdruck-Papier 34. Die Pixel in Spaltenrichtung entsprechen dabei den einzelnen Wärmequellen 52, die Pixel in Zeilenrichtung n, n+1, n+2 entsprechen dabei dem jeweiligen Zeitpunkt t0, tz, 2tz zu dem sich die entsprechende Zeile n, n+1, n+2 unter dem Druckkopf 42 befindet. Die Steuervorrichtung 48 ist dazu ausgelegt, jede einzelne Wärmequelle 52 auf eine Drucktemperatur zur erhitzen oder sie nicht zu erhitzen.

[0046] Die Steuervorrichtung 48 ist ferner mit einer Sende-/Empfangsvorrichtung 49 verbunden. Mit der Sende-/Empfangsvorrichtung 49 ist der Thermodirekt-Drucker 30 über ein Netzwerk mit einer Sende-/Empfangsvorrichtung 76 einer Datenverarbeitungsvorrichtung 70 verbunden. Die Datenverarbeitungsvorrichtung 70 umfasst eine Ein-/Ausgabevorrichtung 72 mit der ein Bediener die Datenverarbeitungsvorrichtung 70 bedienen kann. Der Bediener kann über die Ein-/Ausgabevorrichtung 72 Bilddaten eines Originalbildes, das über den Thermodirekt-Drucker 30 gedruckt werden soll, in die Datenverarbeitungsvorrichtung 70 eingeben. Die Datenverarbeitungsvorrichtung 70 umfasst eine Steuervorrichtung 74, die zur Erstellung von Steuerdaten ausgelegt ist. Die Steuerdaten sind Daten zum Steuern des Thermodirekt-Druckers 30. Die Steuerdaten werden von der Datenverarbeitungsvorrichtung 70 über die Sende-/Empfangsvorrichtung 76 an den Thermodirekt-Drucker geschickt. In einer Ausführungsform ist die Datenverarbeitungsvorrichtung 70 in den Thermodirekt-Drucker 30 integriert.

[0047] Fig. 2 zeigt einen Druckkopf 42 in einer Ansicht von unten. An dieser Seite wird das Thermodirekt-Papier 34 entlang einer Druckrichtung 60 durch die Druckwalze 40 am Druckkopf 42 zeilenweise vorbeibewegt. Der Druckkopf 42 umfasst ein Druckfeld 56 mit einer Vielzahl von nebeneinander angebrachten Wärmequellen 52. Die Wärmequellen geben punktuell Wärme ab. Zwischen den Wärmequellen 52 ist ein Abstand 54. Der Abstand 54 zwischen den Wärmequellen 52 ist zur Veranschaulichung in Fig. 2 relativ breit dargestellt. In der Praxis ist der Abstand 54 zwischen zwei nebeneinanderliegenden Wärmequellen 52 sehr schmal. Es soll in Fig. 2 lediglich angedeutet sein, dass jede Wärmequelle 52 unabhängig von den benachbarten Wärmequellen 52 angebracht ist und separat durch die Steuervorrichtung ansteuerbar ist. Die Breite des Druckfeldes 56 entspricht mindestens der maximal bedruckbaren Papierbreite. Das Druckfeld 56 ist mit einer vorzugsweise gut wärmeleitenden Abdeckung abgedeckt, um die Wärmequellen 52 vor mechanischer Beschädigung zu schützen. Die Wärmequellen 52 sind insbesondere Heizwiderstände. Der Druckkopf 42 umfasst einen Temperatursensor 58, der die Temperatur 58 an der Druckkopfoberseite misst und als Parameter an die Steuervorrichtung 48 weitergibt.

[0048] Typische Werte für die Thermodirekt-Papierbreite sind 60 mm, 80 mm oder 120mm. Eine Typische Auflösung von Linerless Thermodirektdruck-Papier des Anmelders ist 200 dpi, insbesondere 300 dpi. Eine typische Druckgeschwindigkeit, das heißt, eine typische Transportgeschwindigkeit, mit der das Papier unter dem Druckkopf entlangbewegt wird, ist 100 mm/s bis 400 mm/s, insbesondere 120 mm/s, 150 mm/s oder 250 mm/s.

[0049] Um eine Auflösung von 200 dpi zu erreichen sind ca. 8 dots (∼Pixel) pro mm vorzusehen, das heißt 8 Wärmequellen 52 pro mm. Um eine Auflösung von 300 dpi zu erreichen sind ca. 12 dots (∼Pixel) pro mm vorzusehen, das heißt 12 Wärmequellen 52 pro mm. Bei einer Papierbreite von 80 mm umfasst der Druckkopf mindestens 960 Wärmequellen 52.

[0050] Bei einer Auflösung von 300 dpi sind 12 dots/mm, das heißt 12 Zeilen/mm in Transportrichtung notwendig. Bei einer typischen Transportgeschwindigkeit, das heißt Druckgeschwindigkeit, von 150 mm/s muss die Druckwalze 1800 Zeilen/s, das heißt 1800 Schritte pro Sekunde machen.

[0051] Fig. 3 zeigt ein schematisches Diagramm für die Ansteuerung einer Wärmequelle 52 durch die Steuervorrichtung 48 (unterer Teil) und die dazugehörige Wärmeentwicklung an der Wärmequelle 52 (oberer Teil). Es ist ein Druckintervall ti dargestellt. Während eines Druckintervalls ti wird eine Zeile n des Thermodirektdruck-Papiers bedruckt. Das Druckintervall ti ist typischerweise mindestens 300 µs lang. In jedem Fall darf das Druckintervall ti nicht länger sein als eine Zeilenzeit tz und ist insbesondere gleich lang wie eine Zeilenzeit tz. Zu Beginn des Druckintervalls ist das Thermodirektdruck-Papier 34 durch die Druckwalze 40 von der Zeile n-1 in die Zeile n bewegt worden. Im Fall eines schrittweisen Transports des Thermodirektdruck-Papiers 34 steht das Thermodirektdruck-Papier 34 zu Beginn des Druckintervalls auf der Zeile n. Das Druckintervall besteht aus einem Sättigungsintervall ts, während dessen die Wärmequelle 52 von der Steuervorrichtung 48 mit Strom versorgt wird. Des Weiteren besteht das Druckintervall ti aus einem sich an das Sättigungsintervall ts anschließende Abkühlintervall ta. Ist das Druckintervall ti kürzer als die Zeilenzeit tz, so wird das Thermodirektdruck-Papier 34 im Anschluss an das Druckintervall ti und bis zum Ende der Zeilenzeit tz in die nächste Zeile n+1 transportiert. Ist das Druckintervall ti gleich lang wie die Zeilenzeit tz, so wird das Thermodirektdruck-Papier 34 im späten Teil des Abkühlintervalls ta und bis zum Ende der Zeilenzeit tz/des Druckintervalls ti in die nächste Zeile n+1 transportiert.

[0052] Je nachdem, ob die Wärmequelle in der vorangegangene Zeile n-1 oder in den vorangegangen Zeilen n-1, n-2, n-3 bestromt war oder nicht, beginnt das Sättigungsintervall mit einer Wartezeit tw, tw', tw". Mit Ablauf der Wartezeit tw, tw', tw" wird durch die Steuervorrichtung 48 ein Strom an der Wärmequelle 52 angelegt. Die Wärmequelle 52 beginnt sich bis zur Drucktemperatur TD zu erwärmen und hält die Drucktemperatur TD bis zum Ende des Sättigungsintervall ts. Dabei ist das Sättigungsintervall ts für alle Wärmequellen 52 des Druckkopfes gleich lang, wobei die Wartezeit tw, tw', tw" für jede Wärmequelle 52 des Druckkopfs aufgrund der vorangegangen Zeilen n-1, n-2, n-3 separat berechnet wird (History-Control). Im Abkühlintervall ta wird durch die Steuervorrichtung 48 kein Strom an der Wärmequelle 52 angelegt und die Temperatur an der Wärmequelle 52 fällt in dieser Zeit auf ihren Anfangswert. Aufgrund der durch den Temperatursensor 58 am Druckkopf bestimmten Druckkopftemperatur bestimmt die Steuervorrichtung 48 die Länge des Sättigungsintervalls ts.

[0053] Für den zweifarbigen Thermodirekt-Druck nach dem Verfahren wird eine Wärmequelle immer auf die Drucktemperatur erwärmt. Das Verfahren umfasst keine erste Temperatur für den Druck der ersten Farbe und keine zweite Temperatur für den Druck der zweiten Farben. In einer Zeile werden die aktiven Wärmequellen 52 in jedem Fall auf die Drucktemperatur TD aufgeheizt. Die anderen Wärmequellen 52 sind inaktive Wärmequellen 52 und werden nicht aufgeheizt.

[0054] Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung eines Thermodirektdruck-Papiers 34 für zweifarbigen Druck in einer ersten Ausführungsform. Es ist ein Querschnitt des Thermodirektdruck-Papiers 34 dargestellt. Das Thermodirektdruck-Papier umfasst eine Papierschicht 12. Auf der Unterseite der Papierschicht 12 ist eine Haftschicht 14, das heißt eine Kleberschicht aufgebracht. Oberhalb der Papierschicht 12 ist eine erste thermoreaktive Schicht 22 aufgebracht, die bei Zuführung von Hitze eine erste Farbe, insbesondere rot, ausbildet. Die erste thermoreaktive Schicht 22 verfärbt sich bei einer Temperatur von 70° C bis 85° C, insbesondere 75° C bis 80° C rot. Auf der ersten thermoreaktiven Schicht 22 ist eine zweite thermoreaktive Schicht 20 aufgebracht, die bei Zuführung von Hitze eine zweite Farbe, insbesondere schwarz, ausbildet. Die zweite thermoreaktive Schicht 20 verfärbt sich bei einer Temperatur von 90° C bis 110° C, insbesondere 95° C bis 105° C schwarz. Oberhalb der zweiten thermoreaktiven Schicht 20 ist eine Silikonschicht 16 aufgebracht, die das Anhaften der Haftschicht 14 verhindert und ein Lösen der Haftschicht 14 ermöglicht, wenn ein Endlosstreifen des Thermodirektdruck-Papiers 34 zu einer Rolle aufgerollt wird.

[0055] Sowohl die erste thermoreaktive Schicht 22 wie auch die zweite thermoreaktive Schicht 20 sind transparent, wenn ihnen keine Hitze zugeführt wurde.

[0056] Wird dem Thermodirektdruck-Papier 34 eine erste Temperatur, insbesondere 75° C bis 80° C, zugeführt, so verfärbt sich die erste thermoreaktive Schicht 22 rot und die zweite thermoreaktive Schicht 20 bleibt transparent. Es entsteht ein roter Druck. Wird dem Thermodirektdruck-Papier 34 eine zweite Temperatur zugeführt, wobei die zweite Temperatur höher ist als die erste Temperatur, insbesondere 95° C bis 105° C, so verfärbt sich die erste thermoreaktive Schicht 22 rot und die zweite thermoreaktive Schicht 20 verfärbt sich schwarz. Die zweite thermoreaktive Schicht 20 deckt die erste thermoreaktive Schicht 22 ab, so dass nur die schwarze Farbe in der zweiten thermoreaktiven Schicht 22 sichtbar ist. Es entsteht ein schwarzer Druck.

[0057] Fig. 5 zeigt eine schematische Darstellung eines Thermodirektdruck-Papiers 34 für zweifarbigen Druck in einer zweiten Ausführungsform. Im Vergleich zu Fig. 4 ist keine separate erste thermoreaktive Schicht und zweite thermoreaktive Schicht vorhanden. Auf der Papierschicht 12 ist eine thermoreaktive Schicht 18 aufgebracht, die sich bei Zuführung einer ersten Temperatur rot verfärbt und bei Zuführung einer zweiten Temperatur schwarz verfärbt.

[0058] Fig. 6 bis 15 zeigen verschiedene Steuermuster zur Ansteuerung der Wärmequellen des Druckkopfes 42 (im Querformat jeweils rechte Grafik) und das daraus resultierende Druckbild auf dem Thermodirektdruck-Papier 34 (im Querformat jeweils linke Grafik). Die Steuermuster bilden regelmäßige Raster. Aus den Steuermustern werden die Steuerdaten für den Thermodirekt-Drucker abgeleitet. Der Druckkopf wird mit den Steuerdaten, die sich aus einer Zeile t0, tz, 2*tz des Steuermusters ergeben, zu den Zeitpunkten angesteuert, zu dem die korrespondierende Zeile n, n+1, n+2 des Thermodirektdruck-Papiers sich unter dem Druckkopf befindet. Dabei zeigen die Zeichnungen des Druckkopfes 42 jeweils 14 nebeneinander liegende Wärmequellen 52, die von der Steuervorrichtung 48 unabhängig voneinander, regelmäßig und in Abhängigkeit der Zeilenzeit angesteuert werden. Eine 1 bedeutet dabei eine aktive Wärmequelle, das heißt, die Wärmequelle 52 hat einen Strom- und Temperaturverlauf wie er in Fig. 3 schematisch gezeigt ist. Eine 0 kennzeichnet eine inaktive Wärmequelle 52, das heißt, es findet bei dieser Wärmequelle keine Heizleistung statt. Das gedruckte Abbild auf dem Thermodirektdruck-Papier 34 ist schematisch dargestellt. Eine schwarze Fläche in den Zeichnungen kennzeichnet dabei ein schwarzes Pixel. Eine schraffierte Fläche in den Zeichnungen kennzeichnet dabei ein rotes Pixel. Eine weiße Fläche kennzeichnet dabei einen unbedruckten, also weißen Bereich auf dem Thermodirektdruck-Papier 34.

[0059] Fig. 6 bis 12 zeigen 14 aufeinander folgende Zeilen n, n+1, ..., n+13, die zu den Zeitpunkten t=0, tz, 2*tz, ..., 13*tz gedruckt werden, wobei die Zeitpunkte jeweils die Anfangszeitpunkte des Druckintervalls ti angeben. Es sind jeweils regelmäßige Raster dargestellt, die aus einer größeren Fläche herausgegriffen sind. Es handelt sich somit um eine Zoom-Ansicht einer gleichfarbig wirkenden Fläche. Wie vorher dargestellt ist für eine Auflösung von 300 dpi ein Druck mit circa 12 dots/mm notwendig. Das heißt, die in Fig. 6 bis 12 dargestellten Felder haben eine Größe von circa 1,16 mm * 1,16 mm (∼1,36 mm²₎.

[0060] Fig. 6 zeigt ein Steuermuster mit einem hohen Anteil schwarzer Punkte. Es sind 75% der Wärmequellen aktiv. Das heißt, nur 25% der Wärmequellen sind inaktiv. An den aktiven Wärmequellen bildet sich eine schwarze Farbe aus, die mit der roten Farbe, die sich an den inaktiven Wärmequellen ausbildet, überlagert wird. Die gezeigte Fläche hat durch die Überlagerung der schwarzen und der roten Farbe einen dunklen Rotton. Das menschliche Auge erkennt die einzelnen Pixel nicht, sondern lediglich eine Fläche, die diesen Rotton ausbildet. Fig. 7 bis 12 zeigen jeweils Flächen, die mit verschiedenen Anteilen aus schwarzen Pixeln, roten Pixeln und weißen Pixeln unterschiedliche Rottöne bilden. Dabei werden jeweils einzelne Wärmequellen in einer Zeile durch die Steuervorrichtung aktiviert. Unter diesen Wärmequellen wird ein schwarzes Pixeln ausgebildet, in dessen Umgebung werden rote Pixel ausgebildet und in weiterem Abstand findet keine Verfärbung des weißen Thermodirektdruck-Papiers statt. Mit verschiedenen Rastern können so verschiedene Farbeffekte erreicht werden. Für das menschliche Auge entstehen Rottöne unterschiedlicher Helligkeit.

[0061] Fig. 13 bis 15 zeigen keine quadratischen Druckbereiche, sondern sind um eine bzw. zwei Zeilen verlängert, um die Darstellung vervollständigen zu können. Dabei sind keine regelmäßigen Raster herausgegriffen, die über die Ränder der dargestellten Zeichnungen gedanklich verlängert werden können. Vielmehr sind abgeschlossene Formen dargestellt.

[0062] Fig. 13 zeigt einen quadratischen schwarzen Punkt aus 4x4 Pixeln (0,3 mm * 0,3 mm bei 300 dpi). Bei einer hohen Druckgeschwindigkeit wird das Thermodirektdruck-Papier durch die Druckwalze schnell unter dem Druckkopf bewegt. Das in Fig. 3 gezeigte Abkühlintervall ta ist nicht groß genug, dass die Wärmequellen zum Zeitpunkt (6*tz, 7*tz ∼ Zeilen n+6, n+7) schon genügend abgekühlt sind. Deswegen läuft die rote Farbe etwas nach und es werden nach dem Druck der schwarzen Pixel in Transportrichtung nicht nur die Pixel der nächsten Zeile sondern auch die Pixel der übernächsten Zeile rot gefärbt. Der gleiche Effekt tritt in Fig. 14 auf.

[0063] Fig. 14 zeigt einen Ausschnitt eines Barcodes bestehend aus zwei Balken, der in schwarzer Farbe gedruckt ist. Dabei sind die schwarzen Balken unterschiedlich lang. Es handelt sich somit um den unteren linken Rand eines Barcodes. Am Rand des Barcodes sind etwas längere Balken als in dessen Mitte, da in der Mitte des Barcodes die dem Barcode entsprechende Nummer abgedruckt ist. Aufgrund der Reaktion des Thermodirektdruck-Papiers ist es vorteilhaft, die Balken eines Barcodes der Länge nach in Transportrichtung zu positionieren. Der rote Auslaufeffekt auf dem gedruckten Papier ist somit am Ende der Balken und nicht quer über den Barcode verteilt. Dadurch ist der Barcode leichter einzuscannen.

[0064] Fig. 15 zeigt schematisch den Druck einer Zahl in schwarzer Farbe. Die Zahl umfasst sehr wenige Pixel und würde in der Realität mit deutlich mehr schwarzen Pixel gedruckt werden. Der Rotanteil ist dann in der Realität verschwindend gering, so dass er die schwarz gedruckte Zahl nur mit einem sehr dünnen roten Rand umgibt, der für das menschliche Auge kaum sichtbar ist.

[0065] Die Zeichnungen dienen ausschließlich der schematischen Darstellung zur Illustration der Erfindung. Um einzelne geometrische Strukturen in einer echten Größe für einen Druck abzubilden müssen deutlich mehr Pixel verwendet werden, die jedoch aus Gründen der Übersichtlichkeit hier nicht gezeigt werden können. Wenn in der Realität mehr Pixel für einen Druck eines Zeichens verwendet werden, dann ist der rote Anteilfür ein schwarzes Zeichen deutlich geringer als zum Beispiel in Fig. 14 und 15 dargestellt und deswegen nicht störend.

[0066] Fig. 16 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrens zum Erstellen von Steuerdaten für einen Thermodirekt-Drucker. In Schritt 100 empfängt die Steuervorrichtung 74 der Datenverarbeitungsvorrichtung 70 eine Eingabe eines Bedieners. Der Bediener gibt Bilddaten eines Originalbildes vor, zum Beispiel indem er über die Ein-/Ausgabevorrichtung 72 einen entsprechenden Entwurf macht. Im Schritt 102 identifiziert die Steuervorrichtung 74 Flächen in den Bilddaten, die schwarz sind, und Flächen, die rot sind. In Schritt 104 werden Steuermuster, in denen alle Druckpixel aktive Druckpixel sind, für die schwarzen Flächen erstellt. In Schritt 106 wird die Helligkeit der roten Flächen bestimmt. In Schritt 108 wird für die rote Flächen mit einer ersten Helligkeit ein Raster festgelegt, um die roten Flächen mit der ersten Helligkeit in der entsprechenden Helligkeit zu drucken. Aus dem Raster wird das Steuermuster für diese Flächen mit den entsprechenden aktiven Druckpixeln abgeleitet. In Schritt 110 wird für die rote Flächen mit einer zweiten Helligkeit ein Raster festgelegt, um die roten Flächen mit der zweiten Helligkeit in der entsprechenden Helligkeit zu drucken. Aus dem Raster wird das Steuermuster für diese Flächen mit den entsprechenden aktiven Druckpixeln abgeleitet. Für alle weiteren roten Flächen mit einer anderen Helligkeit werden Schritte analog zu den Schritten 108, 110 ausgeführt. In Schritt 112 werden die Steuermuster der einzelnen Flächen miteinander verbunden und ein Steuermuster für den Druck festgelegt. In Schritt 114 wird mit der Ein-/Ausgabevorrichtung dem Bediener das resultierende Druckbild zur Freigabe gezeigt. Gibt der Bediener das Druckbild frei, so werden in Schritt 116 aus den Steuermustern die Steuerdaten für den Thermodirekt-Drucker abgeleitet, das heißt, die Daten zur Ansteuerung des Druckkopfs für jede Zeile n, n+1, n+2 werden bestimmt. In Schritt 118 werden die Steuerdaten über die Sende-/Empfangsvorrichtung 76 von der Datenverarbeitungsvorrichtung 70 an den Thermodirekt-Drucker 30 geschickt.

[0067] Die Funktionen verschiedener in den Zeichnungen gezeigter Elemente, inklusive der Funktionsblöcke, können durch dezidierte Hardware oder durch generische Hardware, die in der Lage ist Software auszuführen, im Zusammenhang mit der entsprechenden Software, realisiert werden. Falls die Funktionen mittels eines Prozessors zur Verfügung gestellt werden, können sie durch einen einzigen dezidierten Prozessor, einen einzigen geteilten Prozessor oder mehrere generische Prozessoren, die wiederum geteilt sein können, zur Verfügung gestellt werden. Die Funktionen können, ohne Einschränkung, durch einen digital signal processor (DSP), Netzwerk Prozessor, application specific integrated circuit (ASIC), field programmable gate array (FPGA), read only memory (ROM) mit gespeicherter Software, random access memory (RAM), und nichtflüchtige Speicher zur Verfügung gestellt werden.

Ansprüche

1. Verfahren zur Erstellung von Steuerdaten zum Betrieb eines Thermodirekt-Druckers zum Bedrucken von Thermodirektdruck-Papier, wobei das Thermodirektdruck-Papier mindestens eine thermoreaktive Schicht umfasst, wobei in der mindestens einen thermoreaktiven Schicht mindestens zwei Farben ausbildbar sind, wobei die thermoreaktive Schicht beim Zuführen einer ersten Temperatur eine erste Farbe ausbildet, und beim Zuführen einer zweiten Temperatur eine zweite Farbe ausbildet, wobei die zweite Temperatur höher ist als die erste Temperatur, wobei der Thermodirekt-Drucker entlang eines Papierpfades von einer Papieraufnahme zu einer Papierausgabe einen Druckkopf umfasst, der quer zum Papierpfad nebeneinander angeordnete und elektrisch steuerbare Wärmequellen umfasst, die punktuell Wärme dem an dem Druckkopf entlang bewegbaren Thermodirektdruck-Papier zuführen, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst:

- empfangen, über eine Ein-/Ausgabevorrichtung oder Empfangsvorrichtung, von Bilddaten eines Originalbildes, das mindestens eine erste Farbe und eine zweite Farbe aufweist,

- erstellen, mit einer Steuervorrichtung, von Steuerdaten für einen Thermodirekt-Drucker zum zweifarbigen, aus der ersten Farbe und aus der zweiten Farbe bestehenden, Druck eines Druckbildes, wobei die Steuerdaten mehrere Druckzeilen umfassen und für jede Druckzeile für jede Wärmequelle des Druckkopfes entweder die Erhitzung der Wärmequelle auf eine Drucktemperatur oder keine Erhitzung der Wärmequelle veranlassen.

2. Verfahren zur Erstellung von Steuerdaten nach Anspruch 1, wobei an den Stellen, an denen auf dem Thermodirektdruck-Papier die zweite Farbe ausgebildet werden soll, die Steuerdaten die Erhitzung von mehreren aneinandergrenzenden Wärmequellen auf die Drucktemperatur veranlassen und an den Stellen, an denen auf dem Thermodirektdruck-Papier die erste Farbe ausgebildet werden soll, die Steuerdaten von mehreren aneinandergrenzenden Wärmequellen bei einem Anteil die Erhitzung auf die Drucktemperatur veranlassen und bei dem anderen Anteil der Wärmequellen keine Erhitzung veranlassen.

3. Verfahren zur Erstellung von Steuerdaten nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Verfahren die Schritte umfasst:

- identifizieren in den Bilddaten, mit der Steuervorrichtung, von Flächen in der ersten Farbe und von Flächen in der zweiten Farbe,

- erstellen, mit der Steuervorrichtung, eines zweidimensionalen Steuermusters, wobei die Flächen der Bilddaten in der zweiten Farbe im Steuermuster mit aktiven Druckpixeln abgebildet werden und die Flächen der Bilddaten in der ersten Farbe mit einem regelmäßigen Raster aus aktiven und passiven Druckpixeln abgebildet werden, und

- umwandeln, mit der Steuervorrichtung, des Steuermusters in Steuerdaten indem aus dem Steuermuster die aktiven und passiven Druckpixel zeilenweise in Steuerdaten für die Wärmequellen umgewandelt werden.

4. Verfahren zur Erstellung von Steuerdaten nach Anspruch 3, wobei das regelmäßige Raster ein sich zeilenweise und/oder spaltenweise wiederholendes oder schräg angeordnetes Raster ist.

5. Verfahren zur Erstellung von Steuerdaten nach Anspruch 3 oder 4, wobei im Steuermuster Flächen der ersten Farbe in den Bilddaten aufgrund ihrer Helligkeit in verschiedene regelmäßige Raster abgebildet werden, wobei insbesondere dunkle Flächen in der ersten Farbe im Steuermuster mehr aktive Druckpixel umfassen als helle Flächen in der ersten Farbe.

6. Verfahren zur Erstellung von Steuerdaten nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei im Steuermuster bei Flächen, die eine bestimmte Helligkeit überschreiten, zumindest Teile der aktiven Druckpixel einen Mindestabstand aufweisen, so dass es zu einer Überlagerung von der ersten Farbe, der zweiten Farbe und der Papierfarbe auf dem Thermodirektdruck-Papier kommt.

7. Verfahren zur Erstellung von Steuerdaten nach einem der Ansprüche 3 bis 6, wobei zur Aufhellung einer Fläche in der zweiten Farbe im Steuermuster für die Fläche bestehend aus aktiven Druckpixeln in einem regelmäßigen Raster mehrere, insbesondere mehrere Gruppen von nebeneinanderliegenden Druckpixel inaktive Druckpixel sind.

8. Verfahren zur Erstellung von Steuerdaten nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Ein-/Ausgabevorrichtung ein eine Anzeige umfasst, auf der ein Graphical User Interface dargestellt ist und wobei die Ein-/Ausgabevorrichtung ausgebildet ist, Eingaben zur Erstellung eines Etikettenlayouts zu empfangen, wobei die Eingaben Zeichen, Standardgrafiken, Farben, Größen, Ausrichtungen und/oder Position umfassen, wobei die Steuervorrichtung ausgebildet ist, auf der Ein-/Ausgabevorrichtung das Aufgrund der erstellten Steuerdaten resultierende Druckbild darzustellen, und insbesondere dem Originalbild gegenüberzustellen.

9. Verfahren zur Erstellung von Steuerdaten nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Steuervorrichtung eine Objekterkennungsvorrichtung umfasst, die in den Bilddaten von einem über die Ein-/Ausgabevorrichtung oder Empfangsvorrichtung empfangenen Originalbild mindestens einen Barcode erkennt und eine Fehlermeldung ausgibt, falls der Barcode nicht die zweite Farbe aufweist und/oder nicht in einer Druckrichtung ausgerichtet ist.

10. Verfahren zur Erstellung von Steuerdaten nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Steuervorrichtung für die Bilddaten von einem von der Empfangsvorrichtung empfangenen Originalbild die Schritte ausführt:

- ermitteln von Flächen, die eine Farbe und eine Helligkeit aufweisen, wobei die Farben der Fläche mindestens der ersten Farbe, der zweiten Farbe, weiß oder einer Überlagerung davon entsprechen, und

- ermitteln eines Rasters aus aktiven und inaktiven Druckpixeln für die einzelnen Flächen.

11. Verfahren zur Erstellung von Steuerdaten nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Steuervorrichtung für die Bilddaten von einem von der Empfangsvorrichtung empfangenen Originalbild die Schritte ausführt:

- rendern der Bilddaten in Punkte von einer Größe von mindestens 9 oder 25 Druckpixeln,

- bestimmen einer Farbe und einer Helligkeit für jeden Punkt, und

- bestimmen von Steuerdaten für jeden Punkt, wobei aus der Farbe und der Helligkeit jedes Punktes, aktive und inaktive Druckpixel für diesen Punkt abgeleitet werden.

12. Computerprogramm mit Programmcode-Mitteln, um das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11 durchzuführen, wenn das Programm auf einem Computer oder auf einem Computer eines Thermodirekt-Druckers ausgeführt wird.

13. Computerprogrammprodukt mit Programmcode-Mitteln, die auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert sind, um das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11 durchzuführen, wenn das Computerprogramm auf einem Computer oder auf einem Computer eines Thermodirekt-Druckers ausgeführt wird.

14. Datenverarbeitungsvorrichtung mit einer Ein-/Ausgabevorrichtung, einer Steuervorrichtung, insbesondere einer CPU und einer Sende-/Empfangsvorrichtung zum Senden und Empfangen von Daten über ein Netzwerk, wobei die Steuervorrichtung ein Verfahren zum Erstellen von Steuerdaten zum Betrieb eines Thermodirekt-Druckers zum Bedrucken von Thermodirektdruck-Papier nach einem der Ansprüche 1 bis 11 ausführt und die Sende-/Empfangsvorrichtung dazu ausgebildet ist, die Steuerdaten und/oder die Steuermuster über das Netzwerk an einen Thermodirekt-Drucker zu senden.

15. Thermodirekt-Drucker zum Bedrucken von Thermodirektdruck-Papier, wobei das Thermodirektdruck-Papier mindestens eine thermoreaktive Schicht umfasst, wobei mit der mindestens einen thermoreaktiven Schicht mindestens zwei Farben ausbildbar sind, wobei beim Zuführen einer ersten Temperatur eine erste Farbe und beim Zuführen einer zweiten Temperatur eine zweite Farbe ausgebildet wird, wobei die zweite Temperatur höher ist als die erste Temperatur, und mit einer Transportwalze, die das Thermodirektdruck-Papier entlang eines Papierpfades von einer Papieraufnahme zu einer Papierausgabe bewegt, und mit einem Druckkopf, der quer zum Papierpfad nebeneinander angeordnete und elektrisch steuerbare Wärmequellen umfasst, die dem Thermodirektdruck-Papier punktuell Wärme zuführen, wobei der Thermodirekt-Drucker eine Steuervorrichtung umfasst, die eine Drehung der Transportwalze steuert und mit der Transportwalze das Thermodirektdruck-Papier entlang des Druckkopfes in Richtung einer Druckrichtung zeilenweise bewegt, wobei jede Wärmequelle des Druckkopfes mit der Steuervorrichtung elektrisch verbunden ist und auf eine Drucktemperatur erhitzbar ist, und wobei die Steuervorrichtung ein Verfahren zum Erstellen von Steuerdaten zum Betrieb eines Thermodirekt-Druckers zum Bedrucken von Thermodirektdruck-Papier nach einem der Ansprüche 1 bis 11 ausführt und die Steuervorrichtung die Wärmequellen mit den Steuerdaten ansteuert.

Zeichnung