DE3800113A1 - Thermodruckkassette - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft generell das Drucken und insbesondere ein Thermotransferdrucken, das sich dazu eignet, Zeichen auf ein Werkstück, beispielsweise einen Postgut-Umschlag, zu übertragen.

Das Thermotransferdrucken eines Bildes auf ein Werkstück ist bekannte Technologie. Im allgemeinen verwendet das Thermotransferdrucken einen Thermodruckkopf, der aus einer linearen Reihe von "EIN-AUS"-Heizelementen besteht. Jedes Element kann individuell durch binäres Ansprechen auf ein erzeugtes Biteingangssignal betätigt werden. Gewöhnlich wird ein Steuersignal durch eine Steuervorrichtung, beispielsweise einen programmierbaren Mikrocomputer, erzeugt, in welchem eine Reihe von Byte-Codes dem Thermodruckkopf zugeführt werden, der die einzelnen Heizelemente, abhängig vom Steuersignal, entweder in den "EIN"-oder "AUS"-Zustand schaltet. Ein Thermoband, das auf einer Seite mit wärmeempfindlicher Tinte beschichtet ist, wird zwischen dem Thermodruckkopf und einem vorbeitretenden Werkstück hindurchgeführt. Abhängig von dem Steuerungsmuster der Thermodruckkopfelemente wird eine Reihe von Punkten und Freiräumen auf dem Werkstück erzeugt. Während die Steuerdaten aufeinanderfolgend dem Thermodruckkopf synchron mit dem vorbeigeführtenThermoband und Werkstück übertragen werden, wird dadurch ein Bild auf das Werkstück aufgedruckt.

Das Thermotransferdrucken bietet einen höchst bedeutsamen Vorteil über die Prägestempel-Bildtransferverfahren, da die mit Thermotransferdrucken übertragenen Bilder eine überlegene Auflösungsqualität haben. Jedoch ist die Thermotransfer-Druckqualität abhängig von der Struktur oder Rauhigkeit des Bildtransfer-Oberflächenbereiches des Werkstückes. Die Thermodruck-Transferqualität wird durch die Fähigkeit des Thermodruckes beschränkt, hohen Druckebeanspruchungen unterworfen zu werden. Hohe Druckbeanspruchungen führen zu einer verkürzten Lebensdauer des Thermodruckkopfes. Daher muss der Kontaktdruck zwischen dem Werkstück, dem Thermoband und dem Thermokopf auf einem verhältnismässig niedrigen Wert gehalten werden. Andererseits hat ein Werkstück mit einer rauhen Oberflächenstruktur einen verringerten Oberflächenkontakt mit dem Thermoband, bedingt durch Änderungen in der Gleichmässigkeit des Oberflächenkontaktes durch das Thermoband, verglichen mit der Kontaktgleichmässigkeit bei einer Oberfläche mit glattem Oberflächenbereich.

Infolgedessen muss ein Werkstück mit einer rauhen Oberflächenstruktur einem höheren Druck des Thermodruckkopfes ausgesetzt werden, um zu vermeiden, dass das Bild zu wenig Auflösung und Kontrast besitzt.

Es wäre vorteilhaft, falls rauhe Werkstücke durch Thermotransfer-Druckverfahren in einer Weise bedruckt werden könnten, die die überlegenen Abbildungsfähigkeiten des Thermodruckes bewahren. Ferner sind Thermotransferdrucker programmierbar. Die Programmierfähigkeit der Thermotransfer-Drucksysteme ermöglicht eine Abbildungsflexibilität, die bei üblichen, mit Prägestempel arbeitenden Verfahren nicht erzielbar ist.

Erhebliche Anstrengungen wurden bisher unternommen, um das auf dem Farbabgabeband verbleibende Bild zu entfernen oder zu beseitigen. Diese Versuche wurden gemacht, um eine erneute Verwendung des Farbbändes zu verhindern. Beispiele derartiger Bemühungen werden durch die US-PS 44 07 002, ausgegeben am 27.9.1983 (Inui et al) und die US-PS 45 11 902, ausgegeben am 16.4.1985 (Nagashima) geliefert. Die Nachteile von Verfahren und Vorrichtungen zur Erreichung dieses Ziels liegen darin, dass die Geschwindigkeit verringert wird und dass die Vorrichtung und das Verfahren notwendigerweise komplexer und daher kostspieliger sind.

Aufgrund der Kenntnis dieses Standes der Technik und seiner Nachteile wurde die vorliegende Erfindung ersonnen und nunmehr ausgeführt.

Das erfindungsgemässe Druckverfahren und die zugehörige Vorrichtung können in Verbindung mit einer Postaufgabevorrichtung mit einer in einer Frankiermaschine integrierten Postaufgabevorrichtung, mit einer in der Hand geführten Vorrichtung zur Abgabe von Markierungen unmittelbar auf Pakete und ebene Oberflächen verwendet werden oder in beliebiger anderer, geeigneter Kombination. Gemäss einer Anwendung der Erfindung kann eine elektronische Frankiermaschine derart an einer Postaufgabevorrichtung installiert werden, dass ein Postgutstrom zu einer Druckstation abgegeben wird. Die elektronische Frankiermaschine enthält eine Eingabetastatur, die in Verbindung mit einem Mikrocomputer steht, der seinerseits unter anderem einen Bitdatenstrom zur Abgabe an einen Thermotransfer-Druckkopf erzeugt, der der elektronischen Frankiermaschine zugeordnet ist. Die elektronische Frankiermaschine enthält einen Patronen- bzw. Kassettenaufnahmebereich in der Nachbarschaft der Druckstation, um eine Thermotransferbandkassette aufzunehmen. Die Kassette enthält eine Länge eines Thermotransferbandes einschliesslich einer kaschierten Schicht, die an einer Seite mit thermosensitiver Tinte überzogen ist und die als Tintenabgabeschicht bezeichnet wird. Das Thermotransferband ist an seinem Ende mit einer Vorratsspule verbunden und auf dieser aufgewickelt, die zur Drehung in einer Richtung in der Kassette befestigt ist und von dieser um eine Anzahl von Führungsrollen, eine erste Bandandruckwalze und eine Aufnahmespule abgenommen wird.

Beim Einführen in eine Postaufgabevorrichtung oder einen Strichcodedrucker oder eine andere Thermodruckvorrichtung, die sich zur Aufnahme der Kassette eignet, wird das freie Ende oder Führungsende des sich von der Vorratsspule wegerstreckenden Bandes zwischen die Bandandruckwalze und einem Thermodruckkopf in einer ersten Druckstation zugeführt. Stromabwärts der ersten Druckstation wird das Band zwischen eine weitere Bandandruckwalze und einen Thermodruckkopf in einer zweiten Druckstation zugeführt, in welcher der zweite Druckkopf mit höherem Druck arbeitet. Die Thermodruckköpfe können mittels einer Magnetspule zur Positionseinstellung verstellbar sein, um den Eintritt der Kassette zu erleichtern.

Insbesondere wird das Band in einer Zuführbahn geführt, die sich von der Vorratsspule durch die erste und die zweite Druckstation und erneut durch die erste Station und anschliessend zur Aufnahmespule erstreckt. Die Zuführbahn hat einen ersten Abschnitt, der sich von der Vorratsspule durch die erste Druckstation zur zweiten Druckstation erstreckt, einen zweiten Abschnitt, der sich durch die zweite Druckstation zur ersten Druckstation erstreckt, und einen dritten Abschnitt, der sich durch die erste Druckstation zur Aufnahmespule erstreckt. Die am Rahmen drehbar installierte Bandandruckwalze erfasst das Band im dritten Abschnitt der Zufuhrbahn an der ersten Druckstation derart, dass Tinte vom Band im ersten Abschnitt der Zufuhrbahn in der ersten Druckstation auf das Band im dritten Abschnitt in der Zufuhrbahn ebenfalls in der ersten Druckstation übertragen wird. Der Thermodruckkopf in der zweiten Druckstation erfasst das Band im zweiten Abschnitt der Zufuhrbahn derart, dass Tinte auf ein Werkstück übertragen wird.

Im Betrieb erzeugt der Mikrocomputer binäre Daten, die aufeinanderfolgend dem Thermodruckkopf in der ersten Druckstation übertragen werden. Dabei wird ein Bild auf das Thermoband im dritten Abschnitt der Zufuhrbahn vom Thermoband im ersten Abschnitt der Zufuhrbahn aufgezeichnet, während beide Abschnitte den Thermodruckkopf in der ersten Station beschicken. Das Band setzt seinen Vorschub fort. Kurzzeitig ist jener Teil des Bandes, der vorausgehend im ersten Abschnitt der Zufuhrbahn war, im zweiten Abschnitt der Zufuhrbahn angeordnet, genauer gesagt am Thermodruckkopf an der zweiten Druckstation. Der in der ersten Station übertragene Bildkontrast wird auf ein Postgut übertragen, das gleichzeitig zwischen dem Thermodruckkopf und der Bandandruckwalze hindurchgeführt wird, während der Druckkopf auf einer Temperatur gehalten wird, die wesentlich höher als der Temperaturschwellenwert für den Tintentransfer ist.

Alles was vom Band verbleibt, während dieses die zweite Druckstation verlässt, ist die Trägerschicht, die sich einmal mehr zur ersten Druckstation und durch diese hindurch für den bereits aufgeführten Vorgang bewegt. Anschliessend wird das Band auf eine Aufnahmespule zur eventuellen Entnahme gezogen. Es ist anzuerkennen, dass durch Trennung der Bilderzeugungsfunktion und der Bildtransferfunktion ein erhöhter Druck und eine erhöhte Temperatur vom Druckkopf während des Bildtransfers zur Wirkung kommen können und dadurch ein Zusammendrücken des Postgut-Oberflächenbereiches verursacht wird, die einen Bildtransfer mit höherer Auflösung erleichtert und das Transfersystem wesentlich weniger empfindlich gegenüber der Postgut-Oberflächenstruktur macht. Da ferner der Druckkopf die glatte Trägerfläche des Bandes erfasst, wird die Lebensdauer des Druckkopfes infolge seiner verringerten Abnützung erhöht. Ferner wird die Lebensdauer des Druckkopfes durch die Notwendigkeit erhöht, die Druckkopftemperatur zu allen Zeiten konstant zu halten, anstelle den Druckkopf zyklisch Spannungsscheitelwerten zu unterziehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine thermisch arbeitende Bildtransfervorrichtung und ein Bildtransfersystem zu schaffen, das verschiedene Werkstücke unterschiedlicher Oberflächenstruktur ohne merkliche Verschlechterung der Bildauflösung als Funktion der Rauhigkeit des Oberflächentransferbereiches des Werkstückes zu schaffen.

Ferner liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein thermisch arbeitendes Bildtransfersystem und eine Vorrichtung zu schaffen, die sich insbesondere zur Frankierung von Postgütern eignet.

Schliesslich ist die Erfindung darauf abgestellt, ein thermisch arbeitendes Bildtransfersystem zu schaffen, das sich besonders zur Verwendung in einer elektronischen Frankiermaschine eignet, die zum Aufbringen einer Gebührenmakrierung auf einem Strom von Werkstücken dient, die durch eine Postaufgabevorrichtung mit Frankiermaschine laufen.

Schliesslich soll durch die Erfindung das Erfordernis einer Rakel oder Bürste zur Beseitigung von Tinte von der Transferwalze vermieden werden, indem die Tinte auf die Oberfläche des gebrauchten Bandes, das aus Mylar oder äquivalentem Material besteht, zwecks Entfernung des positiven Bildes übertragen wird.

Weiterhin soll es durch die Erfindung ermöglicht werden, dass ein Heizstab geringer Grösse und Masse an jedem Druckkopf verwendet wird, der die Vorrichtung in die Lage versetzt, die Transferdrucktemperatur zu erreichen und augenblicklich sich unter diese abzukühlen und zu gewährleisten, dass der Drucker sofort, sogar ohne eine Aufwärmperiode, verwendet werden kann.

Ferner soll durch die Erfindung die Verwendung eines vor Ort austauschbaren und verhältnismässig kostengünstigen Heizstabes für die zweite Druckstation ermöglicht werden, der einem hohen Walzendruck widerstehen kann und dadurch eine verbesserte Druckqualität auf rauhen Oberflächen, wie beispielsweise Umschlägen, Bändern und Papieren ermöglicht.

Ausserdem soll durch die Erfindung ein Umkehrbild zur Verbesserung der Sicherheit bei möglichst kleinen Kosten geliefert werden, sowie eine gleichmässige Druckqualität, und ferner ein höherer Pegel eines Fluoreszenzsignals, das eine leichte automatische Erfassung gestattet.

Schliesslich soll durch die Erfindung eine erheblich erhöhte Lebensdauer für den ersten Druckkopf erzielt werden, die sich infolge seines direkten Kontaktes mit der glatten Rückseite des gebrauchten Bandes ergibt. Ein Kunststoffband aus "Mylar" oder äquivalentem Werkstoff ist für seine hochglatten Oberflächen bekannt.

Die eingangs genannten Aufgabenstellungen werden durch eine Thermodruckkassette gelöst, die zur Verwendung mit einer Druckvorrichtung einer Bauart bestimmt ist, die eine Einrichtung zur thermischen Übertragung von Tinte von einem Band aufweist; die Thermodruckkassette ist erfindungsgemäss gekennzeichnet durch:

• a) einen Rahmen der eine erste und zweite Druckstation bildet;
• b) ein Band mit einer Trägerschicht und einer Tintenabgabeschicht;
• c) eine Bandabgabespule, die drehbar am Rahmen befestigt ist, wobei das Band auf der Bandabgabespule abgewickelt ist und ein abstehendes Führungsende aufweist;
• d) eine drehbar am Rahmen befestigte Bandaufwickelspule, mit welcher das Führungsende des Bandes verbunden ist; und
• e) eine Vorrichtung zur Führung des Bandes in einer Zufuhrbahn, die sich von der Bandabgabespule durch die erste und zweite Druckstation und erneut durch die erste Druckstation zur Bandaufwickelspule derart erstreckt, dass die Tintenabgabeschicht und die Trägerschicht sich in der ersten Druckstation gegenüberliegen, so dass Tinte von der Tintenabgabeschicht in der ersten Druckstation thermisch auf die Trägerschicht übertragen werden kann.

Mittels der Erfindung wird schliesslich ein Direktbild auf dem Trägerband erhalten, das auf der Aufnahmespule aufgewickelt wird. Somit kann das Bild nicht erneut verwendet werden, da das Bild negativ ist, aber es kann noch gelesen werden, um eine nützliche "Rechnungsprüfungsspur" zu liefern, falls dies gewünscht werden sollte.

Es ist ferner erwähnenswert, dass die Postverwaltung ein Erfassungssystem verwendet, um Post mit Frankiermaschinenmarkierungen von Post mit Briefmarken zu unterscheiden. Dieses System spricht auf das Ausmass der Fluoreszenz in der Tinte wie auch auf die Grösse des bedruckten Bereiches (typisch 10%) an. Dabei verbrauchen Thermodrucker unterschiedliche Leistungsbeträge aus ihren Stromversorgungen, abhängig von der Grösse des bedruckten Bereiches. Diese Stromversorgungen arbeiten mit Niederspannung und reguliert, wobei die Kosten proportional zur Grösse der erforderlichen Leistung sind. Normalerweise widersprechen sich die vorausgehend aufgeführten Anforderungen, da es erwünscht ist, eine grosse Fläche für leichte Fluoreszenzerfassung zu bedrucken und eine kleine Fläche wegen niedrigen Leistungsverbrauches. Das vorgeschlagene System hat den Vorteil, dass, falls die erste Druckstation einen kleinen Bildbereich mit niedriger Leistung druckt, die zweite Druckstation anschliessend einen grossen Bereich druckt, der eine leichte Erfassung ermöglicht. Die für die zweite Druckstation erforderliche elektrische Leistung ist weniger kostspielig, da hier eine weniger dringende Anforderung vorliegt, d.h. es muss nur eine Wärme geliefert werden, die um eine gewisse Toleranz grösser als für die Tintentransfertemperatur erforderlich ist. Zusätzlich ist eine negative Markierung (90% Druck, 10% Leerstelle) sicherer, da sie schwierig zu verändern ist, d.h. der Postgebührenwert kann schwieriger auf einen höherern Betrag geändert werden. Es gibt eine Anzahl Vorteile, die sich aus dem Grossflächendruck ergeben. Erstens kann die erste Druckstation mit geringer Leistung arbeiten. Ferner kann die zweite Druckstation in einem Betrieb mit festgelegter Temperatur arbeiten, der von einer kostengünstigen Stromversorgung gesteuert wird. Da ferner die erste Druckstation mit geringer Leistung arbeitet, bedeutet dies eine niedrige Temperatur, die höhere Druckgeschwindigkeiten ermöglicht, da die Druckgeschwindigkeit durch die Wärmemenge begrenzt ist, die am Druckkopf erzeugt wird.

Weitere Merkmale, Aufgabenstellungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der anschliessenden Beschreibung in Verbindung mit den anliegenden Zeichnungen. Sowohl die vorausgehende allgemeine Beschreibung, wie auch die nachfolgende detaillierte Beschreibung sind nur beispielhaft und erläuternd, ohne die Erfindung zu beschränken. Die anliegenden Zeichnungen, die eingeschlossen sind und einen Teil der Erfindung bilden, stellen einige Ausführungsformen der Erfindung dar und dienen zusammen mit der Beschreibung zur Erläuterung der Grundsätze der Erfindung in breiter Form. Gleiche Bezugszeichen beziehen sich stehts auf gleiche Teile.

In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Teilansicht einer erfindungsgemässen, elektronisch arbeitenden, mit Frankiermaschine ausgestatteten Postaufgabevorrichtung;

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines elektronischen Steuersystems zum Betrieb der mit Frankiermaschine arbeitenden Postaufgabevorrichtung nach Fig. 1;

Fig. 3 eine schematische Darstellung der Thermobandkassette, die erfindungsgemäss innerhalb der Frankiermaschine angeordnet ist;

Fig. 4A, 4B, 4C und 4D vergrösserte Querschnittsdarstellungen des Thermobandes in verschiedenen Positionen längs seines Zufuhrweges innerhalb der Kassette im Einklang mit vorliegender Erfindung;

Fig. 5A ein erstes erfindungsgemäss übertragenes Bild; und

Fig. 5B ein zweites erfindungsgemäss übertragenes Bild, wobei das zweite Bild ein Umkehrbild des ersten darstellt.

Es wird auf die nähere Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform Bezug genommen.

Die Erfindung, wie sie in ihrer bevorzugten Ausführungsform beschrieben wird, ist als Bauelement einer mit einer elektronischen Frankiermaschine arbeitenden Postaufgabevorrichtung dargestellt, die zum Bedrucken einer Postgebührenmarkierung auf einem aufzugebenden Werkstück dient. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass die nachfolgend beschriebene Erfindung sich in ihrer bevorzugten Ausführungsform gut zur Verwendung in einer grossen Vielzahl anderer Druckanwendungen eignet.

Unter Bezugnahme auf Fig. 1 weist die allgemein mit (10) bezeichnete, mit elektronischer Frankiermaschine ausgestattete Postaufgabevorrichtung eine Postaufgabevorrichtung (12) auf, die zur Aufnahme von Postgütern entweder durch eine automatische Vorrichtung, wie beispielsweise einen (nicht dargestellten) Förderer oder auf manuelle Weise dient, sowie eine elektronische Frankiermaschine (14). Die Frankiermaschine (14) ist an der Postaufgabevorrichtung (12) üblicherweise abnehmbar derart befestigt, dass sich ein Abschnitt der Frankiermaschine (14) im Abstand gegenüber einem Tisch (16) der Postaufgabevorrichtung befindet, um eine allgemein mit (18) bezeichnete Markierungs-Druckstation zu bilden. Die Frankiermaschine (14) umfasst im allgemeinen ein Gehäuse (20) mit einem Bildschirm (22), einer Anzahl Tasten (24), die mit einer elektronischen Schaltung (26) (Fig. 2) in Wirkungsverbindung stehen, die in geeigneter Weise innerhalb des Gehäuses (20) angeordnet ist.

Es wird nunmehr auf die Fig. 1 und 2 Bezug genommen. Die allgemeine funktionelle Anordnung des computerisierten Frankiermaschinensystems der vorliegenden Erfindung ist bekannt. Das Herz des Systems ist eine Zentraleinheit (CPU), die zwei Grundfunktionen durchführt: Durchführung von Rechnungen auf der Basis der Eingabedaten und Steuerung des Datenflusses zwischen verschiedenen Speichereinheiten. Zwei Hauptspeichereinheiten werden mit der Zentraleinheit (CPU) verwendet. Der erste ist der permanente Speicher (PM), der ein nicht-veränderbarer Speicher ist, der eine spezifische Folge von Operationen zur Durchführung von Postgebührendaten- Berechnungen, entsprechend gewisser vorgegebener Eingabespeicher, sowie andere Unterprogramme zum Betrieb des Systems ausführt. Die zweite Speichereinheit ist ein Zwischenspeicher (TM), der mit der Zentraleinheit (CPU) zur Bildung eines Zwischenspeichers zusammenarbeitet und Arbeitsdaten entsprechend den von der Zentraleinheit (CPU) durchgeführten Berechnungen hält und weitergibt. Ein zusätzliches Speicherteil (NVM) ist ebenfalls mit der Zentraleinheit (CPU) verbunden und führt eine Speicherfunktion aus, die im Betriebsablauf eines Postdatensystems höchst bedeutsam ist. Der Speicherteil (NVM) ist ein nicht-flüchtiger Speicher, der dazu dient, gewisse kritische Daten zu speichern, die im Postsystem als Teil eines vorgegebenen Unterprogrammes verwendet werden, das beim Anfahren aktiviert wird. Die Funktion dieses Unterprogrammes besteht darin, im Speicherteil (NVM) (nicht-flüchtiger Speicher) kritische Verrechnungsfunktionen zu speichern, beispielsweise fallende Salden oder steigende Kredite und dergleichen und sie derart zu speichern, dass sie beim Abschalten der Vorrichtung gehalten und bei einem nachfolgenden Einschalten abgerufen werden können. Auf diese Weise kann das Computersystem kontinuierlich auf diese Salden im Speicherteil (NVM) einwirken, ohne dass ein Verlust dieser Daten beim Abschalten zu befürchten ist.

Das System arbeitet entsprechend den von einer geeigneten Eingangstastatur (I) oder einer externen Schnittstelle (EI) zugeführten Daten, beispielsweise von einer Waage, einem externen Computer, einem Postleitsystem und dergleichen. Diese Daten werden in die Zentraleinheit (CPU) unter Steuerung durch das Programm im permanenten Speicher zugeführt. Sollte es zu einem beliebigen Zeitpunkt während des Betriebes des Systems gewünscht werden, dass der Inhalt des Zwischenspeichers, der die entsprechenden Kredit- und Debitsalden oder andere Häufungen im Einklang mit den verschiedenen Merkmalen des Systems speichert, angezeigt wird, so veranlasst ein entsprechender von der Eingabevorrichtung (I) gelieferter Befehl die Zentraleinheit (CPU) Zugang zur gewünschten Stelle zu nehmen, die die nachgesuchten Daten speichert. Die Daten werden über die Zentraleinheit (CPU) der Ausgangsanzeigeeinheit (O) zugeführt. Die Eingabe- und Ausgabeeinheiten können mit der Zentraleinheit (CPU) über eine Multiplexeinheit (MP) verbunden sein. Eine nähere Beschreibung eines Mikrocomputersystems, wie es hier kurz aufgeführt ist, findet sich in der auf den gleichen Rechtsnachfolger übertragenen US-PS 45 68 950, die am 4.2.1986 ausgegeben wurde.

Werden unter Steuerung durch die Zentraleinheit (CPU) entsprechende Postdatenwerte von der Eingabetastatur (I) geliefert und wurde allen Bedingungen, wie beispielsweise Grenzwerten und dergleichen, die entsprechend den im Speicherteil (NVM) eingegebenen Daten voreingestellt wurden, entsprochen, so spricht eine Postgebühreneinstellvorrichtung (SP) auf ein entsprechendes Ausgabesignal aus der Zentraleinheit (CPU) an, um eine Binärbit-Mitteilung zu erzeugen, die an einen im System enthaltenen Zwischenspeicher gerichtet ist. Zu diesem Zeitpunkt hat das System seine einleitende Funktion erfüllt, die Postgebühren einzustellen und das Thermodrucksystem für die Bilderzeugung bereitzustellen.

Es wird nunmehr auf Fig. 3 Bezug genommen. Eine der Frankiermaschine (14) zugeordnete Postgebühren-Druckeinheit (28) enthält ein Paar im Abstand voneinander liegender Thermodruckköpfe (30, 32) und eine Bandpatrone oder Bandkassette (34). Die Thermodruckköpfe (30, 32) sind bekannter Bauart, wie sie beispielsweise von Ricoh Company Ltd., San Jose, Kalifornien, oder Kyocera Company, Kyoto, Japan, geliefert werden. Eine typische Vorrichtung ist in der US-PS 44 29 318 gezeigt und beschrieben, die am 31.1.1984 ausgegeben wurde (Kobata). Die Thermodruckköpfe (30, 32) sprechen auf den seriellen binären Ausgang des Mikrocomputers (IC) an.

Die Bandkassette (34) wird in das Gehäuse (20) über eine Schwenktür (36) (siehe Fig. 1) eingegeben und wird dort abnehmbar durch eine geeignete Vorrichtung bekannter Art gehalten. Die Bandkassette (34) enthält einen Rahmen (38), der jeweils eine erste und zweite Druckstation (40, 42) bildet, sowie eine einstückige Ummantelung (44), die eine Anzahl nachfolgend beschriebener Bauelemente aufweist. Eine Bandvorratsspule (46) ist drehbar innerhalb der Kassette (34) befestigt und ist mit einem Thermobaand (48) bewickelt, dessen Ende aus der Kassette ragt. Das Thermoband (48) umfasst eine Trägerschicht (50), die vorzugsweise aus Kunststoffolie, wie beispielsweise Mylar, besteht und näherungsweise eine Dicke von 0,006 bis 0,012 mm (0,25 bis 0,5 mils) aufweist.

Das Thermoband (48) enthält ferner eine Tintenabgabeschicht (52) (Fig. 4A), die einen thermisch aktivierbaren Tintenüberzug darstellt, der auf der freiliegenden Seite der Trägerschicht (50) aufgebracht ist.

Ferner ist eine Bandaufnahmespule (54) drehbar am Rahmen (38) angebracht, wobei das vordere Ende des Thermobandes (48) in geeigneter Weise mit der Aufnahmespule verbunden wird. Eine Anzahl lose laufender Rollen (56) ist innerhalb der Umhüllung (44) drehbar am Rahmen (38) befestigt und dient zur Führung des Thermobandes (48) längs eines Zufuhrweges, der sich von der Bandabgabespule (46) jeweils durch die erste und zweite Druckstation (40, 42) und erneut durch die erste Druckstation (40) und anschliessend um eine Bandandruckwalze (58), die in der ersten Druckstation (40) angeordnet ist, und schliesslich zur Bandaufwickelspule (54) erstreckt. Wird die Bandkassette (34) in die Postgebühren-Druckeinheit (28) eingeführt, so gelangt die Bandaufwickelspule (54) in Wirkungsverbindung mit einer Steuereinheit (DU) (Fig. 2), die die Bandaufwickelspule in Drehung versetzt und das Thermoband (48) aus der Bandabgabespule (46) abzieht und es längs der gerade beschriebenen Förderbahn in Richtung der Pfeile (60) vorwärts bewegt. Um das Einfädeln oder Positionieren des Thermobandes (48) beim Einlegen der Bandkassette (34) in die Postgebühren-Druckeinheit (28) zu erleichtern, ist jeder Thermodruckkopf (30, 32) vorteilhafterweise in der Lage, aus einer zurückgezogenen Stellung bzw. Einfädelstellung in eine aktive Lage gemäss Fig. 3 bewegt zu werden. Diese Bewegung kann mittels einer elektrisch betätigbaren, zwei Positionen aufweisenden Magnetspule (62) erzielt werden, die mit jedem Thermodruckkopf in Wirkungsverbindung steht. Die Magnetspulen (62) werden mittels eines Türschalters (64) (siehe Fig. 1) in üblicher Weise beim Öffnen der Schwenktür (36) betätigt. Das Schliessen der Schwenktür (36) veranlasst ein Ausschalten des Türschalters (64) und veranlasst dabei die Magnetspulen (62) zu einer Rückstellung der Thermoköpfe (30, 32) in ihre Ausgangsposition oder aktive Position.

Es ist offensichtlich, dass die Lager zur Befestigung der Bandabgabespule (46), der lose laufenden Rollen (56) und der Bandandruckwalze (58) in solcher Weise ausgeführt sind, dass sie gewährleisten, dass das Thermodruckband (48) bei seiner Bewegung längs des Vorschubweges innerhalb der Bandkassette (34) ein richtiges Ausmass an Spannung, weder zu wenig noch zu viel, erhält.

Aus Fig. 3 ist mühelos ersichtlich, dass der Zufuhrweg für das Thermoband (48) einen ersten Abschnitt aufweist, der sich von der Bandabgabespule (46) durch die erste Druckstation (40) zur zweiten Druckstation erstreckt, sowie einen zweiten Abschnitt, der sich durch die zweite Druckstation (42) zurück zur ersten Druckstation (40) erstreckt, und einen dritten Abschnitt, der sich durch die erste Druckstation (40), um die Bandandruckwalze (58) und zur Bandaufwickelspule (54) erstreckt.

Die Druckköpfe (30, 32) können einen (nicht dargestellten) Heizstab bekannter Bauart verwenden. Der Heizstab kann getrennt vom Druckkopf oder mit diesem kombiniert sein und sollte in jedem Fall bei einem Druck im Bereich von 0,1379 bis 1,379 bar (2 lbs per inch-20 lbs. per inch) ohne merkliche Abnützung arbeiten können. Die verwendeten Heizstäbe sind bevorzugt klein bemessen und haben eine kleine Masse, damit der Drucker sofort ohne Aufwärmzeit verwendet werden kann. Kurz gesagt, sollten die Heizstäbe in der Lage sein, die erforderliche Transfertemperatur augenblicklich zu erreichen und sollten ferner dazu geeignet sein, ihre Temperatur augenblicklich unter die Transfertemperatur abzusenken. Ferner sollten die Heizstäbe vor Ort austauschbar und verhältnismässig kostengünstig sein, jedoch einem hohen Walzendruck widerstehen, um dadurch eine verbesserte Druckqualität auf rauhen Oberflächen, wie beispielsweise Umschlägen, Bändern und strukturierten Papieren, zu gewährleisten.

Unter erneuter Bezugnahme auf Fig. 3 ist ersichtlich, dass die beiden Abschnitte des Thermobandes (48) gleichzeitig durch die erste Druckstation hindurchtreten. Während das Thermoband (48) von der Bandabgabespule (46) entnommen wird, hat es einen Querschnitt gemäss Fig. 4A und umfasst insbesondere eine Trägerschicht (50) mit einer vollständigen oder unveränderten Tintenabgabeschicht (52). Wenn sich jedoch das Thermoband durch die Druckstation (40) bewegt, so ist die Tintenabgabeschicht (52) der Trägerschicht jenem Abschnitt des Thermobandes zugewandt, das vor kurzem aus der zweiten Druckstation (42) ausgetreten ist. Während entsprechende Befehle vom Mikrocomputer (IC) (Fig. 2) erhalten werden, wird Tinte von der Tintenabgabeschicht (52) des unveränderten Abschnittes des Thermobandes (48) (Fig. 4A) auf jenen Abschnitt des Thermobandes (48) übertragen, für den nur die Trägerschicht (50) zurückbleibt (Fig. 4C). Dies ergibt ein Bild mit einem Charakter gemäss Fig. 5A, nämlich in Form einer Umfangsmarkierung (66), die anschliessend alternativ als Hintergrundbild bezeichnet wird, ausgehend von der Tintenabgabeschicht zur Trägerschicht. Fig. 4D zeigt das erneut modifizierte Thermoband (48), das, nachdem es die Druckstation (40) zum zweiten Mal verlässt und sich gegen die Bandaufwickelspule (54) hin bewegt, Tintenbereiche (48) auf seiner Rückseite aufgebracht hat, welche die Umfangsmarkierung (66) gemäss Fig. 5A bilden). Es wird darauf hingewiesen, dass die Rückseite des Thermobandes (48) entgegengesetzt zu jener ist, auf welcher die Tintenabgabeschicht (52) gemäss Fig. 4A aufgebracht ist. Fig. 4B zeigt jenen Abschnitt des Thermobandes (48), der von der Bandabgabespule (46) zugeführt wurde und zwischen den Druckstationen (40, 42) liegt.

Während die von der Bandabgabespule (46) kommende Länge des Bandes (48) an der Druckstation (40) vorbeitritt und sich der Druckstation (42) nähert, hat sie im wesentlichen einen Querschnitt gemäss Fig. 4B, das Umkehrbild der in Fig. 4D gezeigten Struktur darstellt. Wenn daher jener Abschnitt des Thermobandes (48), von welchem die Umfangsmarkierung (66) auf die Trägerschicht in der Druckstation (40) überführt wurde, die Druckstation (42) erreicht, wird die gesamte, von der Tintenabgabeschicht (52) verbleibende Tinte auf ein Werkstück (70) übertragen, das mittels der Zufuhrwalzen (72) in geeigneter Weise in die Druckstation (42) gefördert wird. Das Werkstück (70) bewegt sich in der Tat zwischen eine Bandandruckwalze (74) hindurch, die drehbar an der Postgebühren-Druckeinheit (28) befestigt ist und derart arbeitet, dass ein ausreichender Druck auf das Werkstück (70) und gegen den Druckkopf (32) ausgeübt wird, um sicherzustellen, dass ein klares Bild erhalten wird. Das Werkstück (70) wird anschliessend aus der Druckstation (42) mittels eines weiteren Paares von Zufuhrwalzen (76) entnommen. Vorzugsweise haben die Bandandruckwalzen (58, 74) und die Zufuhrwalzen (72, 76) glatte Oberflächen, eine Shore-Härte A von 40 bis 80, und einen hohen Reibungskoeffizienten.

Das auf das Werkstück (70) in der Druckstation (42) aufgebrachte Bild kann in Form einer Markierung (78) sein, die das Umkehrbild der Umfangsmarkierung (66) gemäss Fig. 5A bildet. Sobald das Bild, sei es die Umfangsmarkierung (66) oder die Markierung (78) auf das Werkstück (70) übertragen wurde, besteht die Länge des die Druckstation (42) verlassenden Thermobandes (48) in der Tat nur aus der Trägerschicht (50), wie aus Fig. 4C ersichtlich ist. Auf diese Trägerschicht wird die Umfangsmarkierung (66) in der ersten Druckstation (40) erneut aufgebracht und wandert anschliessend weiter zur Aufwickelspule (54).

Obgleich beschrieben wurde, dass die Umfangsmarkierung (66) auf die Trägerschicht (50) in der ersten Station (40) aufgebracht wurde, können die Bilder umgekehrt werden. Das heisst, es ist möglich, dass die Markierung (78) (Fig. 5B) auf die Trägerschicht (50) in der ersten Druckstation aufgebracht und die Umfangsmarkierung (66) auf das Werkstück (70) in der zweiten Druckstation (42) aufgebracht wird. Die Vorteile der letzteren Verfahrensweise liegen darin, dass es für einen Fälscher schwieriger ist, ein Bild von der Art nach Fig. 5A zu verändern, als jenes nach Fig. 5B. Da ferner durch Lieferung des Bildes gemäss Fig. 5A mehr Tinte erforderlich ist als bei jenem von Fig. 5B, ist viel weniger kostspieliger leuchtender Werkstoff erforderlich, so dass sich hieraus Kosteneinsparungen ergeben.

Das Bild, das auf jenem Abschnitt des Thermobandes zurückbleibt, der auf der Bandaufwickelspule (54) aufgewickelt ist, kann zwar einem Fahnder eine "Rechnungsprüfungsspur" liefern, d.h. die Möglichkeit, einzelne Postgebührenbeträge zu überprüfen, die auf die Umschläge beim Betrieb der Frankiermaschine (14) aufgebracht wurden, jedoch verbleibt das Thermoband (48) verschlossen in der Bandkassette (34) und ist nicht zugänglich, falls nicht der Fahnder sich dafür entscheidet, die Kassette zu zerstören und dadurch Zutritt zu ihr zu gewinnen. Ferner ist das erhaltene Thermoband beispielsweise für eine Postgebührenmarkierung unbrauchbar. Dies heisst, falls Längen des Thermobandes (48) auf der Bandaufwickelspule (54) aufgeschnitten und auf einen Umschlag als Postgebühr aufgebracht würden, so wäre es mühelos seitens eines Postbeamten erkennbar und würde zurückgewiesen. Ebensowenig könnte das Thermoband dazu verwendet werden, um die darauf befindliche Tinte erneut auf ein Werkstück (70) aufzubringen, da das resultierende Bild entweder ein Spiegelbild der Markierung (78) oder der Umfangsmarkierung (67) wäre, was für den Posteinsatz unannehmbar wäre und wiederum mühelos zurückgewiesen würde.

Zwar wurde vorausgehend eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung näher beschrieben, jedoch sollte es für den Fachmann offensichtlich sein, dass verschiedene Abänderungen am erläuterten Beispiel möglich sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen, wie er in der Beschreibung erläutert und in den anliegenden Ansprüchen definiert ist.

Claims (14)

1. Thermodruckkassette zur Verwendung mit einer Druckvorrichtung einer Bauart, die eine Einrichtung zur thermischen Übertragung von Tinte von einem Band aufweist, gekennzeichnet durch

• a) einen Rahmen (38), der eine erste und zweite Druckstation (40, 42) bildet;
• b) ein Band (48) mit einer Trägerschicht (50) und einer Tintenabgabeschicht (52);
• c) eine Bandabgabespule (46), die drehbar am Rahmen befestigt ist, wobei das Band auf der Bandabgabespule abgewickelt ist und ein abstehendes Führungsende aufweist;
• d) eine drehbar am Rahmen befestige Bandaufwickelspule (54), mit welcher das Führungsende des Bandes verbunden ist; und
• e) eine Vorrichtung (56, 58, 74) zur Führung des Bandes in einer Zufuhrbahn, die sich von der Bandabgabespule durch die erste und zweite Druckstation und erneut durch die erste Druckstation zur Bandaufwickelspule derart erstreckt, dass die Tintenabgabeschicht (52) und die Trägerschicht (50) sich in der ersten Druckstation gegenüberliegen, so dass Tinte von der Tintenabgabeschicht in der ersten Druckstation thermisch auf die Trägerschicht übertragen werden kann.

2. Thermodruckkassette nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bandführungsvorrichtung eine Bandandruckwalze (58) aufweist, die drehbar am Rahmen in der ersten Druckstation (40) installiert ist.

3. Thermodruckkassette nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zufuhrweg einen ersten Abschnitt aufweist, der sich von der Bandabgabespule (46) durch die erste Druckstation (40) zur zweiten Druckstation (42) erstreckt, einen zweiten Abschnitt, der sich durch die zweite Druckstation zur ersten Druckstation erstreckt, und einen dritten Abschnitt, der sich durch die erste Druckstation zur Bandaufwickelspule (54) erstreckt.

4. Thermodruckkassette nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (38) eine Umhüllung bildet und dass die Bandabgabespule (46) und die Bandaufwickelspule (54) jeweils auf dem Rahmen innerhalb der Umhüllung befestigt sind.

5. Thermodruckkassette nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Tintenabgabeschicht (52) einen wärmeschmelzbaren, mit Tinte imprägnierten Werkstoff aufweist und dass die Bandträgerschicht (50) einen Streifen aus Kunststoffolie umfasst.

6. Thermodruckkassette nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (38) eine Einrichtung zur thermischen Übertragung von Tinte von dem Band aufnehmen kann.

7. Thermodruckkassette nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (38) einen Thermodruckkopf (30) zur Erfassung des Bandes an der ersten Druckstation (40) aufnehmen kann.

8. Thermodruckkassette nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (38) einen Thermodruckkopf (30) benachbart zur Bandandruckwalze (58) zur Erfassung der Trägerschicht des Bandes in der ersten Druckstation (40) aufnehmen kann.

9. Thermodruckkassette nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (38) einen Thermodruckkopf zur Erfassung des Bandes im ersten Abschnitt des Zufuhrweges in der ersten Druckstation (40) aufnehmen kann.

10. Thermodruckkassette nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (38) einen Thermodruckkopf (32) zur Erfassung des Bandes im zweiten Abschnitt des Zufuhrweges in der zweiten Druckstation (42) aufnehmen kann.

11. Thermodruckkassette nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bandführungsvorrichtung eine Bandandruckwalze (58) zur Erfassung des Bandes im dritten Abschnitt des Zufuhrweges in der ersten Druckstation (40) umfasst.

12. Thermodruckkassette nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Bandführungsvorrichtung eine Bandandruckwalze (58) zur Erfassung des Bandes im dritten Abschnitt des Zufuhrweges in der ersten Druckstation umfasst, so dass Tinte vom Band im ersten Abschnitt des Zufuhrweges in der ersten Druckstation (40) auf das Band im dritten Abschnitt des Zufuhrweges in der ersten Druckstation übertragen werden kann.

13. Thermodruckkassette nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (38) einen Thermodruckkopf (32) aufnehmen kann, der das Band im zweiten Abschnitt des Zufuhrweges in der zweiten Druckstation (42) erfasst.

14. Thermodruckkassette nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der mit Tinte imprägnierte Werkstoff ein fluoreszierendes Pigment aufweist.