DE4100730A1 - Verfahren fuer eine fluessigkeitsstrahl-druckvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren für eine Flüssigkeits­ strahl-Druckvorrichtung für frankier- und Wertstempel­ maschinen, die durch Ausstoßen von Tropfen aus Düsen Schriftzeichen und grafische Zeichen sowie Symbole auf Aufzeichnungsträger erzeugt, wobei die Düsen in einer Führungsplatte gehalten sind.

Flüssigkeitsstrahl-Druckvorrichtungen solcher Art sind bekannt. So werden beispielsweise die Düsen zum Ausstoßen von Tropfen einer Schreibflüssigkeit in Richtung eines Aufzeichnungsträgers in einer Platte parallel oder im Winkel zueinander und rechtwinklig zum Aufzeichnungsträger angeordnet (DE-33 41 399 A1, DE-30 40 530 A1). Mittels piezoelektrischer oder thermischer Wandler wird der Ausstoß von Flüssigkeitstropfen gesteuert. Um eine hohe Auflösung zu erzielen, wird bei solchen Anordnungen der Schreibkopf mit der Platte der parallel oder winklig zueinander stehenden Düsen periodisch quer zur Ausstoßrichtung der Flüssikeits­ tropfen ausgelenkt und diese Auslenkung mit dem Ausstoßen synchronisiert.

Anstelle von Düsen werden auch in Kunststoffkörper eingear­ beitete Tintenkanäle verwendet (DE-34 05 062 A1).

Andere Lösungen sehen einen Keramikkörper mit eingeätzten Tintenkanälen mit verengten Austrittsöffnungen zum Erreichen einer höheren Druckpunktdichte vor (DE-38 05 279 A1).

Eine exakte Justierung gegenüber dem Aufzeichnungsträger ist für ein gleichmäßiges Schriftbild bei allen diesen Anordnungen notwendig, die einen relativ hohen Aufwand bei der Fertigung und Wartung erfordert.

Zudem sind die Schreibköpfe exakt parallel über den Aufzeich­ nungsträger zu führen. Hierzu ist bekannt, den Aufzeichnungs­ träger über eine Walze und durch Randperforierungen zu führen.

Beim Einsatz derartiger Flüssigkeitsstrahl-Druckvorrichtungen für unterschiedlich breite und dicke Aufzeichnungsträger, wie Briefumschläge, die zudem nur einseitig an einer Leitschiene entlang unter der Druckvorrichtung durchgeführt werden können, sind statische, feststehende Schreibköpfe geeigneter. Hierbei ergibt sich das Problem, daß, um eine hohe Auflösung des Schriftbildes zu erzielen, eine Vielzahl von Düsen erforderlich sind.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren für Flüssigkeitsstrahl-Druckvorrichtungen für Frankierzwecke zu schaffen, das eine geringe Anzahl von Tropfenausstoß- Vorrichtungen enthält und eine hohe Auflösung gewährleistet.

Diese Aufgabe ist durch die Erfindung gelöst, wie sie im Kennzeichnungsteil des ersten Patentanspruches dargelegt ist.

Die Unteransprüche beschreiben weitere vorteilhafte Maßnahmen.

Ein Vorteil der Erfindung besteht in der ortsfesten Anordnung der Tropfenausstoß-Vorrichtungen gegenüber dem bewegten Aufzeichnungsträger, die dadurch keine zusätzlichen mecha­ nischen Führungsvorrichtungen benötigt.

Anhand einer aus zwei Figuren bestehenden Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert. Darin zeigt die

Fig. 1 die schematische Seitensicht der möglichen Stellungen einer Tropfenausstoß-Vorrichtung zu verschiedenen Zeitpunkten und die

Fig. 2 die Aufsicht auf die schematische Darstellung der Führungsplatte mit der Anordnung der Düsen.

Die Flüssigkeitsstrahl-Druckvorrichtung nach der Erfindung wird beispielsweise aus mehreren nebeneinander in einer Linie angeordneten Düsen 10..15 zusammengesetzt. Diese Düsen 10..15 sind in einer Führungsplatte 30 gelagert. Der Aufzeichnungs­ träger 40, z. B. ein zu frankierender Briefumschlag, wird in einer Ebene parallel zur Führungsplatte 30 und winklig zu den Düsen 10..15 bewegt, wie der Pfeil in der Fig. 2 andeutet.

Um mit jeder einzelnen Düse einen größeren Bereich des Aufzeichnungsträgers 40 erfassen zu können, sind die Düsen 10..15 in verschiedene Positionen zu bringen, die sich durch die Richtung der Düsenachse und damit der Tintenausstoßrich­ tung gegenüber dem Aufzeichnungsträger unterscheiden. Dies geschieht erfindungsgemäß durch Anregen von Oberflächenwellen auf der Führungsplatte 30. Eine solche Oberflächenwelle bewirkt ein Schwingen der Führungsplatte 30, wodurch die fest in sie gehaltenen Düsen die verschiedenen Stellungen gegenüber dem Aufzeichnungsträger 40 einnehmen. Auch die Erzeugung von stehenden Wellen ist hierzu geeignet. In der Fig. 1 sind die während einer Periode T einer Oberflächen­ welle entstehende Verformung der Führungsplatte 30 und die sich dadurch ergebenden Positionen der Düse 11 beispiels­ weise dargestellt. Damit ist praktisch eine zeitlich periodische Änderung der Ausstoßrichtung erreicht, und es wird ein größerer Teilbereich des Aufzeichnungsträgers 40 von jeder Düse überstrichen. Der Zeitpunkt des Tropfenausstoßes innerhalb der Periode T bestimmt die Richtung des Tropfen­ fluges und damit die Lage des Auftragspunktes auf dem Aufzeichnungsträger. Eine mehrfache Auslösung der Düsen während der verschiedenen Stellungen innerhalb einer Periode T ist möglich. Die Anzahl solcher Auslösungen ist abhängig von der Frequenz der Oberflächenwelle sowie von hier nicht näher ausgeführten Kriterien der Tropfengröße, der Viskosität, der Flüssigkeit und dem Durchmesser sowie dem Auslenkungs­ bereich der Düsen.

Der Wirkungsbereich der einzelnen Düsen muß aufeinander abgestimmt sein, damit einerseits keine Überschneidungen beim Tropfenausstoß auftreten können und andererseits jede Position auf dem Aufzeichnungsträger in den Grenzen der Druckbreite von einem Tintenstrahl erreichbar ist. Hierzu werden bei vorgegebenem Abstand der Düsen die Amplituden der Oberflächenwellen so gewählt, daß die Teilbereiche benach­ barter Düsen aneinandergrenzen, ohne sich zu überschneiden.

Die erreichbare Auflösung des zu erzeugenden Schrift- oder Zeichenbildes ist abhängig vom Vorschub des Aufzeichnungs­ trägers 40 und von der Frequenz der Oberflächenwelle. Die Zeit t, in der eine bestimmte Düse wieder die gleiche Druckposition einnimmt, entspricht der halben Periodendauer 1/2 T der Oberflächenwelle. Während dieser Zeit t legt der Aufzeichnungsträger einen bestimmten Weg zurück. Dieser muß kleiner oder gleich der gewünschten Auflösung in Richtung der Bewegung des Aufzeichnungsträgers sein. Praktisch ist die Frequenz der Oberflächenwelle von Konstruktions- und Material-Parametern abhängig und nur in engen Grenzen variierbar. Die Auflösung ist somit vom Vorschub des Aufzeichnungsträgers und damit von der Druckgeschwindigkeit abhängig. Eine Rückmeldung der Phasenlage der Oberflächen­ welle zu einem bestimmten Zeitpunkt an einen bestimmten Ort der Führungsplatte kann in geeigneter Form durch einen oder mehrere mit der Oberläche der Führungsplatte fest verbundene Sensoren, beispielsweise Beschleunigungssensoren, erfolgen.

Claims (5)

1. Verfahren für eine Flüssigkeitsstrahl-Druckvorrichtung für Frankier- und Wertstempelmaschinen, die durch Ausstoßen von Tropfen aus Düsen Schriftzeichen und grafische Zeichen sowie Symbole auf Aufzeichnungsträger erzeugt, wobei die Düsen in einer Führungsplatte gehalten sind, die in einer Ebene parallel zum Aufzeichnungsträger angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellung der Düsen (10.. 15) zum Aufzeichnungsträger (40) durch Anregen von Oberflächenwellen auf der Führungsplatte (30) der Düsen (10..15) periodisch verändert wird und der Zeitpunkt des Tropfenausstoßes so gesteuert wird, daß die Flugbahn des Tropfens eine vorbestimmte Richtung nimmt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirkungsbereiche von in der Führungsplatte benachbarten Düsen (10..15) auf dem Aufzeichnungsträger aneinander grenzen, wobei die Größe des Wirkungsbereiches von der Amplitude der Oberflächenwellen bestimmt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß während einer Halbwellenperiode der Oberflächenwelle die jeweiligen Düsen auch mehrfach ausgelöst werden können.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zurückgelegte Weg des Aufzeichnungsträgers (40) während einer halben Schwingungsperiode der Oberflächenwelle kleiner oder gleich der geforderten Auflösungsgröße ist.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenwellen als stehende Wellen angeregt werden.