DE69308444T2

DE69308444T2 - Frankiermaschine mit Thermodrucker

Info

Publication number: DE69308444T2
Application number: DE69308444T
Authority: DE
Inventors: Ronald L Fogle; John D Mistyurik; Lorraine T Porter; Larry D Strausburg
Original assignee: Pitney Bowes Inc
Current assignee: Pitney Bowes Inc
Priority date: 1992-09-24
Filing date: 1993-09-24
Publication date: 1997-06-19
Anticipated expiration: 2013-09-25
Also published as: CA2106738C; DE69308444D1; US5325114A; CA2106738A1; EP0589722A3; EP0589722A2; EP0589722B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Frankiermaschine für einen thermischen Druck.
Es ist eine Aufgabe einer herkömmlichen Frankiermaschine vom Druckpressen-Typ, ein Portozeichen auf einen vorliegenden Umschlag zu drucken, gekennzeichnet durch ein Erzeugen eines Portozeichens mit einem konsistenten Druckkontrast über dem gedruckte Zeichen. Zusätzlich ist es ein Ziel einer herkömmlichen Frankiermaschine vom Druckpressen-Typ, eine geeignete Druckqualität in dem spezifizierten Druckbereich für Umschläge mit verschiedenen Papierstärken (d.h. der Glätte), Porösität und der Umschlagkontur in dem Druckbereich zu erhalten.
Von besonderer Wichtigkeit ist der Effekt der Umschlagkontur in dem Druckbereich auf die Druckqualität. Es ist beispielsweise von dem Postdienst der Vereinigten Staaten eine Anforderung, daß die Portozeichen in die obere rechte Ecke des Umschlags gedruckt werden. Die Inhalte eines bestimmten Umschlags können bewirken, daß dieser Bereich eine Vielzahl von Konturcharakteristiken hauptsächlich aufgrund der Dicke der Inhalte und der besonderen Gestalt der Inhalte annimmt.
Herkömmliche thermische Drucker benötigten eine relativ flache Oberfläche in dem Druckbereich, um eine ausreichende Druckqualität sicherzustellen. Ferner muß eine ausreichende Zeit für eine Farbübertragung zugelassen werden, die eine Funktion der Glätte und Porösität der Druckmedien ist. Somit gibt es Schwierigkeiten bei der Anwendung von thermischen Drucktechniken auf eine postbearbeitende Maschine mit einer Frankiermaschine und auf ähnliche Anwendungen. Das heißt, um eine geeignete Druckqualität zu erhalten, fordert die herkömmliche Frankiermaschine für einen thermischen Druck, daß die Umschlagcharakteristik innerhalb eines schmalen Bereichs ist. Infolgedessen konnten herkömmliche Frankiermaschinen mit einem thermischen Druck ein gedrucktes Portozeichen auf einem Umschlag, der die erforderliche Druckqualität über einem bevorzugten Bereich einer Umschlagpapierglätte, Porösität und Konturen aufweist, bei gewünschten Geschwindigkeiten, die sich für Schalterfrankiermaschinen-Postgutanwendungen eignen, nicht in geeigneter Weise bereitstellen.
In der europaischen Patentanmeldung (EP-A) Nr. 189 269 ist eine poetalische Frankiermaschine mit einem thermischen Druckkopf offenbart. Vorkehrungen werden getroffen, um die Bewegung eines Artikels durch eine Maschine, beispielsweise eine Druckmaschine für eine postalische Frankiermaschine, zu überwachen. Diese Maschine besitzt eine Walze, die als eine Andruckwalze angesehen werden kann, und eine Auswurfwalze, aber es wird nicht in Erwägung gezogen, daß diese alternierend betrieben werden sollten.
Die hier offenbarte thermische Frankiermaschine umfaßt eine Anzahl von Systemmodulen. Bei der Plazierung eines Umschlags auf dem Deck des thermischen Druckers von dem Betreiber, wird der Umschlag veranlaßt, einen Positionserfassungsaufbau anzutreffen, der eine Umschlagsstopanordnung umfaßt. Die Umschlagsstopanordnung verhindert, daß der Umschlag longitudinal fehlerhaft positioniert wird. Bei eine geeigneten Positionierung des Umschlags auf dem Deck erfaßt der positionserfassungsaufbau die Existenz des Umschlags und informiert einen Mikrocontroller, zunächst den Positionserfassungsaufbau aus dem Weg wegzuziehen, einschließlich des Stopaufbaus, und die Druckabfolge zu initiieren. Bei einer Initiierung der Druckabfolge wird ein Andruckwalzenaufbau erneut positioniert, um den Druckbereich des Umschlags in einen Kontakt mit dem Druckband einer Bandkassette vorzuspannen. Der thermische Druckkopf der Frankiermaschine wird positioniert, so daß er als eine Abstützung für das Druckband dient. Der Mikrocontroller gibt Befehle an den Motorcontroller aus, um einen Motor zu veranlassen, dann die Andruckwalze anzutreiben. Eine Drehung der Andruckwalze veranlaßt den Umschlag und das Kassettendruckband, sich gleichzeitig über den Druckkopf zu bewegen, während gleichzeitig der thermische Druckkopf freigegeben wird. Nach einem Abschluß des Druckzyklusses veranlaßt der Mikrocontroller die Andruckwalze, unter das Deck weggezogen zu werden, und einen Eingriff einer Druckwalze für einen Auswurf des Umschlags.
Eine nicht-beschränkende Ausführungsform wird nachstehend unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine Teilquerschnitts-Frontansicht einer thermischen Frankiermaschine und einer Bandkassette gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Mikrocontrollers gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3 eine geschnittene Draufsicht der thermischen Frankiermaschine gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 4 eine Querschnittsansicht der thermischen Frankiermaschine gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 5 eine Draufsicht der thermischen Frankiermaschine gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 6A und 6B Seitenansichten eines Abschnitts eines Positionserfassungsaufbaus, die jeweils eine anfängliche und eine abgesenkte Position gemäß der vorliegenden Erfindung anzeigen;
Fig. 7A und 76B Seitenansichten eines Abschnitts eines Stopaufbaus, die jeweils eine anfängliche und eine abgesenkte Position gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt; und
Fig. 8A, 8B und 8C schematische Ansichten der Andruck- und Druckwalzen-Aufbauten in der Ausgangsposition, der Druckposition bzw. der Auswurfposition.
Unter Bezugnahme auf Fig. 1 umfaßt eine thermische Frankiermaschine, die allgemein mit 11 bezeichnet ist, eine Basis 13, die ein Deck 15 haltert. Die Basis 13 haltert eine Anlagewand 17, mittels irgendeiner herkömmlichen Einrichtung, so daß sie sich vertikal von dem Deck nach oben erstreckt. Ein thermischer Druckkopf 19 ist fest von irgendeiner herkömmlichen Einrichtung an der Anlagewand 17 angebracht. An der Anlagewand 17 ist eine Kassette 21 mit einem thermischen Band angebracht. In der Basis 13 ist eine Positionserfassungsaufbau, die allgemein mit 24 bezeichnet ist, angebracht, um die Position eines Umschlags 25 zu erfassen, der auf dem Deck 15 so positioniert ist, daß ein vorderer Abschnitt des Umschlags 25 zu einem Andruckwalzen-Aufbau, der allgemein mit 26 bezeichnet ist, ausgerichtet ist.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 befindet sich die thermische Frankiermaschine unter dem Einfluß eines System-Mikrocontrollers, der allgemein mit 28 bezeichnet ist. Das Mikrocontroller-System 28 umfaßt einen programmierbaren Mikrocontroller 30 irgendeines geeigneten herkömmlichen Designs, der mit einem geeigneten Motorcontroller 34, einem Sensorcontroller 36 und einem Controller 38 für den thermischen Druckkopf über einen Bus 32 in Verbindung steht. Der Motorcontroller 34, der Sensorcontroller 36 und der Controller 38 für den thermischen Druckkopf können von irgendeinem geeigneten herkömmlichen Design sein. Der Motorcontroller 34 befindet sich mit einer Vielzahl von Antriebsmotoren 42, 44 und 46 über einen Bus 40 in Verbindung. Der Motorsteuerbus 40 verbindet ebenfalls den Motorcontroller 34 mit einem Bandcodierer 48. Der Sensorcontroller 36 steht über einen Sensorbus 50 mit einer Vielzahl von Sensoren 52 bis 55 in Verbindung und der Controller 38 für den thermischen Drucker befindet sich mit dem thermischen Druckkopf 19 über einen Druckkopfbus 58 in Verbindung.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 3, 4 und 6A und 68 umfaßt der Positionserfassungsaufbau 24 einen U-förmigen Halteträger 75, der an der Basis 13 angebracht ist. Der U-förmige Halteträger 75 weist eine Trägervorderwand 77 und eine Rückwand 79 auf. Vorzugsweise ist der Träger 75 an einer Basishalterungswand 81 durch irgendeine herkömmliche Einrichtung angebracht. Es sei darauf hingewiesen, daß in einer nachfolgenden Beschreibung bestimmte spezifische Elemente als ein Teil von mehr als einem Aufbau dargestellt sind.
Eine Welle 83 ist drehbar angebracht, so daß sie sich zwischen den Trägerwänden 77 und 79 erstreckt, nämlich durch irgendeine herkömmliche Einrichtung, beispielsweise einen Lagerungsaufbau. Ein Antriebszahnrad 85 ist fest an der Welle 83 an einem Ende angebracht. Der Motor 42 besitzt ein Abtriebszahnrad 87, welches konstant mit dem Antriebszahnrad 85 in Eingriff steht, um die Welle 83 zu veranlassen, sich unter dem Einfluß des Motors 42 zu drehen. Ein Positionshebel 89, der eine auf den Umschlag gerichtete Oberfläche 91, eine Nockenoberf läche 93 und einen Sensoransatz 95 umfaßt und ferner Schlitze 97, 98 und 99 umfaßt, ist verschiebbar auf Naben 101, 102 und 103 angebracht, die auf der Rückwand 79 des Trägers 75 gebildet sind. Der Positionshebel 89 ist an der Rückwand 79 angebracht, so daß die Naben 101, 102 und 103 innerhalb der jeweiligen Schlitze 97, 98 und 99 reiten. Eine Nocke 105 ist exzentrisch an der Welle 83 angebracht, so daß der Anlageumfang der Nocke 105 der Anlageoberfläche 93 des Positionshebels 89 gegenüberliegt. Eine Feder 107 ist entfernbar an dem Positionshebel an einem Ende und mit einem gebildeten Ansatz 109 in der Rückwand 79 an dem anderen Ende angebracht. Die Feder spannt den Positionshebel 89 so vor, daß die Anlageoberfläche 83 gegen die Nockenoberfläche der Nocke 105 gedrückt wird.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 3, 4 und 7A und 7B ist an der vorderen Trägerwand 77 ein Umschlagstophebel 120 angebracht, der eine auf den Umschlag gerichtete Oberfläche 122, einen kanalisierten Hauptabschnitt 124, einen Halsansatz 126, der in dem Kanalabschnitt 124 angebracht ist, eine Nockenfolgeroberfläche 127 und einen Verriegelungsansatz 128 umfaßt. Der Stophebel 120 ist schwenkbar auf einer Nabe 130 angebracht, die in der vorderen Trägerwand 77 gebildet ist. Eine Feder 132, deren eines Ende entfernbar an einem Ansatz 134 angebracht ist, der auf der rückwärten Trägerwand 77 gebildet ist, und deren anderes Ende entfembar an dem ausgekragten Ansatz 126 angebracht ist, spannt die Nockenoberf läche 127 gegen die Nocke 105 vor. Ein Verriegelungshebel 136 umfaßt einen Verriegelungsansatz 138 und 140 zum Befestigen des Verriegelungsansatzes 128 des Umschlagstophebels 120 zwischen den Verriegelungsansätzen 138 und 140 des Verriegelungshebels 136. Der Verriegelungshebel 136 umfaßt ebenfalls eine Nockenoberfläche 142 der Nocke 105 gegenüberliegend und einen gebildeten Halterungsring 144, der schwenkbar an einem Ansatz 146 angebracht ist, der in der vorderen Trägerwand 77 gebildet ist. Eine Feder 148, die entfembar an einem Ende an einem Ansatz 149 und an ihrem anderen Ende an dem Umschlag-Verriegelungshebel 136 angebracht ist, ist angebracht, um den Verriegelungshebel 136 in die Richtung der Nocke 127 vorzuspannen.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 3, 4 und 8A umfaßt der Andruckwalzen-Aufbau 26 einen Verbindungsarm-Aufbau 201, umfassend einen ersten Verbindungsabschnitt 203 mit einem Aufnahmekanal und einen zweiten Abschnitt 207 mit einem Abschnitt, der in den Aufnahmekanal 205 des ersten Verbindungsabschnitts 203 passend aufgenommen ist. Ein Ende des ersten Verbindungsabschnitts 208 ist exzentrisch um die Welle 83 herum angebracht. Eine Feder 210, deren jeweilige Enden entfernbar in den ersten und zweiten Abschnitten des Verbindungsarms 203 bzw. 207 angebracht sind, spannt den zweiten Abschnitt 207 innerhalb des Aufnahmekanals 205 des ersten Verbindungsabschnitts 203 vor. Das freiliegende Ende des zweiten Abschnitts 207 umfaßt eine Nabe 212. Ein zweiter Verbindungsarm-Aufbau 214 ist identisch zu dem Verbindungsaufbau 201 konstruiert und ist exzentrisch in einer zusammenwirkenden Ausrichtung mit dem Verbindungsarm-Aufbau 201 auf der Welle 83 angebracht.
Ein Verschwenkungsverbindungs-Aufbau, der allgemein mit 218 bezeichnet ist) ist an einer Welle 216 angebracht, die drehbar zwischen der hinteren bzw. vorderen Trägerwand 77 und 79 angebracht ist. Der Verschwenkungsverbindungs-Aufbau 218 umfaßt eine erste Verbindungsplatte 220, die verschwenkbar um eine Welle 216 herum an einem Punkt angebracht und verschwenkbar um die Nabe 212 herum an einem anderen Punkt angebracht ist. Eine zweite Verbindungsplatte 222 ist verschwenkbar um die Welle 216 herum an einem Punkt angebracht und umfaßt einen Schlitz 224, in dem die Nabe 212 reitet. Ein Federhaken 223 ist in der ersten Verbindungsplatte 220 gebildet und ein Federhaken 225 ist in der zweiten Verbindungsplatte 222 gebildet. Die jeweiligen Enden einer Feder 227 sind um die jeweiligen Federhaken 223 und 225 in einer herkömmlichen Weise befestigt. Ein zweiter Verschwenkungsverbindungs-Aufbau 226, der identisch zu dem Verschwenkungsverbindungs-Aufbau 218 ist, ist schwenkbar an der Welle 216 in einer beabstandeten Beziehung zu dem Verschwenkungsverbindungs-Aufbau 218 angebracht. Ein Andruckwalzen-Modul 228 ist drehbar von irgendeiner herkömmlichen Einrichtung an den Verbindungsplatten 220 der jeweiligen Verschwenkungsverbindungs-Aufbauten 218 und 226 angebracht. Eine Andruckwalze 230 ist fest um die Andruckwalzenwelle 228, zwischen den Verschwenkungsverbindungs-Aufbauten 218 und 226 angebracht.
Eine Druckwalzenwelle 232 ist drehbar von irgendeiner herkömmlichen Einrichtung an den Verbindungsplatten 222 der jeweiligen verschwenkungsverbindungs-Aufbauten 218 und 226 angebracht. Druckwalzen 234 sind fest um die Druckwalzenwelle 232 in einer beabstandeten Beziehung angebracht. Die Druckwalzen 234 sind allgemein einem Stützelement gegenüberliegend ausgerichtet, welches fest auf der Anlagewand 17 angebracht ist und sich lateral davon erstreckt. Eine Antriebswelle 236 mit einer Spule 238, die fest an einem Ende angebracht ist, spricht auf den Motor 44 an. Eine Spulenzahnrad-Anordnung 240 umfaßt eine Nabe 242, die drehbar um die Welle 216 herum angeordnet ist, und eine Spule 244, die fest an der Nabe 242 angebracht ist. Ein Zahnrad 246 ist fest an der Welle 216 angebracht. Ein Zahnrad 248 ist fest an der Welle 232 angebracht und ein Zahnrad 250 ist fest um die Welle 228 herum angebracht. Das Zahnrad 246 steht mit dem Zahnrad 248 und 250 konstant im Eingriff und ein Endlosriemen 252 erstreckt sich um die Spulen 238 und 244 herum.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 4 umfaßt ein Kassettenaufbau mit thermischem Aufbau, der allgemein mit 300 bezeichnet ist, eine Anbringungsplattform 301 von irgendeiner geeigneten Konstruktion. Die Anbringungsplattform 301 ist fest mittels irgendeiner herkömmlichen Einrichtung an der Rückseite der Anlagewand 17 angebracht. Ein Bandmotor 46 ist fest an der Anbringungsplattform 301 durch irgendeine geeignete herkömmliche Einrichtung angebracht. Die Abtriebswelle 303 des Antriebsmotors 46 weist ein Antriebszahnrad 305 auf, welches fest an der Abtriebswelle 303 des Antriebsmotors 46 angebracht ist. Ein herkömmlicher Doppelzahnradsatz 307 umfaßt ein erstes Zahnrad 309, welches in einem konstanten Eingriff mit dem Antriebszahnrad 305 ist, und ein zweites Zahnrad 311, welches drehbar an der Rückseite der Anlagewand 17 angebracht ist. Ein herkömmlicher Doppel-Leerlaufzahnrad-Satz 313 umfaßt ein erstes Zahnrad 315, welches in konstantem Eingriff mit dem Zahnrad 311 steht, und ein zweites Zahnrad 317, welches drehbar durch irgendeine herkömmliche Einrichtung an einer Zahnradnabe 319 angebracht ist. Die Zahnradnabe 319 ist fest an der Anbringungsplattform 317 durch irgendeine herkömmliche Einrichtung angebracht und haltert drehbar den Leerlaufzahnrad-Satz 313 durch irgendeine geeignete herkömmliche Einrichtung. Eine Anlagewand-Öffnung 312 ist in der Anlagewand 17 gebildet. Ein herkömmlicher Lagerungsnaben-Aufbau 323 ist fest an der Rückseite der Anlagewand 17, zu der Öffnung 321 ausgerichtet, angebracht. Eine Bandantriebswelle 325 erstreckt sich durch die Öffnung 321, wobei sie drehbar von dem Lagerungsnaben-Aufbau 323 gehaltert wird. Ein Zahnrad 327 ist fest von irgendeiner geeigenten Einrichtung an einem Ende der Bandantriebswelle 325 in konstantem Eingriff mit dem Zahnrad 317 angebracht. Eine Bandantriebsspule 402 ist fest von irgendeiner geeigenten Einrichtung um einen Abschnitt der Bandantriebswelle 325 herum angebracht.
Der Bandleerauf-Aufbau, der allgemein mit 331 bezeichnet ist, ist an der Rückseite der Anlagewand 17, ausgerichtet zu einer Anlagewand-Öffnung 333, angebracht. Der Bandleerlauf-Aufbau 331 umfaßt eine herkömmliche Einwegkupplung und einen Wellen-Aufbau 335 irgendeiner geeigneten Konstruktion, der fest an der Rückseite der Anlagewand 17, zu der Öffnung 333 ausgerichtet, angebracht ist. Der Aufbau 335 umfaßt eine Leerlaufwelle 337, die durch die Öffnung 333 verläuft. Eine Bandleerlauf-Spule 339 ist fest von irgendeiner geeigneten Einrichtung um einen Abschnitt der Leerlaufwelle 337 herum angebracht.
Ein Kodierungs-Aufbau, der allgemein mit 341 bezeichnet ist, ist fest an einer Anbringungsspindel 343 angebracht, die fest an der Rückseite der Anlagewand 17 von irgendeiner geeigneten herkömmlichen Einrichtung, zu einer Anlagewand-Öffnung 345 ausgerichtet, angebracht ist. Der Kodierungs-Aufbau 341 umfaßt einen Hals 347 und eine Eingangswelle 349. Eine zusammenpassende männliche Welle 351 ist von der Welle 349 so aufgenommen, daß die männliche Welle 351 eine begrenzte axiale Verschiebung innerhalb der Welle 349 erfahren kann, und so daß die männliche Welle drehbar die Welle 349 antreibt, beispielsweise durch irgendeine geeignete herkömmliche zusammenpassende Anordnung mit longitudinalen Zahnrädem Eine Feder 353 ist um die Welle 351 herum angeordnet und ein Endkappen-Zahnrad 355 ist fest von irgendeiner herkömmlichen Einrichtung an der Welle 351 innerhalb der Öffnung 345 angebracht.
Die Bandkassette 21 umfaßt ein Kassettengehäuse 400 mit einer Antriebsspule 402. Die Antriebsspule weist axial verlaufende Zahnradzähne 404 auf. Die Antriebsspule 402 ist drehbar von irgendeiner herkömmlichen Einrichtung in dem Kassettengehäuse 400 angebracht, so daß sie axial zu einer Öffnung 406 in der Rückwand 408 des Gehäuses 400 ausgerichtet ist. Die Zahnradzähne 404 der Antriebsspule 402 sind so konfiguriert, daß sie mit axialen Zahnradzähnen 330 zusammenpassen, die auf dem Umfang der Bandantriebsspule 329 gebildet sind. In ähnlicher Weise wie die Antriebsspule 402 umfaßt das Kassettengehäuse eine Leerlauf spule 339 mit axial verlaufenden Zahnradzähnen 340, die drehbar an der Rückwand 408, zu einer Öffnung 414 an der Rückwand 408 ausgerichtet, angebracht sind. Die Zahnradzähne 412 sind so konfiguriert, daß sie mit axialen Zahnradzähnen 412 im Eingriff stehen, die auf dem Umfang der Bandleerlaufspule 410 gebildet sind. Eine Kodierungswalze 416 ist drehbar in der Kassettenrückwand 408 durch irgendeine geeignete herkömmliche Einrichtung mit einer kurzen Welle 418 angebracht, die sich durch die Rückwand 408 und in die Öffnung 345 in der Anlagewand 17 hinein erstreckt. Ein Zahnrad 420 ist fest an einem Ende der kurzen Welle 418 angebracht, um in einem konstanten Eingriff mit dem Zahnrad 355 des Kodierungsaufbaus 341 zu stehen. Eine Vielzahl von Mitnahmestäben 421, 422, 423, 424 und 425 sind strategisch fest von irgendeiner herkömmlichen Einrichtung an der Kassettenrückwand 408 angebracht. Das Kassettengehäuse 400 weist ferner eine Kassettenöffnung 426 auf und ist zwischen einer oberen Klemme 428 und einer unteren Klemme 430 angeordnet, die sich von der Anlagewand 17 erstrecken.
Die Andruckwalze 230 (Fig. 3) besitzt eine Länge 2L und einen Radius R in der Mitte. Der Radius der Andruckwalze 230 weist einen linearen Oberflächenübergang zu einem Endradius von (R + h) auf. In der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besteht die Andruckwalze aus 25 bis 35 Durometer Zellular-Urethan.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 1, 3 und 8A, 88, 8C besteht die Funktion der thermischen Frankiermaschine 11 darin, einen Umschlag 25 anzunehmen, ein Druckzeichen unter Verwendung von thermischer Übertragungsdruck-Technologie aufzudrucken und den Umschlag 25 aus der Maschine 11 auszuwerfen. Die Zuführungsrichtung der Maschine 11 ist von links nach rechts, wie man in Fig. 1 sieht. Die Andruckwalze 230 führt den Umschlag 25 bei einer konstanten Rate zu und versieht den Druckkopf 19 mit einem ausreichenden Stützdruck, der zur Übertragung einer thermischen Farbe von dem Band auf den Umschlag 25 während des Druckzyklusses benötigt wird. Der Mikrocontroller 30 ist programmiert, um den Druckcontroller 38 zu instruieren, die Erwärmungselernente des Druckkopfs 19 synchron zu einer Verschiebung des Umschlags 25 zu betätigen, um ein postalisches Bild oder ein anderes gewünschtes Bild zu erzeugen.
Wenn die Andruckwalze 230 den Umschlag 25 zuführt, führt sie auch das thermische Übertragungsband zu. Deshalb würde eine Verwendung der Andruckwalze 230 für einen Auswurf zu einem verschwendeten Band führen. Die Auswurfwalzen 234 werden verwendet, um den Umschlag aus der Maschine 11 nach einem Drucken aus zuwerfen.
Wie voranstehend beschrieben verläuft das thermische Ubertragungsband um eine mit Urethan verkleidete Kodierungswalze 416 innerhalb der Kassette 21. Wenn das Band zugeführt wird, veranlaßt die Reibung des Bands an der Kodierungswalze 416 diese zu einer Drehung. Die Kodierungswalze 416 weist ein Zahnrad 420 auf, welches von der Rückseite der Kassette vorsteht, und mit einem zusammenpassenden Zahnrad 335 in der Maschine 11 gekoppelt ist. Das zusammenpassende Zahnrad 335 dreht einen optischen Kodierer 341, der mit dem Mikrocontroller 30 zur Überwachung einer Bandbewegung in Verbindung steht.
Unter Bezugnahme insbesondere auf die Fig. 8A, 8B und 80 besteht das Vorschubsystem aus der Andruckwalze 230 und Auswurfwalzen 234. Diese Walzen sind mit einer unabhängigen Steuerung des Umschlags 25 versehen. Sie sind auf einem Verbindungs-Aufbau 218 und 226 in einer Weise angebracht, um einen wippartigen Vorgang zu erzeugen, der sich um einen festen Ort, die Welle 216, verschwenkt. In der Ausgangsposition (Fig. 8A) befinden sich die Auswurfwalzen 234 über dem Zuführungsdeck 15 und die Andruckwalze 230 befindet sich unterhalb des Zuführungsdecks. Der Umschlag-Stopfinger 124 und der Umschlag-Auslösefinger 89 befinden sich über dem Zuführungsdeck in dem Pfad des Umschlags 25. Die Welle 83 ist bei einer Drehung von 0º positioniert. Es sollte bereits hier ersichtlich sein, daß das Deck 15 mit geeignet angeordneten Öffnungen versehen ist, um die Bewegung der Andruckwalze 230, der Auswurfwalzen 234, des Auslöse-Fingers 89 und des Stop-Fingers 124 zu ermöglichen.
Ein Umschlag 25 wird auf dem Zuführungsdeck 15 von dem Betreiber plaziert und in den Zuführungsschlitz eingefügt. Der Umschlag 25 schlägt auf den Stop-Finger 124, der von einem Verriegelungshebel 138 zurückgehalten wird, und den Auslöse-Finger 89, der mit einer Feder gespannt ist, auf. Der Zweck des Stop-Fingers 124 besteht darin, den Umschlag 25 von einem zu weiten Vorschub durch den Druckpfad abzuhalten, und ferner um eine geeignete Ausrichtung des Umschlags 25 sicherzustellen. Die Verschiebung des Auslöse-Fingers 89 von dem Umschlag 25 betätigt den Sensor 106, der an der Basis 24 angebracht ist, im Ansprechen auf die Verschiebung des Sensoransatzes 95. Im Ansprechen auf eine Betätigung des Sensors 106 beginnt der Mikrocontroller 30 den Druckzyklus. Wenn der Auslöse-Finger 89 um ungefähr 4 mm nach vorne gedrückt wird, gibt er einen optischen Sensor 106 frei. Der Mikrocontroller signalisiert den Motor 42, eine Welle 83 in einer Uhrzeigerrichtung zu drehen. Die Nockenwelle 83 enthält zwei unabhängige Nocken 127 und 105, die den Stop-Finger 124 bzw. den Auslöse-Finger 89 aus dem Zuführungspfad heraus bewegen. Die Stop-Finger-Nocke 127 dreht zuerst den Verriegelungshebel 138 aus dem Weg heraus. Die Welle 83 setzt dann eine Drehung fort, um den mit einer Feder gespannten Stop-Finger 124 aus dem Zuführungspfad herauszubewegen. Die Auslöse-Finger-Nocke 105 bewegt direkt den Auslöse-Finger 89 aus dem Pfad. Nach einer Drehung der Welle 83 um 180º sind die Finger vollständig aus dem Papierpfad herausbewegt.
Gleichzeitig mit der Ausrückung der Finger 89 und 124 veranlaßt die Drehung der exzentrischen Welle 83 die mit einer Feder gespannten Verbindungen 208, die Auswurfwalzen 234 aus dem Zuführungspfad und die Andruckwalze 230 auf den Umschlag 25 hin zu bewegen. Die Andruckwalze 230 setzt eine Bewegung in Richtung auf den Umschlag 25 hin fort, bis sie den Umschlag 25 zwischen der Andruckwalze 230 und dem Druckkopf 19 einschließt, wobei das thermische Band dazwischen eingefangen wird. In Abhängigkeit von der Dicke des Umschlags 25 wird die Andruckwalze 230 den Umschlag 25 an verschiedenen Punkten in der Drehung der Welle 83 antreffen. Die Auswurfwalzen 234 können sich noch über dem Zuführungsdeck befinden. Die Nocke 83 wird dann eine Drehung fortsetzen, wobei die Verbindungen 208 veranlaßt werden, sich vorzustrecken, und beide Verbindungsverlängerungsfedern 210 und die Auswurffedern 227, eine Last an dem Umschlag 25 anzulegen. Wenn die Welle 83 sich um 180º gedreht hat, sind die Auswurfwalzen 234 aus dem Zuführungspfad und die Andruckwalze 230 ist vollständig eingerückt. Ein Druckvorgang kann nun beginnen.
Wie erwähnt, wirkt die Welle 83 auf die exzentrische Verbindung 208, die Stop-Nocke 127, die Auslöse-Finger-Nocke 105 und einen Satz von Fahnen 504. Die Fahnen 504 triggern den Mikrocontroller 30, wenn die Welle 83 sich um 180º gedreht hat. In der am meisten bevorzugten Ausführungsform wird die Welle 83 von einem Zahnradmotor 42 vom DC-Bürsten-Typ über einen Satz von Zahnrädem angetrieben. Wenn die Fahne 504 dem Mikrocontroller 30 signalisiert, daß es Zeit ist, die Drehung der Welle 83 zu stoppen, wird der Motor 42 elektronisch abgebremst.
Sobald die Andruckwalze 230 vollständig im Eingriff mit dem Umschlag 25 ist, starten der Antriebsmotor 44 und der Bandantriebsmotor 46 unter der Richtung des Mikrocontrollers 30. Es sei darauf hingewiesen, daß der Motor 44 sowohl die Andruckwalze 230 als auch die Auswurfwalzen 234 dreht. Jedoch befindet sich die Auswurfwalze 234 nicht in dem Zuführungspfad, so daß sie keine Wirkung auf den Umschlag 25 ausübt. Bei einer Einleitung des Druckzyklusses beginnt eine Zuführung des Umschlags 25 und des Bands, wenn der Motor 44 auf eine Geschwindigkeit heraufgebracht wird. Ein Druckvorgang beginnt dann, indem Daten an den Druckkopf von dem Druckkopf-Controller 38 unter der Befehlsanweisung des Mikrocontrollers 30 bei einer konstanten Rate geladen werden. Die Geschwindigkeit wird durch den herkömmlichen Motorkodierer (nicht gezeigt) auf dem Motor 44 überwacht und gesteuert. In der am meisten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dauert der Druckvorgang ungefähr 425 mS.
Während des Druckvorgangs wird das Band durch den Druckspalt von der Bewegung des Umschlags 25 angetrieben. Der Bandaufnahmemotor 46 wickelt das Band auf den Aufnahmekern auf und stellt sogar eine Spannung bereit, indem er das Band durch den Druckspalt zieht. Um die benötigte gleichmäßige Spannung bereitzustellen, wird die Rück-EMF des Motors 46 in der bevorzugten Ausführungsform überwacht. Änderungen in der Rück-EMF zeigen eine Größe des Bands an, und der Bandantrieb wird entsprechend von dem Mikrocontroller 30 modifiziert. Zusätzlich zeigt eine abrupte Änderung in der Rück-EMF des Motors an, daß das Band gerissen ist, nachdem der Druckkopf oder das Band angehalten hat, wobei in jedem Fall der Mikrocontroller 30 anhält.
Eine Spannung auf der Zuführungsseite des Druckspalts muß ebenfalls aufrechterhalten werden. Das Band wird durch eine Walze 416 und einen Stab 421 geführt, der eine Mitziehung des Bands durch die Reibung des Bands an der Walze 416 und dem Stab 421 bereitstellt. Eine geringe Kupplungslast wird von einer herkömmlichen Kupplung 335 auf den Bandzuführungskern ausgeübt, um eine engere Aufwickelung des Band um die Walze 416 und den Stab 421 bereitzustellen. Der Bandkodierer 341 wird durch die Reibung des Band, welches sich an der Walze 416 vorbeibewegt, gedreht. Die Kodierungsbewegung 341 wird durch den Mikrocontroller 30 überwacht, um zu bestimmen, ob das Band vor Erreichen des Druckkopfs reißt, oder ob das Band ausgegangen ist, wobei in diesem Fall der Mikrocontroller anhalten wird. Zusätzlich kann der Kodierer 341 verwendet werden, um die Geschwindigkeit des Bands und deshalb des Umschlags 25 durch den Druckspalt zu überwachen.
Wenn ein Druckvorgang abgeschlossen worden ist, dreht sich die Welle 83 um zusätzliche 180º an ihre ursprüngliche Ausgangsposition zurück. Die Antriebsverbindung 208 wird ein fester Aufbau, der die Auswurfwalzen 234 an den Umschlag 25 drückt. Da eine leichtere Last für einen Auswurf als für einen Druck benötigt wird, wird die Feder 210 die einzig aktive Feder. Wiederum unterbrechen Fahnen 504 auf der Welle 83 einen optischen Sensor 506, um eine 180º-Drehung anzuzeigen. Diese Drehung um 180º rückt die Auswurfwalzen 234 ein und rückt die Andruckwalze 230 aus. Während der Drehung werden auch der Stop-Finger 124 und der Auslöse-Finger 89 freigegeben, so daß sie sich über dem Zuführungsdeck erstrecken. Aufgrund ihrer sehr geringen Federlast werden die Hebel 89 und 124 entlang des Bodens des Umschlags 25 reiten, bis er die Andruckwalze 230 verläßt.
Der Motor 44 setzt einen Antrieb beider Walzen 230 und 234 fort. An diesem Punkt wird jedoch die Andruckwalze 230 inaktiv, da sie sich unterhalb des Zuführungsdecks befindet. Gleichzeitig hat der Bandmotor 46 angehalten. Wenn die Auswurfwalze 234 einrückt, führt sie den Umschlag 25 von dem Drucker bei zwei- bis dreimal der Druckgeschwindigkeit in der bevorzugten Ausführungsform zu. Sobald der Umschlag 25 den Druckspalt verläßt, kehren die Stop- und Auslöse-Finger 124 und 89 an ihre Ausgangsposition zurück. Der Antriebsmotor 44 wird angehalten, und der Prozeß ist abgeschlossen.
Die obige Ausführungsform der Frankiermaschinen-Druckvorrichtung verwendet thermische Drucktechniken und weist eine geeignete Konfiguration auf, um ein verbessertes Portozeichen mit einem konsistenzen Druckkontrast über dem gedruckten Zeichen zu drucken. Sie weist ferner die Möglichkeit eines Druckens mit Zeichen eines konsistenten Kontrastes für einen Bereich von Umschlägen mit veränderlichen Papierstärken und Porositaten und die Möglichkeit eines Druckens von Zeichen mit konsistentem Kontrast auf Umschlägen mit einem Bereich von Umschlagkonturen in dem Druckbereich auf.

Claims

1. Frankiermaschine (11) für einen thermischen Druck, umfassend:

eine Basis (13), die eine Anlagewand (17) und ein Deck (15) haltert;

einen thermischen Druckkopf (19), der auf der Anlagewand (17) über einem Abschnitt des Decks angebracht ist, um eine Druckstation zum Drucken eines Portozeichens auf einen Umschlag (25) zu definieren, der eine vordere Kante aufweist, die auf dem Deck in der Druckstation positioniert ist;

eine Positionserfassungs-Einrichtung (24) zum Erfassen de Existenz der vorderen Kante des Umschlags in der Druckstation;

einen Mikrocontroller (36), der mit der Positionserfassungs-Einrichtung (24) über einen Bus in Verbindung steht;

eine Kassette (21) mit einem thermischen Band, die entfembar auf der Anlagewand angebracht ist, so daß das thermische Band unter dem thermischen Druckkopf (19) verläuft;

einen Andruckwalzen-Aufbau (26) mit einer Andruckwalze (230) und einer Positionseinrichtung, die auf den Mikrocontroller (30) anspricht, um die Andruckwalze (230) zu veranlassen, eine zweite Position anzunehmen, die den Umschlag gegen das thermische Band und den thermischen Druckkopf vorspannt, wobei die Andruckwalze ebenfalls eine Ausgangsposition unterhalb des Decks aufweist;

eine Auswurfplatte (233), die auf der Anlagewand (17) angebracht ist;

einen Auswurfwalzen-Aufbau mit einer Auswurfwalze (234) und einer Positionseinrichtung (224), die auf den Mikrocontroller anspricht, um die Auswurfwalze zu veranlassen, eine Ausgangsposition anzunehmen, die die Auswurfwalze in die Richtung der Auswurfplatte vorspannt, wobei die Auswurfwalze ebenfalls eine zweite Position unterhalb des Decks aufweist; und

eine Motoreinrichtung (44), die mit dem Mikrocontroller (30) über einen Bus in Verbindung steht und darauf anspricht, um die Andruckwalze (230) und die Auswurfwalze (234) zu veranlassen, sich unter der Steuerung des Mikrocontrollers zu drehen;

wobei der Mikrocontroller (30) so programmiert ist, daß im Ansprechen auf eine Aktivierung der Positionserfassungs-Einrichtung (24) von dem Umschlag der Mikrocontroller die Andruckwalze veranlaßt, ihre zweite Position anzunehmen, und die Auswurfwalze, ihre zweite Position anzunehmen, und er eine Druckabfolge des Druckkopfs (19) einleitet, während synchron die Motoreinrichtung (44) veranlaßt wird, die Andruckwalze zu veranlassen, sich bei einer ersten Geschwindigkeit zu drehen;

wobei der Mikrocontroller so programmiert ist, daß nach einem Abschluß der Druckabfolge der Mikrocontroller die Andruckwalze veranlaßt, ihre Ausgangsposition anzunehmen, und die Auswurfwalze, ihre Ausgangsposition anzunehmen, und die Auswurfwalze (234) veranlaßt, sich bei einer zweiten Geschwindigkeit zu drehen.

2. Frankiermaschine für einen thermischen Druck nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Stop-Einrichtung (24), um zu verhindern, daß der Umschlag (25) longitudinal auf dem Deck (15) fehlerhaft positioniert wird.