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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Maschine, die durch eine Tintenstrahldruckvorrichtung ein
Frankierzeichen auf einem flachen Gegenstand wie einem Kuvert oder
einem Etikett anbringt. Sie betrifft insbesondere eine solche Maschine
mit manuellem Einzug.
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In
einer Maschine zur automatischen Postbearbeitung werden die Umschläge in der
Regel durch eine Beförderungsvorrichtung
wie ein Endlostransportband in das Innere der Maschine auf einer Strecke
von einer Eingabestation zu einer Ausgabestation über die
Druckstation mitgenommen. Dies ist bei einer Büromaschine mit manuellem Einzug
nicht der Fall: Hier führt
der Benutzer das Kuvert teilweise in eine Einführungsöffnung der Maschine ein; das Frankierzeichen
wird auf dem Kuvert angebracht, anschließend entnimmt der Benutzer
das Kuvert mit der Hand.
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Durch
eine unter dem Namen Personal Post OfficeTM durch
die Firma Pitney Bowes vertriebene Maschine ist eine Maschine zum
Frankieren eines flachen Gegenstandes wie eines Kuverts oder eines Etiketts
der folgenden Art bekannt: die Maschine weist in einem Rahmen eine Öffnung zum
manuellen Einführen
eines Gegenstandes auf, welche zu zwei rechtwinkelig zueinander
angeordneten Anschlägen führt, eine
Vorrichtung zum Halten eines Gegenstandes durch Einspannen zwischen
einer festen Oberseite mit einem Fenster und einem unteren Boden, der
durch einen Antriebmechanismus vertikal beweglich ist, eine Tintenstrahldruckvorrichtung,
deren Düsen
innerhalb des Fensters der Oberseite angeordnet sind, und einen
Sensor zum Erfassen der Anwesenheit eines Gegenstandes in der Nähe des Winkels
der Anschläge,
welcher den Mechanismus zum Antrieb des Bodens zum Einspannen des
Gegenstandes und den Druckzyklus auslöst. Der Druck erfolgt in einem
Durchlauf des Druckkopfes (in einer Referenzrichtung, die hier als Längsrichtung
bezeichnet wird); um diesen einzigen Durchlauf zu ermöglichen,
ist der Kopf spezifisch und weist Nichtstandardabmessungen auf,
die es ihm ermöglichen, den
gesamten zu frankierenden Bereich mit einem Mal abzudecken. Aufgrund
der Notwendigkeit eines speziellen Druckkopfes steigen jedoch die
Gestehungskosten der Maschine.
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Um
Standarddruckköpfe
verwenden zu können,
die in der Regel 1/6 Zoll (4,23 mm) in Querrichtung abdecken, ist
es denkbar, mehrere Köpfe
zu verwenden, die derart angeordnet und koordiniert sind, dass sie
in einem Durchlauf den gesamten Frankierbereich abdecken, oder einen
Druckkopf in Querrichtung, d. h. senkrecht zu der Druckdurchlaufrichtung, beweglich
auszubilden, damit er veranlasst wird, mehrere versetzte, den Druckbereich
abdeckende Durchläufe
durchzuführen.
Beide Lösungen
verkomplizieren in hohem Maß die
Herstellung der Maschine und sind nachteilig hinsichtlich des Preises.
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Aus
der
EP-A-405356 ist
eine Frankiermaschine von der Art mit einem Rahmen, einer horizontalen Öffnung zum
Einführen
eines Gegenstandes, welche zu zwei rechtwinkelig zueinander angeordneten
Anschlägen
führt,
einer Vorrichtung zum Halten des Gegenstandes durch Einspannen zwischen
einer festen oberen Wand mit mehreren Fenstern und zwei unteren
vertikal beweglichen Fingern, zwei Druckköpfen, deren jeweilige Düsen innerhalb
der entsprechenden Fenster der oberen Wand angeordnet sind, und
einem Sensor zum Erfassen der Anwesenheit des Gegenstandes bekannt.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, diese Nachteile zu beheben und eine kompakte
und einfache Maschine vorzuschlagen, die mit Standarddruckköpfen auskommt.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer
Frankiermaschine der eingangs erwähnten Art gelöst, bei
der eine Vorrichtung vorgesehen ist, um den Gegenstand vor der Druckvorrichtung
in Querrichtung zu verschieben, während er eingespannt ist.
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Bei
dieser Vorrichtung zur Querverschiebung, die nur eine ziemlich geringe
Streckenbreite überwinden
muss, handelt es sich vorteilhafterweise um einen horizontal beweglichen
Kamm, dessen Zinken einen (Längs-)
der Anschläge
durchqueren, um den Rand eines detektierten Gegenstandes quer zu schieben.
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Der
Kamm wird vorteilhafterweise durch einen Motor vorzugsweise über ein
Schrauben-Mutter-System angetrieben.
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Dieser
Motor ist vorzugsweise unabhängig von
demjenigen, mit dem der Drucker für die Längsverschiebungen des Druckkopfes
ausgestattet ist. Hingegen erfolgt die vertikale Bewegung des Bodens vorteilhafterweise
mit demselben Antriebsmotor des Kamms in einer Richtung und mit
entgegenwirkenden Federn in der entgegengesetzten Richtung. Die Federn
wirken vorzugsweise in der Richtung des Einspannens des Gegenstandes,
und ihre Kraft ist bemessen, um das Dokument leicht einspannen zu können, ohne
der durch den Kamm bedingten Querverschiebung entgegenzuwirken.
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Ebenfalls
vorteilhafterweise erfolgt die Bewegung des Bodens über die
Zwischenwirkung des Kamms. Hierzu sind der Boden und der Kamm vorzugsweise
durch mindestens ein flexibles Zugmittel verbunden.
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Die
Maschine der Erfindung funktioniert wie folgt. Am Anfang führt der
Benutzer bei versenkter Stellung des Bodens den zu frankierenden
Gegenstand in die Einführungsöffnung bis
zu den Anschlägen
ein, sodass die obere rechte Ecke des Gegenstands von dem Sensor
erfasst wird, der den nächsten
Zyklus auslöst.
Der Motor des Kamms läuft
und bewirkt zum einen den Vorschub des Kamms, dessen Zinken sich
immer noch hinter dem Längsanschlag
befinden, und zum anderen den Aufstieg des Bodens durch die Federn,
bis der Gegenstand eingespannt wird, der dann gegen die Bezugsoberseite
anliegt. Der Boden kommt zum Stillstand, während der Kamm weiter vorankommt
und mit seinen Zinken, die den Längsanschlag
durchqueren, den Gegenstand derart schiebt, dass er gegebenenfalls
zunächst
aufgerichtet wird und anschließend
durch sukzessive, auf die Druckdurchläufe abgestimmte Schritte, ihn der
Anbringung des Frankierzeichens zuführt. Nach dem Druck läuft der
Motor des Kamms in umgekehrter Richtung, damit der Kamm sich zurückzieht,
und bewirkt das Absenken des Bodens, wodurch das Kuvert freigegeben
wird, das dann von dem Benutzer wieder entnommen werden kann.
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Die
Maschine der Erfindung ermöglicht
somit den kontaktlosen Druck mit Tintenstrahl auf Trägern mit
variablen Dicken und Abmessungen, wobei Folgendes gewährleistet
ist:
- – die
Oberseite des flachen Gegenstandes wird beim Drucken stets in einem
konstanten Abstand zu den Austrittsdüsen gehalten,
- – die
Haltevorrichtung ermöglicht
die Behandlung von Gegenständen
mit variablen Dicken,
- – die
Verschiebevorrichtung ermöglicht
die Behandlung von Gegenständen
mit variablen Abmessungen, wobei ein und dieselbe Maschine sowohl
kleine Etikette oder Kuverts als auch große Kuverts behandelt,
- – aufgrund
eines Rücksprungs
der Oberseite vor dem in dem Boden vorgesehenen Fenster erzeugt
die Verschiebevorrichtung keine Faltung auf den Außenflächen des
Gegenstands während
der Verschiebung, um die Druckqualität nicht zu verschlechtern,
- – die
Vorrichtung ermöglicht
das Drucken eines Frankierzeichens in einem genauen Bereich des behandelten
Artikels.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung,
das anhand einer Anwendung auf das Frankieren eines Kuverts veranschaulicht
wird und sich auf die beigefügten
Zeichnungen bezieht. Es zeigen:
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1 einen
seitlichen Querschnitt der Vorrichtung der Erfindung in Ausgangsstellung,
der insbesondere die Druckvorrichtung und das System zur Verschiebung
eines Gegenstands gemäß der Erfindung
zeigt;
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2 eine
Teildraufsicht auf dieselbe Vorrichtung der Erfindung, die insbesondere
die Verschiebe- und Ausgleichsmechanismen zeigt (das Drucksystem
und die Oberseite wurden weggelassen, um die Übersichtlichkeit der Ansicht
zu verbessern),
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3 einen
frontalen Querschnitt derselben Vorrichtung der Erfindung, der insbesondere
die Druckmechanismen und das Verschiebesystem gemäß der Erfindung
zeigt,
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4 eine
vereinfachte Darstellung ähnlich der 2,
die zum einen die unterschiedlichen Mechanismen am Ende der ersten
Phase des Verschiebezyklus zeigt, und in der die Projektion der
Bereiche des Drucks, der Abstützung
der Oberseite und des Rücksprungs
der Oberseite dargestellt sind,
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5 und 6 vereinfachte
Darstellungen ähnlich
der 1, die die unterschiedlichen Mechanismen während der
zwei Verschiebephasen der Elemente vor dem Druck zeigen.
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In
einem Rahmen, der insbesondere aus einer unteren Schale 5 besteht,
umfasst die Frankiermaschine einen Standardtintenstrahlkopf 1,
der mit seinem Antriebsmotor 1' verbunden ist, um horizontal längsbeweglich
(Richtungen 22, 22')
zu sein, und dessen Düsen 1'' vertikal nach unten gerichtet
angeordnet sind, um bei der Verschiebung des Kopfes einen Druckbereich 26 zu
definieren (s. 4). Der Druckbereich 26 ist
von einem rechteckigen Fenster 2' umgeben, das in einer horizontalen
festen Oberseite 2 ausgebildet ist, die mit dem Rahmen
fest verbunden ist und mindestens hinten und eventuell auf den Seiten
des Fensters 2' eine
obere Bezugsfläche 27 definiert
(s. 1 und 4), gegen die das Kuvert angelegt
wird. Vor dem Fenster 2' hingegen
bildet die Oberseite 2 einen Absatz 25 (siehe 1 und 4)
nach oben aus Gründen,
die nachfolgend erläutert
werden. Die Düsen 1'' überragen und stehen einem eventuell
leicht die Form einer Mulde (3'')
aufweisenden (entsprechend im Wesentlichen dem Druckbereich 26)
Teil eines unteren, längserstreckten
Bodens 3 gegenüber,
der durch einen nachfolgend beschriebenen Antriebmechanismus vertikal beweglich
ist. Hinter dem Druckbereich ist parallel zu dem Boden 3 ein
horizontal beweglicher Längskamm 4 angeordnet,
um ein Kuvert 6, das dank einer horizontalen Öffnung der
Maschine, die zwei Seiten eines Rechtecks bildet, dessen zwei weitere
Seiten durch eine hintere Längsanschlag-
und -stützfläche 8 und
eine seitliche Queranschlag- und -stützfläche 9 verwirklicht
sind, manuell in Schrägrichtung 7 in
die Maschine eingeführt
wurde, wobei die Flächen
beispielsweise zu der Oberseite 2 gehören und eine Referenzierung
des eingeführten
Gegenstands 6 zu ihnen ermöglichen. Das Einführen des
Kuverts 6 wird durch eine Ausweitung des Randes der Öffnung erleichtert,
welche Ausweitung durch Abrundungen 30 der unteren Schale
und abgeschrägte
Flächen 31 der Oberseite 2 gebildet
wird.
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Das
Kuvert 6 ist wie folgt ausgerichtet und positioniert:
- – die
Fläche,
auf der das Frankierzeichen gedruckt wird, ist nach oben gerichtet,
damit sie der Oberseite 2 gegenüberliegt;
- – die
obere Kante des Kuverts 6 steht in Kontakt mit der Längsabstützfläche 9.
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Das
Erfassen der Referenzierung des Kuverts 6 wird durch eine
Lichtschranke 10 (optische Zelle) gewährleistet, die mit der Oberseite 2 fest
verbunden und in dem Bereich angeordnet ist, wo sich die Abstützflächen 8 und 9 schneiden.
Jede Fehlpositionierung des Kuverts wird somit das Erfassen des Kuverts 6 unterbinden.
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Bei
dem unteren Boden 3 handelt es sich um einen rechteckigen,
längserstreckten
Boden, der in den vertikalen Richtungen 12 und 12' über die
vertikalen Schalenwände 5' sowie die Fläche 9,
die mit einem dem Boden 3 vorzugsweise unter Bildung einer abgeschrägten Fläche entspringenden
vertikalen Rand 3' zusammenwirken,
vertikal beweglich in der unteren Schale 5 angebracht ist.
Spiralfedern 11, die zwischen der unteren Schale 5 und
dem unteren Boden 3 zusammengedrückt sind, belasten diesen letzteren
ständig
nach oben in der Richtung 12'.
Flexible Zugmittel 13 (beispielsweise flexible Fäden, Kabel oder
Bänder),
die an einem ihrer Enden unter dem unteren Boden 3 befestigt
sind, werden innerhalb der Federn 11 nach unten durchgeführt, durchqueren
die Sockel 14 der Federn 8 und sind an ihrem anderen Ende
an dem mobilen Kamm 4 befestigt, sodass das Zurücksetzen
des Kamms 4 (in der Richtung 20') das Absenken des Bodens 3 und
dessen Versenken in der Schale 5 bewirkt.
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Der
mobile Kamm 4 ist mit einem Motor 15 über ein
Schrauben-Mutter-System
motorisiert. Die Schraube 16 ist mit dem Rotor des Motors 15 fest verbunden.
Die Mutter 17 ist mit dem mobilen Kamm 4 fest
verbunden. Der mobile Kamm 4 wird durch Führungsschienen
oder vertikale Flächen 18, 19 der unteren
Schale 5 geführt;
er ist in den horizontalen Querrichtungen 20 und 20' beweglich.
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Der
bewegliche Kamm 4 umfasst drei senkrechte Zinken 21,
die mit der oberen Kante des Kuverts 6 in Kontakt sein
werden, um dieses zu schieben. Diese Zinken sind positioniert und
bemessen, um alle zu behandelnden Kuvert-Standartformate sowie ein
Etikettenformat korrekt zu schieben. Die Rückseite 8 umfasst Öffnungen 28 für das Durchführen der
Zinken 21, und der Boden 3 umfasst auf der Rückseite
Bodenausnehmungen 29, in die sie eindringen können.
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Der
Druckzyklus wird nach Erfassen der Ecke eines Kuverts durch die
Lichtschranke 10 ausgelöst.
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In
der ersten Vorschubphase des mobilen Kamms 4 in der Richtung 20 steigt
der untere Boden 3, der am Ende des vorhergehenden Zyklus
in unterer versenkter Stellung war, in der Richtung 12 unter der
gemeinsamen Wirkung der Federn 11 und der Freiheit, die
ihm die Zugmittel 13 mit fortschreitendem Vorschub des
Kamms 4 geben, wieder auf und legt die Oberseite des Kuverts 6 gegen
die Bezugsfläche
der Oberseite 2 an. Wenn das Kuvert 6 anliegt, entspannen
sich die Zugmittel 13. Die Zinken 21, die zuerst
hinter der Bezugsfläche 8 (2)
waren, kommen dann auf Höhe
der genannten Bezugsfläche 8 wie
in 4 und 5 dargestellt.
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Während der
zweiten Vorschubphase des mobilen Kamms 4 in der Richtung 20 durchqueren die
Zinken 21 die Rückseite 8 und,
indem sie in die Ausnehmungen 29 des Bodens 3 eindringen,
schieben das eingespannte Kuvert 6, indem sie es zwischen
den Bezugsflächen 27 der
Oberseite 2 und des unteren Bodens 3 sowie entlang
der seitlichen Bezugsfläche 9 gleiten
lassen. Wenn ein Kuvert 6' – wie in 4 gestrichelt
dargestellt – nicht
perfekt, sondern für
dessen Erfassen durch die Schranke 10 ausreichend positioniert
wurde, ermöglicht
es diese zweite Phase, die obere Kante des Kuverts vollkommen senkrecht
zu der Verschieberichtung 20 auszurichten. Das Kuvert 6 und
die Maschine befinden sich dann in der Stellung des Druckbeginns
wie in 6 dargestellt.
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Der
Druck des Zeichens ergibt sich aus einer Wechselkombination der
herkömmlichen
Verschiebebewegungen des Standard-Tintenstrahlkopfes 1 und
des Kuverts 6. Der Tintenstrahldruckkopf druckt in der
Längsrichtung 22.
Am Ende des ersten Druckdurchlaufs und während der Rückbewegung des Druckkopfes
in der entgegengesetzten Richtung 22' wird das Kuvert 6 durch
die Zinken 21 in der Querrichtung 23 durch die Übertragung
der Drehbewegung des Motors 15 auf den Kamm in der Richtung 20 (die
mit der Richtung 23 identisch ist) geschoben. Die Anzahl
der zum Drucken des gesamten Frankierzeichens durchzuführenden
Durchläufe
hängt von dem
Verhältnis
zwischen der Breite des Frankierzeichens und der Druckbreite des
Tintenstrahlkopfes ab. Sie beträgt
beispielsweise 6, wenn das Frankierzeichen einen Zoll (25,4 mm)
breit ist und der Kopf wie üblich
ein Sechstel Zoll (4,23 mm) abdeckt.
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Um
das Erzeugen einer Welle auf der Oberseite des Kuverts 6 zu
verhindern, auf dem das Frankierzeichen gedruckt wird, fehlt die
Bezugsfläche
der Oberseite 2 in dem Bereich 25, der dem Nachdruck-Bereich
und Bereich entspricht, in dem die von dem Druckkopf 1 bei
dem vorhergehenden Durchlauf abgegebene Tinte trocknet.
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Am
Ende des Drucks zieht sich der mobile Kamm 4 in der Richtung 20' bis zu einem
festen Anschlag 24 zurück.
Auf seinem Weg spannt der mobile Kamm 4 die flexiblen Zugmittel 13 und
senkt den unteren Boden 3 in der Richtung 12' ab. Das Kuvert 6 wird
freigegeben und kann manuell wieder entnommen werden.
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Eine
geeignete Steuerungselektronik steuert und synchronisiert die unterschiedlichen
Mechanismen zur Durchführung
der vorgenannten Zyklen.