EP0494363A2 - Flüssigkeitsstrahl-Druckvorrichtung für Frankier- und Wertstempelmaschinen - Google Patents

Flüssigkeitsstrahl-Druckvorrichtung für Frankier- und Wertstempelmaschinen Download PDF

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EP0494363A2
EP0494363A2 EP91119626A EP91119626A EP0494363A2 EP 0494363 A2 EP0494363 A2 EP 0494363A2 EP 91119626 A EP91119626 A EP 91119626A EP 91119626 A EP91119626 A EP 91119626A EP 0494363 A2 EP0494363 A2 EP 0494363A2
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liquid jet
printing device
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jet printing
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Stephan Günther
Norbert Knoth
Freidrich-Viktor Miehe
Wolfgang Dr. Thiel
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Francotyp Postalia GmbH
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Francotyp Postalia GmbH
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J25/00—Actions or mechanisms not otherwise provided for
    • B41J25/304—Bodily-movable mechanisms for print heads or carriages movable towards or from paper surface
    • B41J25/308—Bodily-movable mechanisms for print heads or carriages movable towards or from paper surface with print gap adjustment mechanisms
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
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    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/135—Nozzles
    • B41J2/145—Arrangement thereof
    • B41J2/15—Arrangement thereof for serial printing

Definitions

  • the invention relates to a liquid jet printing device for franking and stamping machines which generate characters and graphic characters and symbols on a recording medium by ejecting drops from nozzles, the nozzles being held in a guide plate of a printing head with associated control means and arranged at an angle to the direction of movement of the recording medium are.
  • the invention had for its object to provide a liquid jet printing device which ensures a constant spacing even with differently strong recording media and a differentiated, narrow printing pattern due to the arrangement of the nozzles in the print head.
  • the advantage of the arrangement of the nozzles concave and with a fictitious focus of the liquid jets below of the record carrier consists in a higher resolution of the print image than it corresponds to the distance of the nozzles in the print head.
  • the nozzles 10 are held in the guide plate 20.
  • the guide plate 20 is concave. Instead of a concave shape of the guide plate 20, this can also be made plane-parallel.
  • the outlet openings of the nozzles 10 are arranged concavely with respect to the recording medium 30.
  • the position of the nozzles 10 relative to the recording medium 30 is such that the fictitious focal point 50 of all liquid jets 40 lies below the recording medium 30.
  • the printing width is determined by the distance between the edge rays 41, 42 at the level of the recording medium 30. Due to the location of the fictional focal point 50 below the record carrier 30 Despite a relatively large distance between adjacent nozzles 10, the characters achieved a high resolution.
  • the liquid jet printing device is used for franking and stamping machines, special measures for ensuring a uniform printing image on different recording media 30 are necessary, since the recording media 30 can have different thicknesses. For example, letters vary in thickness due to the number of pages they contain and / or the envelope paper used. Check forms that go through stamp machines can also have different paper thicknesses. With a rigid arrangement of the print head and the support for the record carrier relative to one another, a uniform print image is not guaranteed.
  • a distance measuring system 60, 70 is assigned to the printing device.
  • the distance measuring system 60, 70 effects an even distance between the guide plate 20 and the recording medium 30 by means of an associated control system by raising or lowering either the printhead or the support for the recording medium.
  • the distance measuring system 60, 70 is arranged in the print head and is preferably integrated in the guide plate 20.
  • Distance sensors that work according to the ultrasound echo sounder principle can be used as measuring methods, as can sensors based on the reflection of optical signals.
  • a laser 60 directed at an acute angle on the recording medium e.g. B. a CO2 laser, generates a focused laser beam which strikes the surface of the recording medium 30 at the angle alpha and generates the light spot A.
  • a portion of the diffusely scattered laser beam passes through the section AL.
  • an image B of the light spot A is created.
  • the distance BB 'in the focal plane of the imaging lens 80 is a measure of the vertical displacement d of the surface of the recording medium 30:
  • a system of several optoelectronic detectors is arranged in the focal plane of the imaging lens L.
  • Monolithically integrated CCD line sensors can be used particularly advantageously for this purpose.

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  • Ink Jet (AREA)
  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
  • Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)

Abstract

Für eine Flüssigkeitsstrahl-Druckvorrichtung für Frankier- und Wertstempelmaschinen, die durch Ausstoßen von Tropfen aus Düsen Schriftzeichen und grafische Zeichen sowie Symbole auf einem Aufzeichnungsträger erzeugt, wird vorgeschlagen, die Düsen (10) konkav über dem Aufzeichnungsträger (30) anzuordnen. Dabei soll der fiktive Brennpunkt (50) der Flüssigkeitsstrahlen unterhalb des Aufzeichnungsträgers (30) liegen. Ein Abstandsmeßsystem (60,70) dient der Kompensation der verschiedenen Stärken der Aufzeichnungsträger (30) durch Heben oder Senken des Druckkopfes. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Flüssigkeitsstrahl-Druckvorrichtung für Frankier- und Wertstempelmaschinen, die durch Ausstoßen von Tropfen aus Düsen Schriftzeichen und grafische Zeichen sowie Symbole auf einem Aufzeichnungsträger erzeugen, wobei die Düsen in einer Führungsplatte eines Druckkopfes mit zugeordneten Steuerungsmitteln gehalten und winklig zur Bewegungsrichtung des Aufzeichnungsträgers angeordnet sind.
  • Es ist bekannt, bei Schreibvorrichtungen Spritzdüsen in einen ortsfesten Schreibkopf derart zu installieren, daß diese parallel zueinander stehen oder deren gedachte Längsachsen sich in einem Punkt der Schreibebene schneiden (DE - 30 04 530 A1).
  • Andere Tintenmosaik-Schreibwerke führen zum Erzielen eines engen Düsenrasters die Düsen an deren Spitzen eng zusammen. Hierbei gestattet die Anzahl der Düsen in Verbindung mit mehreren Tintenvorratsbehältern eine unterschiedliche Farbgebung des Druckbildes (DE - 34 30 921 A1).
  • Bei derartigen Flüssigkeitsstrahl-Druckvorrichtungen ist eine exakte Justage der Druckköpfe notwendig, um ein stets einwandfreies Druckbild zu gewährleisten. Außerdem ist es erforderlich, ständig einen geführten Aufzeichnungsträger einheitlicher Stärke zu verwenden, so daß immer ein gleicher Abstand zwischen Aufzeichnungsträger und Druckkopf bzw den Austrittsöffnungen der Spritzdüsen eingehalten wird.
  • Beim Einsatz solcher Druckvorrichtungen in Frankiermaschinen tritt das Problem auf, daß die Aufzeichnungsträger unterschiedliche Stärken aufweisen und somit der Abstand zwischen den Schreibdüsen und dem Aufzeichnungsträger jedesmal neu zu bestimmen und anzupassen ist.
  • Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine Flüssigkeitsstrahl-Druckvorrichtung zu schaffen, die auch bei unterschiedlich starken Aufzeichnungsträgern einen immer gleichen Abstand und durch die Anordnung der Düsen im Druckkopf ein differenziertes, enges Druckraster gewährleistet.
  • Diese Aufgabe ist durch die Erfindung gelöst, wie sie im Kennzeichnungsteil des ersten Patentanspruches dargelegt ist.
  • Die Unteransprüche beschreiben weitere vorteilhafte Maßnahmen der Erfindung.
  • Der Vorteil der Anordnung der Düsen konkav gegenüber und mit einem fiktiven Brennpunkt der Flüssigkeitsstrahlen unterhalb des Aufzeichnungsträgers besteht in einer höheren Auflösung des Druckbildes als es dem Abstand der Düsen im Druckkopf entspricht.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer aus zwei Figuren bestehenden Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt die
    • Fig.1
    den prinzipiellen Aufbau eines Druckkopfes und die
    Fig.2
    die schematische Darstellung eines Abstandsmeßsystems.
  • In den Figuren tragen gleiche Teile dieselben Bezugszeichen.
  • Die Düsen 10 sind in der Führungsplatte 20 gehalten. Im Beispiel der Fig.1 ist die Führungsplatte 20 konkav geformt. Statt einer konkaven Formung der Führungsplatte 20 kann diese auch planparallel ausgeführt sein. In diesem Fall sind die Austrittsöffnungen der Düsen 10 konkav gegenüber dem Aufzeichnungsträger 30 angeordnet. Die Düsen 10 sind in ihrer Lage zum Aufzeichnungsträger 30 so orientiert, daß der fiktive Brennpunkt 50 aller Flüssigkeitsstrahlen 40 unterhalb des Aufzeichnungsträgers 30 liegt. Die Druckbreite wird durch den Abstand der Randstrahlen 41, 42 in Höhe des Aufzeichnungsträgers 30 bestimmt. Durch die Lage des fiktiven Brennpunktes 50 unterhalb des Aufzeichnungsträgers 30 ist trotz relativ weitem Abstand nebeneinander liegender Düsen 10 eine hohe Auflösung der Zeichen erreicht.
  • Da die Flüssigkeitsstrahl-Druckvorrichtung für Frankier- und Wertstempelmaschinen verwendet wird, sind besondere Maßnahmen zum Gewährleisten eines einheitlichen Druckbildes auf verschiedene Aufzeichnungsträger 30 notwendig, da die Aufzeichnungsträger 30 eine unterschiedliche Stärke aufweisen können. So sind beispielsweise Briefe aufgrund der Anzahl der enthaltenen Seiten und/oder des verwendeten Umschlagpapiers verschieden in ihrer Stärke. Auch Scheckvordrucke, die Wertstempelmaschinen durchlaufen, können unterschiedliche Papierstärken aufweisen. Bei einer starren Anordnung des Druckkopfes und der Auflage für den Aufzeichnungsträger zueinander ist ein gleichmäßiges Druckbild nicht gewährleistet.
  • Aus diesem Grund wird erfindungsgemäß der Druckvorrichtung ein Abstandsmeßsystem 60,70 zugeordnet. Das Abstandsmeßsystem 60,70 bewirkt über ein zugeordnetes Regelsystem einen gleichmäßigen Abstand zwischen Führungsplatte 20 und Aufzeichnungsträger 30 durch Heben oder Senken entweder des Druckkopfes oder der Auflage für den Aufzeichnungsträger.
  • Für die Abstandsbestimmung ist ein Verfahren erforderlich, das eine hohe Auflösung im Bereich von Zehntel Millimetern ermöglicht. Das Abstandsmeßsystem 60, 70 ist im Druckkopf angeordnet und vorzugsweise in die Führungsplatte 20 integriert. Als Meßverfahren können sowohl Abstandssensoren, die nach dem Ultraschall-Echolotprinzip arbeiten, eingesetzt werden, als auch solche, die auf der Reflexion optischer Signale basieren.
  • Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist näher beschrieben. Ein im spitzen Winkel auf dem Aufzeichnungsträger gerichteter Laser 60, z. B. ein CO2-Laser, erzeugt einen fokussierten Laserstrahl, der unter dem Winkel alfa auf die Oberfläche des Aufzeichnungsträgers 30 trifft und den Lichtfleck A erzeugt. Ein Anteil des diffus gestreuten Laserstrahls durchläuft die Strecke AL. In der Brennebene der Abbildungslinse L mit der Brennweite f entsteht ein Bild B des Lichtfleckes A. Bei einer Verschiebung der streuenden Oberfläche des Aufzeichnungsträgers 30 in vertikaler Richtung, beispielsweise durch einen weniger gefüllten Briefumschlag entstehen der Auftreffpunkt A' und der Bildpunkt B'. Der Abstand BB' in der Brennebene der Abbildungslinse 80 ist ein Maß für die vertikale Verschiebung d der Oberfläche des Aufzeichnungsträgers 30:
    Figure imgb0001
    Zur Registrierung der Strecke BB' wird in der Brennebene der Abbildungslinse L ein System mehrerer optoelektronischer Detektoren angeordnet. Besonders vorteilhaft lassen sich hierzu monolithisch integrierte CCD-Zeilensensoren einsetzen.

Claims (9)

  1. Flüssigkeitsstrahl-Druckvorrichtung für Frankier- und Wertstempelmaschinen, die durch Ausstoßen von Tropfen aus Düsen Schriftzeichen und grafische Zeichen sowie Symbole auf einem Aufzeichnungsträger erzeugt, wobei die Düsen in einer Führungsplatte eines Druckkopfes mit zugeordneten Steuerungsmitteln gehalten und winklig zur Bewegungsrichtung des Aufzeichnungsträgers angeordnet sind, gekennzeichnet durch eine konkave Anordnung der Düsen (10) im Druckkopf gegenüber dem Aufzeichnungsträger (30), wobei sich die Flüssigkeitsstrahlen der einzelnen Düsen in einem fiktiven Brennpunkt (50) unterhalb des Aufzeichnungsträgers (30) schneiden und ein dem Druckkopf zugeordnetes Abstandsmeßsystem (60, 70), das die Abstände zwischen Düsen (10) und Aufzeichnungsträger (30) mißt und der Kompensation unterschiedlicher Abstände dient.
  2. Flüssigkeitsstrahl-Druckvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine konkave Ausformung der Führungsplatte (20).
  3. Flüssigkeitsstrahl-Druckvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch konkave Anordnung der Düsen (10) in einer planparallel gestalteten Führungsplatte (20).
  4. Flüssigkeitsstrahl-Druckvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstandssensor (60, 70) in der Führungsplatte (20) des Druckkopfes integriert ist.
  5. Flüssigkeitsstrahl-Druckvorrichtung nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Abstandsmeßsystem (60, 70) die Reflexion eines optischen oder akustischen Signals zur Messung des Abstandes nutzt.
  6. Flüssigkeitsstrahl-Druckvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als optisches Signal ein Laserstrahl verwendet wird.
  7. Flüssigkeitsstrahl-Druckvorrichtung nach Anspruch 1, 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß optoelektronische Mittel zur Detektion des optischen Signals benutzt werden.
  8. Flüssigkeitsstrahl-Druckvorrichtung nach Anspruch 1, 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß als optoelektronischer Detektor ein monolithisch integrierter CCD-Zeilensensor eingesetzt wird.
  9. Flüssigkeitsstrahl-Druckvorrichtung nach Anspruch 1, 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Abstandsmeßsystem (60, 70) ein Ultraschall-Echolot nutzt.
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