EP0910509A1 - Druckwerk - Google Patents

Druckwerk

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EP0910509A1
EP0910509A1 EP98902925A EP98902925A EP0910509A1 EP 0910509 A1 EP0910509 A1 EP 0910509A1 EP 98902925 A EP98902925 A EP 98902925A EP 98902925 A EP98902925 A EP 98902925A EP 0910509 A1 EP0910509 A1 EP 0910509A1
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EP
European Patent Office
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printing unit
counter
unit according
pressure roller
printing
Prior art date
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Werner Haug
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Frama AG
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Frama AG
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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
    • B41J25/312—Bodily-movable mechanisms for print heads or carriages movable towards or from paper surface with print pressure adjustment mechanisms, e.g. pressure-on-the paper mechanisms

Definitions

  • the present invention comprises a printing unit according to the preamble of claim 1.
  • Printing units have been known for a long time which produce an imprint on an object by means of a stamp. Such printing units were used in particular to generate postage stamps on envelopes, cards and the like shipping items.
  • thermal transfer printing technology With advancing printing technology, especially the emergence of thermal transfer printing technology, the demand, which i.a. to transfer advantages gained with this so-called thermal printing process also to the printing of stamps.
  • a printing unit with a printing head touching the surface of the object to be printed for example a thermal printing head
  • a thermal printing head which can either be installed as a retrofit element in existing devices with, for example, a tampon printing unit or in the redesign of one with a printer provided device can be used.
  • parts of the printing unit for example the printing unit housing, can be integrated into the device receiving this printing unit (for example a franking machine).
  • this is also part of this task contain the condition that the new printing unit, like the previously known printing units, can print objects of different geometrical dimensions, that is to say, for example, different letter thicknesses, using known printing technology.
  • Part of the invention is also a franking machine which contains a printing unit designed according to the invention.
  • the invention provides the advantage that the print head can be placed on objects of different thickness (range from 0 to e.g. several centimeters or more) with little technical effort and in an extremely reliable mechanical manner, and the print image can be transferred with the help of the transfer belt with the same contact pressure.
  • the design effort can be reduced and / or the degree of automation of the printing unit can be increased.
  • FIG. 1 shows a side view of a printing unit
  • FIG. 3 is a timing diagram of the main shaft movement
  • the thermal print head 1 (commercially available element) is mounted on a lever 2 which can be pivoted about the pivot point 3.
  • This lever is positively controlled via a cam 4 arranged on the driven main shaft 5.
  • lever 2 In the waiting position (normal position), lever 2 is raised, i.e. the print head leaves space for inserting an envelope.
  • the lever 2 After a main shaft rotation angle of 120 degrees, the lever 2 is deflected by the spring 13 to such an extent that the print head 1 rests on the envelope with the ink ribbon drawn through it. At this point, the lower side of the envelope lies on the counter-pressure roller 6.
  • the counter-pressure roller 6 is rotatably mounted on and between two levers 7 which can be pivoted about the same pivot point as the lever 2.
  • This lever 7 is coupled via a spring 9 to a further lever 8, which in turn can be rotated about the same pivot point 3.
  • the spring 9 can only pull the lever 8 back to a stop 10 acting as a counter pressure limiter.
  • the further levers 8 are in each case positively controlled via a second cam plate 11, which is also arranged on the main shaft 5. In this way, the levers 8 are pressed upward over the cam plate 11, the counterparts roller-carrying lever 7 only move upwards until the counter-pressure roller 6 with the envelope lying on it comes to rest against the stationary roller.
  • the resulting overstroke of the lever 8 with respect to the lever 7 causes the spring 9 to be pretensioned essentially independent of the envelope thickness constant differential force pressed onto the ribbon or the envelope.
  • the pressure of the print head can be selected via the choice of springs 9 and 13.
  • This principle and the free oscillation of the counterpressure roller around axis 3 enable the envelope surface to be printed to be guided in parallel, even with different local envelope thickness dimensions.
  • Envelopes filled unevenly can be printed easily and reproducibly thanks to constant contact pressure and the printhead that can move freely around the swivel axis.
  • FIG. 2 shows the principle of the envelope feed caused by the counter-pressure roller 6.
  • a motor mounted stationary in the housing of the printing unit drives a series of gearwheels 17-21, which are mounted on the one roller lever 7, via a worm gear 15, 16.
  • the last gear 21 sits on the same shaft as the counter pressure roller 6 and drives it regardless of the position. Since the roller 6, in turn, presses against the envelope at the bottom under the spring differential prestress described, it is inevitably transported by the rotating roller 6.
  • the stationary roller 12 lying on the other side of the envelope also rotates.
  • the current position of the envelope is detected and reported via rotary angle signaling systems, for example in the form of slotted disks, by means of commercially available position detectors 21 and light barriers of an electronic circuit (not described in more detail here, since it can be implemented in many different ways).
  • This electronics can then trigger printing of the print head 1 at a selectable distance from the coupon.
  • FIG. 3 shows the printing process on the single envelope in the form of a timing diagram.
  • the first 120 degrees of the main shaft rotation 5 are responsible for inserting and clamping the envelope between the counter-pressure roller 6 and the stationary roller 12 and for lowering the print head 1.
  • the main shaft rotation 5 is now stopped and the transport motor 14 is stopped. starts.
  • the envelope is transported under the print head and printed until a light barrier (not shown) starts the main shaft 5 again.
  • the print head and counter-pressure roller 6 are then moved away from the envelope surface.
  • the envelope transport continues.
  • a pair of ejection rollers takes care of the remaining transport and ejects the envelope from the printing unit area.
  • the main shaft rotates 240 degrees the ejection roller pair is also opened and the transport drive is switched off.
  • the invention is not limited to the embodiment described and shown in the figures. Rather, it encompasses all printing units in which the teaching of the claims is realized, i.e. which primarily enable pressure to be applied to the printhead independently of the object thickness and with constant force. It is immaterial whether individual elements shown are replaced by means that work or act in the same or a similar way.

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  • Devices For Checking Fares Or Tickets At Control Points (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)
  • Common Mechanisms (AREA)

Abstract

Es wird ein Druckwerk beschrieben, dessen Druckkopf (1) mit weitgehend konstanter Anpresskraft auf eine zu bedruckende Gegenstandsoberfläche angepresst wird. Zu diesem Zweck sind sowohl der Druckkopf (1) wie die Andruckrolle (6) an über Federn (9, 13) verbundenen schwenkbaren Hebeln (2, 7, 8) angeordnet. Eine besondere Anwendung erhält dieses Druckwerk in Frankiermaschinen.

Description

Druckwerk
Die vorliegende Erfindung umfasst ein Druckwerk gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Seit längerer Zeit sind Druckwerke bekannt, die mittels eines Stempels einen Aufdruck auf einem Gegenstand erzeugen. Solche Druckwerke dienten insbesondere dem Erzeugen von postalischen Wertzeichen auf Couverts, Karten und dergleichen Versandgegenständen. Mit fortschreitender Drucktechnologie, insbesondere dem Aufkommen der thermischen Transferdrucktechnik, stieg der Bedarf, die u.a. mit diesem sog. Thermodruckverfahren gewonnen Vorteile auch auf den Wertzeichendruck zu übertragen.
Es stellte sich daher die Aufgabe, ein Druckwerk mit einen die Oberfläche des zu bedruckenden Gegenstandes berührenden Druckkopf, z.B. einem Thermodruckkopf , zu entwerfen, das entweder als Umrüstelement in bereits vorhandene Geräte mit z.B. einem Tampondruckwerk eingebaut werden kann oder bei der Neukonzeption eines mit einem Drucker versehenen Gerätes einsetzbar ist. Im letzteren Fall ist denkbar, dass Teile des Druckwerks, z.B. das Druckwerkgehäuse, in das dieses Druckwerk aufnehmende Gerät (z.B. einer Frankiermaschine) integriert sein können. Mit in dieser Aufgabe ist natürlich auch die Bedingung enthalten, dass das neue Druckwerk gleich wie die bisher bekannten Druckwerke mit bekannter Drucktechnik Gegenstände unterschiedlicher geometrischer Abmessungen, sprich z.B. unterschiedlicher Briefdicke, bedrucken kann.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs 1 sowie durch die Merkmale der abhängigen Ansprüche. Bestandteil der Erfindung ist ebenfalls eine Frankiermaschine, die ein erfindungsge äss ausgebildetes Druckwerk enthält.
Die Erfindung liefert den Vorteil, dass mit kleinem technischen Aufwand und auf äusserst zuverlässige mechanische Art der Druckkopf auf Gegenständen unterschiedlicher Dicke (Bereich quasi 0 bis z.B. mehrere Zentimeter oder mehr) aufgelegt und das Druckbild mit Hilfe des Transferbandes bei stets gleichem Anpressdruck übertragen werden kann. Mit Hilfe der Merkmale der abhängigen Ansprüche kann entweder der Konstruktionsaufwand reduziert und/oder der Automatisierungsgrad des Druckwerks erhöht werden.
Im folgenden wird das in eine Frankiermaschine eingebaute erfindungsgenässe Druckwerk anhand der beiliegenden Figuren beispielsweise näher erläutert. Es zeigen: -Fig. 1 eine Seitenansicht eines Druckwerks
-Fig. 2 den Antriebsmechanismus der Gegendruckrolle
-Fig. 3 ein Zeitdiagramm der Hauptwellenbewegung
Der Thermodruckkopf 1 (handelsübliches Element) ist gemäss Figur 1 auf einem um den Drehpunkt 3 schwenkbaren Hebel 2 montiert. Dieser Hebel wird über eine auf der angetriebenen Hauptwelle 5 angeordnete Kurvenscheibe 4 zwangsgesteuert. In der Wartestellung (Normallage) ist der Hebel 2 angehoben ,d.h. der Druckkopf lässt Raum für das Einschieben eines Couverts. Nach einem Hauptwellen-Drehwinkel von 120 Grad wird der Hebel 2 über die Feder 13 soweit abgewenkt, dass der Druckkopf 1 mit dem unter ihm durchgezogenen Farbband auf dem Couvert aufliegt. Die untere seite des Couverts liegt in diesem Zeitpunkt auf der Gegendruckrolle 6.
Die Gegendruckrolle 6 ist an und zwischen zwei um den gleichen Drehpunkt wie der Hebel 2 schwenkbaren Hebeln 7 drehbar gelagert. Dieser Hebel 7 ist über eine Feder 9 je an einen wiederum um den gleichen Drehpunkt 3 drehbaren weiteren Hebel 8 gekoppelt. Die Feder 9 kann dabei den Hebel 8 nur bis zu einem als Gegendrucklimiter wirkenden Anschlag 10 zurückziehen. Die weiteren Hebel 8 sind ihrereseits über je eine zweite, ebenfalls auf der Hauptwelle 5 angeordnete Kurvenscheibe 11 zwangsgesteuert. Die Hebel 8 werden auf diese Weise über die Kurvenscheibe 11 nach oben gedrückt, wobei die die Gegen- rolle tragenden Hebel 7 sich nur soweit nach oben mitbewegen, bis die Gegendruckrolle 6 mit dem auf ihr aufliegenden Cou- vert an die stationäre Rolle anzuliegen kommt. Der dabei entstehende Ueberhub des Hebels 8 in Bezug auf den Hebel 7 bewirkt eine Vorspannung der Feder 9. Da die von der Feder 9 ausgeübte Federkraft grösser als die von der Feder 13 auf den Rollenhebel 7 ausgeübte Federkraft sein muss, wird der Druckkopf 1 mit einer im wesentlichen unabhängig von der Couvert- dicke konstanten Differenzkraft auf das Farbband bzw. das Couvert gedrückt. Mit andern Worten: Ueber die Wahl der Federn 9 und 13 ist die Anpresskraft des Druckkopfs wählbar. Dieses Prinzip und das freie Pendeln der Gegendruckrolle um die Achse 3 ermöglichen eine Parallelführung der zu bedruckenden Couvertoberfläche auch bei unterschiedlichen lokalen Couvertdickenabmessungen. Mit andern Worten: Ungleich gefüllte Couverts lassen sich dank konstantem Anpressdruck und dem frei um die Schwenkachse beweglichen Druckkopf problemlos und reproduzierbar bedrucken.
Die Wahl der Federstärke hängt primär vom Gewicht und der verlangten Anpresskraft des jeweils verwendeten handelsüblichen Druckkopfes ab. Zudem kann über die Federcharakteristik die Wegabhängigkeit der Kraftwirkung optimiert werden. Selbstverständlich ist denkbar, dass parallel zu den Federn Schwingungsdämpfer eingesetzt werden können. Figur 2 zeigt nun das Prinzip des von der Gegendruckrolle 6 bewirkten Couvertvorschubes. Ein stationär im Gehäuse des Druckwerks montierter Motor treibt über ein Schneckengetriebe 15, 16 eine Serie Zahnräder 17-21, die auf dem einen Rollenhebel 7 gelagert sind. Das letzte Zahnrad 21 sitzt auf der gleichen Welle wie die Gegendruckrolle 6 und treibt sie lageunabhängig an. Da die Rolle 6 ihrerseits unter der beschriebenen Federdifferenzvorspannung unten am Couvert andrückt, wird dieses zwangsläufig durch die drehende Rolle 6 transportiert. Dadurch dreht sich aber auch die auf der andern Seite des Couverts liegende stationäre Rolle 12 mit. Ueber Drehwinkelsignalisiersyste e, z.B. in Form von Schlitzscheiben, wird mittels handelsüblicher Positionsmelder 21 sowie Lichtschranken einer elektronischen Schaltung (hier nicht näher beschrieben, da auf verschiedenste Weise realisierbar) die aktuelle Position des Couverts erfasst und gemeldet. Diese Elektronik kann anschliessend einen Aufdruck des Druckkopfs 1 mit wählbarem Abstand vom Couvertrand auslösen.
Figur 3 zeigt in Form eines Zeitablaufdiagramms den Druckpro- zess am Einzelcouvert. Die ersten 120 Grad der Hauptwellendrehung 5 sind für Einführen und Einklemmen des Couverts zwischen Gegendruckrolle 6 und stationärer Rolle 12 sowie für das Absenken des Druckkopfs 1 verantwortlich. Nun wird die Hauptwellendrehung 5 gestoppt und der Transportmotor 14 ge- startet. Damit wird das Couvert unter dem Druckkopf verbei- transportiert und bedruckt, bis eine Lichtschranke (nicht gezeichnet) die Hauptwelle 5 wieder startet. Druckkopf und Gegendruckrolle 6 werden danach von der Couvertoberfläche wegbewegt. Der Couverttransport wird hingegen noch fortgesetzt. Hierzu übernimmt ein Auswurfrollenpaar (nicht gezeichnet) den Resttransport, und wirft das Couvert aus dem Druckwerksbereich aus. Bei 240 Grad Hauptwellendrehung wird auch das Auswurfrollenpaar geöffnet und der Transportantrieb abgestellt.
Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die beschriebene un in den Figuren dargestellte Ausführungsform. Vielmehr umfasst sie alle Druckwerke, bei denen die Lehre der Ansprüche verwirklicht ist, d.h. die primär eine von der Gegenstandsdicke unabhängige, mit konstanter Kraft erfolgende Anpressung des Druckkopfs ermöglichen. Dabei ist unwesentlich, ob einzelne dargestellte Elemente durch gleich oder ähnlich arbeitende oder wirkende Mittel ersetzt werden.
Vorbehalten bleibt eine nachträgliche Ergänzung der Ansprüche durch Teile der Beschreibung/Zeichnung. Insbesondere ist denkbar, die heute noch im Einsatz stehenden vorbekannte Geräte mit erfindungsgemässen Druckwerken umzurüsten. Allfällige Ansprüche auf entsprechende Umrüstverfahren bleiben vorbehalten. Im weiteren fallen auch alle Geräte unter den Schutzumfang, die couvertähnlich Beutel oder Behältnisse, insbesondere mit inhaltsbedingt variierenden Abmessungen, auf die beschriebene Weise bedrucken.

Claims

Patentansprüche 1.
Druckwerk insbesondere zum Einbau in Geräte , die zum Aufbringen von Druckbildern auf Gegenstände unterschiedlicher Abmessungen geeignet sind, dadurch gekennzeichnet, dass der das Druckbild erzeugende Druckkopf (1) derart gehaltert ist, dass er in einer Druckposition unabhängig vom Abstand zu einer Gegendruckrolle (6) mit konstanter Andruckkraft auf einen zwischen ihm und der Gegendruckrolle (6) angeordneten Gegenstand, einwirkt.
2.
Druckwerk nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckkopf (1) und die Gegendruckrolle (6) je an einem schwenkbaren und mit einem eigenen Krafteinleitelement (9, 13) verbundenen Hebel (2,7) angeordnet sind.
3.
Druckwerk nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Hebel (2,7) einen gemeinsamen Drehpunkt aufweisen.
4.
Druckwerk nach einem der Patentansprüche 1 bis 3 , dadurch gekennzeichnet, dass der die Gegendruckrolle tragende Hebel (7) über das z.B. als Feder ausgebildete Krafteinleitelement (9) mit einem weiteren Hebel (8) verbunden ist, welcher weitere Hebel seinerseits durch das andere z.B. ebenfalls als Feder ausgebildete Krafteinleitelement an einen als Gegen- drucklimitierer wirkenden Anschlag an dem die Gegendruckrolle tragenden Hebel gezogen wird.
5.
Druckwerk nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, das über eine Hauptwelle (5) verfügt, auf der eine Kurven- scheibe (4) und zwei Kurvenscheiben (11) angeordnet sind, die mit je einem der Hebel in Wirkverbindung stehen.
6.
Druckwerk nach einem der Patentansprüche 1 bis 5 , dadurch gekennzeichnet, dass eine bezüglich dem Druckwerkgehäuse stationäre Rolle (12) als fester Anschlag für den Gegenstand dient und/oder den Schwenkweg der Gegendruckrolle beschränkt.
7.
Druckwerk nach einem der Patentansprüche 1 bis 6 , dadurch gekennzeichnet, dass ein Transportmotor (14) über Kraftumlenkmittel (16 bis 21) mit der Gegendruckrolle (6) in Wirkverbindung ist.
ERSATZBLÄTT (REGEL 26)
8 .
Druckwerk nach einem der Patentansprüche 1 bis 7 , dadurch gekennzeichnet, dass sie über Mittel (21,22) verfügt, die den Drehwinkel zumindest einer der Rollen (6,12) und/oder die momentane Lage des zu bedruckenden Gegenstandes im Bereich des Druckkopfes erfassen.
9.
Druckwerk nach einem der Patentansprüche 1 bis 8 , dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerung vorhanden ist, die zu Beginn des Druckvorgangs die Hauptwelle (5) um einen Teil einer ganzen Umdrehung, vorzugsweise um 120 Grad, dreht, dass anschliessend der Transportmotor (14) eingeschaltet wird und dass daraufhin ein Positionsmelder z.B. in Form einer Photozelle nach dem Erkennen des zu bedruckenden Gegenstandes die Hauptwelle wieder weiterdrehen lässt.
10.
Frankiermaschine zum Aufruck postalischer Wertzeichen auf Briefcouverts mit einem Druckwerk nach einem der Patentansprüche 1 bis 9.
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