[0001] 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.
[0002] 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).
[0003] 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).
[0004] 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.
[0005] 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.
[0006] 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.
[0007] Diese Aufgabe ist durch die Erfindung gelöst, wie sie im Kennzeichnungsteil des ersten
Patentanspruches dargelegt ist.
[0008] Die Unteransprüche beschreiben weitere vorteilhafte Maßnahmen der Erfindung.
[0009] 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.
[0010] 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.
[0011] In den Figuren tragen gleiche Teile dieselben Bezugszeichen.
[0012] 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.
[0013] 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.
[0014] 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.
[0015] 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.
[0016] 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:
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.
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.