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Die
vorliegende Erfindung betrifft elektronische Preisstempler (EPM,
electronic postage metering)-Systeme bzw. elektronische Frankiersysteme und
vergleichbare Systeme mit digitalen Drucksystemen.
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Es
gibt unterschiedliche Typen digitaler Drucktechniken, beispielsweise
Tintenstrahl oder thermischer Tintentransfer, die sich potentiell
für die Anwendung
bei Drucksystemen in elektronischen Freistemplern eignen. Allgemein
betreffen sowohl der Tintenstrahl als auch der thermische Tintentransfer
den Einsatz einer Druckkopf-Treiberschaltung unter der Steuerung
eines Mikroprozessor-Steuersystems und einen Druckkopf ansprechend
auf die Treiberschaltung.
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GB-A-2 249 996 beschreibt
ein Steuersystem zum Steuern eines thermischen Druckkopfs ansprechend
auf Druckdaten, die zu dem Druckkopf von einem Puffer gespeist sind.
Die Druckdaten werden zu dem Puffer von einem Mikroprozessor über eine
Schnittstelleneinheit übertragen.
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In
elektronischen Freistemplern ist es bekannt, ein eindeutiges Steuersystem
für jedes Stemplermodell
zu entwickeln, d.h. jedes Stemplermodul hat ein Steuersystem mit
einem unterschiedlichen Mikroprozessor, mit einer unterschiedlichen
anwendungsspezifischen integrierten Schaltung (ASIC), unterschiedlichen
Speichereinrichtungen und einer Vielzahl anderer elektronischer
Komponenten. Die am meisten übliche
Drucktechnik, die durch elektronische Freistempler für ein Post/Porto-Freistempeldrucken
verwendet wird, ist ein Buchstabendrucken unter Einsatz einer Drehtrommel
oder von Flachbettdrucktechniken. Aufgrund der einzigarten Sicherheitsanforderungen
eines elektronischen Freistemplers ist es für Stemplerhersteller gängige Praxis,
ihre eigenen einzigartigen Drucksysteme zu entwickeln. Im Ergebnis
ist das Steuersystem für
jede Stemplermodellserie relativ standardisiert.
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Eine
der Sorgen bei der Anwendung alternativer Drucktechniken in dem
Freistemplerumfeld besteht darin, dass anders als bei üblichen
Drucktechniken, die in elektronischen Freistemplern verwendet werden,
es eine erhebliche Variation der Druckqualität zwischen ähnlichen Druckköpfen geben
kann, selbst zwischen denjenigen, die in demselben Prozessstapel
hergestellt werden. Bei Nicht-Stempleranwendung,
führt die
Variation der Druckqualität
nicht zu einer kritischen Systembetrachtung. Jedoch ist es bei einer
Freistempleranwendung erforderlich, dass die Druckqualität des Post/Porto-Freistempels,
als Nachweis eines Transfers von Gebühren, relativ konsistent zwischen
Stemplern und über
eine große
Zahl von Druckzyklen beibehalten wird. Das Problem des Erhaltens
einer vorhersehbaren Druckqualität
wird ferner im Hinblick auf ein digitales Drucken dahingehend kompliziert,
dass die Druckköpfe
durch eine Vielzahl von Quellen zugeführt werden.
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Ein
technisches Problem der vorliegenden Erfindung besteht in der Präsentierung
eines elektronischen Freistempler-Mikroprozessor-Steuersystems mit der
Eignung zum Steuern des Betriebs einer Vielzahl von Drucksystemen,
wobei das Mikroprozessor-Steuersystem einfach zum Steuern irgendeines
einer Vielzahl von Druckköpfen
oder Drucktypen programmierbar ist.
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Ein
weiteres technisches Problem der vorliegenden Erfindung besteht
im Präsentieren
eines elektronischen Freistempler-Mikroprozessor-Steuersystems mit der
Eignung zum Steuern des Betriebs einer Vielzahl von Drucksystemen,
wobei das Mikroprozessor-Steuersystem einfach zum Steuern irgendeiner
aus einer Vielzahl von Drucktechnologien programmierbar ist, beispielsweise
einem thermischen Drucken, einem Impaktdrucken, einem Tintenstrahl
oder Laser, zum Erzeugen einer einheitlichen Druckqualität, wobei
das Mikroprozessor-Steuersystem
einen ASIC mit einem programmierbaren Druckermodul enthält, zum Übertragen
von Steuerparametern zu dem Drucktreibersystem.
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Gemäß der Erfindung
ist ein Steuersystem zum Steuern eines Druckgeräts gemäß Anspruch 1 bereitgestellt.
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Für ein besseres
Verständnis
der Erfindung und zum Darstellen, wie sich dieselbe wirksam ausführen lässt, folgt
nun ein beispielhafter Verweis auf die beigefügten Zeichnungen; es zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung eines Mikrocontrollersystems für ein thermisches Druck-EPM in Übereinstimmung
mit einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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2 eine
schematische Darstellung eines programmierbaren ASIC in Übereinstimmung
mit einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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3 eine
schematische Darstellung eines ASIC-Druckkopf-Controllermoduls in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung; und
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4 eine
diskrete logische schematische Darstellung von Steuerteilmodulen
des Druckkopf-Steuermoduls in Übereinstimmung
mit einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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Ein
Steuersystem für
ein EPM enthält
einen programmierbaren Mikroprozessor in Bus-Kommunikation mit einer
Vielzahl nicht-flüchtiger
Speichereinheiten zum Buchen des Portos, das durch eine Druckeinheit
gedruckt wird, ansprechend auf die Programmierung des Mikroprozessors.
Der programmierbare Mikroprozessor hat auch eine Bus-Kommunikation
zu einem ROM oder einem Programmspeicher, einen Speicher mit wahlfreiem
Zugriff (RAM), und einer Anwendungs-spezifischen integrierten Schaltung
(ASIC). Die ASIC besteht aus einer Zahl von Systemmodulen, d.h.
Mikroprozessor-Schnittstellenmodul,
Adressen- und Dekodermodul, Interruptmodul, Taktmodul, Zeitgebermodul,
Sicherheitsmodul für
den nicht-flüchtigen
Speicher, Druckermodul, Kommunikationsmodul, Druckkopf-Controllermodul,
Modul der graphischen Schnittstelle und CCD-Schnittstellenmodul.
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Die
ASIC umfasst auch eine Vielzahl adressierbaren Register, auf die
bei einer Systemerregung bzw. Energieversorgung ein Zugriff durch
den Mikroprozessor erfolgt, und in die die zahlreichen Betriebsparameter
für jedes
Modul geschrieben werden, einschließlich der Betriebsparameter
des Druckermoduls. Die Programmierbarkeit der ASIC in dieser Weise
ermöglicht
die kundenspezifische Ausbildung der ASIC und der Software-Steuerung
für das
bestimmte Freistemplersystem.
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Das
Druckmodul besteht aus einem 32 Bit Puffer zum Empfangen von Druckerdaten
und einer Vielzahl zugewiesener Register. Die in die Register geschriebene
Information setzt zahlreiche Steuerparameter für den Druckkopftreiber, beispielsweise
eine Meldungsgröße (8 Bit,
16 Bit oder 34 Bit), die zu dem Treiber mit einem einzelnen Meldungsrahmen übertragen
wird, ausgewählte
Taktrate und die ausgewählte
Strobe-Weite des zu dem Drucktreiber gesendeten Strobe- bzw. Ausblendsignals.
Es ist nun zu erkennen, das sich das Druckermodul so programmieren
lässt,
dass es eine große
Vielzahl von Drucksystemen aufnehmen kann. Ferner lassen sich spezifische
Typen des digitalen Druckens für
die spezifischen Druckparamter für
den Druckkopf messen, beispielsweise der spezifische Widerstandswert
eines vorgegebenen thermischen Druckkopfs, und eindeutige Steuerparameter,
die spezifisch zum Optimieren des Leistungsumfangs angepasst sind.
Beispielsweise kann für
ein thermisches Drucksystem das Strobe-Signal eindeutig zum Gewährleisten
der Tatsache definiert sein, dass der Druckkopf die gewünschte Druckqualität abgibt.
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Unter
Bezug auf die 1 enthält ein Mikroprozessor-Steuersystem, allgemein
bezeichnet als 11, das bevorzugt für die Steuerung eines (nicht
gezeigten) thermisch druckenden Freistemplers beabsichtigt ist,
einen Mikroprozessor 13 in Bus-Kommunikation, 17 und 18,
mit einer Anwendungspezifischen integrierten Schaltung (ASIC) 15 und
eine Vielzahl von allgemein als MU bezeichneten Speichereinheiten.
Die Speichereinheiten MU enthalten einen nicht-flüchigten
Speicher, einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff RAM und einen Nur-Lese-Speicher ROM.
Die ASIC 15 enthält
eine Zahl integrierter Schaltungsmodule, beispielsweise einen ASIC-Signalmanager 19,
einen Adressdecoder 20, einen Taktgeber 1100,
ein Zeitgebermodul 600, ein UART-Modul 300, Anwender-I/O 1200,
Tastatur- und Anzeigeschnittstelle 1000, Interrupt-Controller 700,
Druckkopf-Controllermodul 900, Verschlüsselungs- und Entschlüsselungsmaschine 800,
Speichercontroller 400, Multi- bzw. Mehrfach-PWM-Generator und Sensorschnittstelle 500 und
eine Schlagwort- bzw. Slogan-Schnittstelle 200. Es ist
zu erkennen, dass innerhalb der Betrachtung der vorliegenden Erfindung
die IC Module, die die ASIC 15 bilden, variieren können, und
die hier identifizierten Module dienen der Absicht, die bevorzugte
Ausführungsform
der Erfindung darzustellen.
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Die
ASIC 15 hat einen internen Datenbus (IDB) und eine Vielzahl
von Steuerleitungen CL. Bestimmte der Module sind in Kommunikation
mit einem Puffer 50 über
einen internen Bus IR. Der Puffer 50 ist in Bus-Kommunikation
mit einem Koppler 23. Der Koppler 23 ist in Kommunikation
mit zahlreichen Stemplereinrichtungen, beispielsweise dem Tastaturanzeige-Antrieb KDI, dem
Druckkopfpuffer/Treiber PHB und Motortreibern 550 zum Treiben
der jeweiligen Motoren 552. In 1 sind die
Busleitungen IDB und IR und die Steuerleitungen CL in vereinfachter Weise
für den
Zweck der Klarheit dargestellt.
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Unter
Bezugnahme auf die
1 und
2 ist bei
der bevorzugten Ausführungsform
der Mikroprozessor
13 ein Motorola Module MC68EC000, das die
Steuersignale und Daten zwischen dem Mikroprozessor
13 und
der Mikroprozessor-Schnittstellenschaltung
19 und
dem Adressdecoder
20 der ASIC führt. Der Steuersystem-Adressbus
wird von dem ASIC- Adressdecoder
20 empfangen,
der die erforderlichen Steuersignale auf dem internen ASIC-Steuerbus
CL erzeugt, zum Freigeben der jeweiligen Module in Übereinstimmung
mit den Adressbefehlen von dem Mikroprozessor
13. Daten
niedriger Ordnung von dem Systemdatenbus
17 werden durch
die Schnittstelle
19 empfangen, und auf dem internen Datenbus
platziert, für
ein Platzieren in den ASIC-Registern
8, bei Freigabe durch
den Adressdecoder
20 in Ansprechen auf die Adressbefehle
von dem Mikroprozessor. Die in den ASIC-Registern
8 platzierten Daten
repräsentieren
die Betriebsparameter für
die jeweiligen Module, auf die ein Zugriff durch die jeweiligen
Module dann erfolgt, wenn die jeweiligen Module durch den Adressdecoder
20 freigegeben
sind. Eine vollständigere
Beschreibung des Mikroprozessor-Steuersystems
ist in der europäischen
Patentanmeldung
EP-A-0
657 817 mit dem Titel "Control
System For An Electronic Postage Meter Having A Programmable Application
Specific Integrated Circuit" präsentiert,
eingereicht am 9. Dezember 1994, gemeinsam übertragen (nach Common Law)
und hiermit einbezogen durch Bezugnahme.
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Unter
Bezugnahme auf 3 und 4 enthält das Druckkopf-Steuermodul 900 einen
Puffer 903, der bei der bevorzugten Ausführungsform
ein 32-Byte-Puffer ist, einen Schiebesteuerabschnitt 913,
einen Strobe-Steuerabschnit 960 und eine Vielzahl von Registern.
Die Register sind das Steuerregister 905, das Statusregister 907,
das Modusregister 909 und das Strobe-Breitenregister 911.
Der Strobe-Steuerabschnitt 960 steht in irgendeiner geeigneten üblichen
Konfiguration und enthält
einen 8-Bit-Zähler 962 und
einen N-Teiler 964. Der Schiebesteuerabschnitt 913 enthält einen
Controllerabschnitt 930, einen Multiplexabschnitt 920,
einen Schiebeabschnitt 940 und einen Latch- bzw. Halteabschnitt 950.
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Unter
Bezugnahme ebenso auf
4 wird im Betrieb der Druckcontroller
900 von
dem Zeitgebermodul
600 mit einem von vier Schiebetaktwerten versehen,
z.B. 8 MHz, 4 MHz, 2 MHz, 1 MHz. Das Zeitgebermodul
600 hat
irgendeine geeignete Konfiguration, die einen Signaltakt empfängt und
die dieses Signal geeignet zum Erzeugen der gewünschten Schiebetaktwerte als
eine Ausgabe teilt. Die Schiebetaktwerte werden zu dem Multiplexer
920 gerichtet und
abhängig
von dem Zustand der Datenbytes PMRQ2 und PMRQ3, gespeichert in dem
Modusregister
909, ausgewählt. Die von dem Multiplexer
920 ausgewählte Ausgabe
repräsentiert
das Systemtaktsignal CLOCK. Das Systemtaktsignal CLOCK wird zu dem
Druckkopf-Puffer/Treiber PHB und zu der Takteingabe eines Zählers
932 gerichtet,
der einen Teil des Controllerabschnitts
930 bildet. Die
Ausgabe von dem Zähler
932,
die die Meldungs-Bitzähllänge von 256
Bit, 128 Bit, 64 Bit und 32 Bit repräsentiert, wird zu der Eingangsseite
eines Multiplexers
934 gerichtet. Die Auswahl der geeigneten
Meldungsbitlänge des
bestimmten Druckkopf-Puffer/Treibers PHB wird durch den Multiplexer
934 bestimmt,
und sie hängt von
dem Datenbit PMRQ0 und PMRQ1 des Modusregisters
909 ab.
Die Ausgabe von dem Multiplexer
934 wird zu dem Eingang
eines Flip-Flops
936 gerichtet, und der Rest zu dem Eingang
des Flip-Flops
938. Es ist nun zu erkennen, dass die Ausgabe
von dem Flip-Flop
938 dann aktiv wird, wenn eine Datenschiebung
zum Erzeugen eines Schiebeabschluss-Interrupts abgeschlossen ist, der zu
dem Interrupt-Controller
700 gerichtet
wird, der den Mikroprozessor informiert, einen vollständigen Datentransfer
anzuzeigen. Eine detaillierte Beschreibung eines bevorzugten Interrupt-Controllersystems
ist in der europäischen
Patentanmeldung
EP-A-0,657,806 beschrieben,
eingereicht am 9. Dezember 1994, gemeinsam übertragen (nach Common Law)
und hier durch Bezugnahme mit aufgenommen.
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Zum
Ermöglichen
des Datentransfers wird die Ausgabe PHCLK von dem Schiebeabschnitt 940 aktiv
getrieben, in Ansprechen auf das Datenbit PCRQ(1) in dem Steuerregister,
und in gleicher Weise wird das Latch-Freigabesignal von dem Steuerregister 905 in
Ansprechen auf das Datenbit PCRQ(2) aktiv getrieben.
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Unter
Bezugnahme insbesondere auf 2 und 3,
adressiert während
des Systemanlaufs ein Mikroprozessor 13 den Adressdecoder 20 zum Freigeben
des Schreibens der Daten zu den ASIC-Registern 8. Insbesondere
werden Daten zu dem Steuerregister 905, dem Statusregister 907, dem
Modusregister 909 und dem Strobe-Breitenregister 911 geschrieben.
Zum Anzeigen eines Schreibzyklus adressiert der Mikroprozessor geeignet
den Adressdecoder 20, der ein Steuersignal PIRB ausgibt,
das das Schreiben von Daten zu dem Puffer 903 freigibt.
Bei der bevorzugten Ausführungsform
repräsentieren
diese Daten den erforderlichen Datendruckkopftreiber zum Bewirken
eines Druckens eines Freistempels durch einen geeigneten digitalen
Drucker. Das Drucken wird durch den Mikroprozessor 13 begonnen,
unter Freigabe von Druckdaten für
ein Schreiben zu dem Puffer 903, und anschließendes Adressieren
des Adressdecoders zum Freigeben der Steuerleitungen PCRB, PMRB
und SWRB.
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Wie
zuvor erwähnt,
antwortet der Multiplexerabschnitt 920 zum Bereitstellen
des ausgewählten Schiebetaktsignals
für den
Controllerabschnitt 930, der dann das geeignete Taktsignal
für den
Puffer 903 bereitstellt, für den Datentransfer zu dem
Druckkopf-Puffer/Treiber PHB. Die Ausgabe von dem Steuerregister 905 wird
zu dem Schiebeabschnitt 940 gerichtet, zum Initiieren des
tatsächlichen
Datentransfers von dem Puffer 903 und zu dem Latch-Abschnitt 950 zum
Latch-Freigeben des Puffers/Treibers PHB in einer üblichen
Weise. Das in dem Strobe-Breitenregister 911 gespeicherte
Datenbit bestimmt den Wert des N-Teilers 964, über den
ein 1-MHz-Signal gerichtet ist. Das Ausgabesignal wird zu einem
8-Bit-Zähler 962 über ein
ODER-Gatter 966 gerichtet. Weiterhin wird zu dem ODER-Gatter 966 ein
Steuersignal von dem Steuerregister 905 gerichtet, das
das ODER-Gatter 966 freigibt. Die Strobe-Signalausgabe
von dem Strobe-Abschnitt 960 wird zu dem Puffer/Treiber
PHB gerichtet. Wie zuvor erwähnt,
gibt dann, wenn die Daten von dem Puffer 903 übertragen
wurden, das Flip-Flop 938 des Controllerabschnitts 930 (Bezugnahme
auf 4) ein Schiebeabschluss-Interrupt-Signal an den
Mikroprozessor ab.
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Es
ist zu erkennen, dass der obige Druckercontroller 900 eine
Architektur hat, die es dem Druckercontroller ermöglicht,
sowohl Kontaktdrucker als auch Nicht-Kontaktdrucker, wie Tintenstrahl, Laser und
Thermotransfer, zu steuern. Der Druckercontroller 900 eignet
sich zum Bereitstellen, an die Druckertreiber, der erforderlichen
Druckdaten in kompatibler Bitgröße. Im Ergebnis
hat eine ASIC unter Verwendung eines beschriebenen Druckercontrollers
eine geeignete Vielseitigkeit für
den Einsatz mit einer Vielzahl von Drucktechnologien.
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Die
obige Beschreibung repräsentiert
die bevorzugte Ausführungsform
und sollte nicht als einschränkend
angesehen werden. Der Schutzbereich der Erfindung ist in den angefügten Ansprüchen präsentiert.