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Diese
Erfindung bezieht sich auf Drucken eines Bildes mit vielen Durchläufen eines
Druckmechanismus, und bezieht sich genauer auf sicheres Drucken
eines postalischen Freimachungsvermerkbildes unter Nutzung vieler
Durchläufe
eines Druckmechanismus relativ zu einem Poststück.
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Traditionelle
Frankiermaschinen drucken einen Freimachungsvermerk auf einem Poststück oder ein
Etikett, das anschließend
auf einem Poststück
zu platzieren ist, als Beleg dafür,
dass Porto bezahlt wurde. Diese traditionellen Frankiermaschinen
erstellen den Freimachungsvermerk unter Verwendung einer Drucktiegel-/Tintendruckplattenkombination oder
einer Rotationstrommel-/Abdruckrollenkombination, die in Berührung mit
dem Poststück
bewegt werden, um den Freimachungsvermerk darauf zu drucken. Während traditionelle
Frankiermaschinen im Lauf der Zeit vortrefflich gearbeitet haben,
sind sie durch die Tatsache begrenzt, dass falls sich das Freimachungsvermerk
beträchtlich ändert, eine
neue Tintendruckplatte oder Rotationstrommel erzeugt und in jedes
Gerät platziert
werden muss. Entsprechend ziehen nun neuere Frankiermaschinen einen Vorteil
aus moderner digitaler Drucktechnologie, um die Unzulänglichkeiten
traditioneller Geräte
zu überwinden.
Der Vorteil digitaler Drucktechnologie besteht darin, dass da der
digitale Druckkopf durch Software angesteuert wird, nur neue Software
erforderlich ist, um ein Freimachungsvermerkbild zu ändern. Somit
erhöht
sich die Flexibilität
bei Änderung von
Freimachungsvermerkbildern oder Hinzufügung maßgeschneiderter Werbesprüche beträchtlich.
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US-A-3
869 986 und US-A-4 673 303 beschreiben beide eine Vorrichtung zum
Erzeugen eines frankierenden Aufdrucks aus der Kombination eines
Druckplattenbildes, für
fixierte Teile des Aufdrucks, und eines Tintenstrahldruckers für variable Teile
des Aufdrucks.
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DE-A-3125426
beschreibt einen Matrixdrucker, der darauf zielt, ein Bild hoher
Qualität
zu erzeugen, das zwei leicht versetzte Aufdrucke des Druckkopfes überlagert.
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Moderne
digitale Drucktechnologie enthält thermischen
Tintenstrahl (Blasenstrahl), piezoelektrischen Tintenstrahl, thermischen
Transferdruck und LED und Laser-Xerografiedruck, die alle arbeiten,
um Bilder in einem Punktmatrixmuster zu erzeugen. Beim Punktmatrix-Tintenstrahldruck
werden einzelne Druckelemente in dem Druckkopf, wie etwa Widerstände oder
piezoelektrische Elemente, entweder elektronisch stimuliert oder
nicht stimuliert, um jeweils Tropfen aus Tinte aus einem Reservoir
auf ein Substrat auszustoßen
oder nicht auszustoßen. Durch
Steuern der Zeitsteuerung der Erregung von jedem der einzelnen Druckelemente
in Verbindung mit der relativen Bewegung zwischen dem Druckkopf und
dem Poststück
wird ein Punktmatrixmuster in der visuellen Form des gewünschten
Portofreimachungsvermerkbildes erzeugt.
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In
Hinsicht auf einen Portofreimachungsvermerk gibt es eine Notwendigkeit,
ein Freimachungsvermerkbild zu erzeugen, das visuell anziehend und klar
lesbar ist. Das Freimachungsvermerkbild muss eine relativ hohe optische
Dichte aufweisen. Das heißt
die Dichte der einzelnen Punkte, die durch den Druckkopf erzeugt
werden, muss ausreichend hoch sein. Außerdem ist es wünschenswert,
dass die optische Dichte des Freimachungsvermerkbildes ausreichend
genug ist, sodass das Freimachungsvermerkbild unter Verwendung konventioneller
optischer Zeichenlesegerät-(OCR)
Ausrüstung
lesbar ist. Wenn ein Poststück
mit einem darauf befindlichen Freimachungsvermerkbild durch z.B.
den United States Postal Service (USPS) verarbeitet wird, muss es
des weiteren durch eine konventionelle Briefverteilungs-/Entwertungsmaschine
(facer/canceler machine) erfasst werden können, um es von sowohl frankierten
Poststücken
als auch Poststücken
ohne Briefmarke oder Freimachungsvermerk darauf zu unterscheiden.
Die Briefverteilungs-/Entwertungsmaschine
erfasst typischerweise ein Poststück mit einem Freimachungsvermerk
durch Aussetzen des gedruckten Freimachungsvermerks Ultraviolettlampen und
dann Messen der Menge von ausgestrahltem Licht, das durch die Freimachungsvermerktinte
zurück
emittiert wird. Falls das gemessene ausgestrahlte Licht einen vorbestimmten
Pegel überschreitet, wird
das Poststück
als ein Freimachungsvermerk identifiziert und wird anschließend zu
einer geeigneten Station für
eine weitere Behandlung verarbeitet. Es ist zu vermerken, dass in
den Vereinigten Staaten die Freimachungsvermerktinte fluoreszierende
Tinte ist. In anderen Ländern
kann jedoch die Freimachungsvermerktinte eine phosphoreszierende
Tinte sein, die auch ausgestrahltes Licht emittiert, wenn Ultraviolettlampen
ausgesetzt, derart, dass diese phosphoreszierende Freimachungsvermerk
auch durch Erfassen der Menge von ausgestrahltem Licht identifiziert
werden kann, das von dort emittiert wird. Falls ein Freimachungsvermerkbild
in einem Punktmatrixmuster digital zu erzeugen ist, muss deshalb
die Dichte der einzelnen Tintenpunkte ausreichend sein, um die Fluoreszenz
(oder Phosphoreszenz) der Freimachungsvermerktinte zu ermöglichen,
die durch die Briefverteilung/Entwertung wie oben erörtert zu
erfassen ist.
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Bei
Erzeugung eines Punktmatrixbildes unter Verwendung eines digitalen
Druckkopfes werden die einzelnen Punkte in der Matrix häufig gemäß ihrer relativen
Dichte in zwei Richtungen definiert. D.h. die Punkte werden eine
gewisse Dichte in der Richtung einer relativen Bewegung zwischen
dem Druckmechanis mus und dem Aufzeichnungsmedium ebenso wie eine
Dichte in einer Richtung senkrecht dazu haben, wobei die senkrechte
Dichte eine Funktion des Abstands (Zwischenraum) zwischen jeder
der einzelnen Düsen
in dem Druckkopf ist. In dem Fall eines sehr einfachen Druckkopfes
mit einer einzelnen Reihe (Zeile) von Düsen hängt die Dichte des Punktmatrixmusters
in der Richtung einer relativen Bewegung zwischen dem Druckkopf
und dem Aufzeichnungsmedium von der Geschwindigkeit der relativen
Bewegung zwischen dem Druckkopf und dem Aufzeichnungsmedium und
der Frequenz ab, bei der die Düsen
erregt werden. In der Richtung senkrecht zu der relativen Bewegung
muss, falls eine gewünschte hohe
Punktdichte erforderlich ist, der Abstand zwischen einzelnen Düsen in der
Reihe von Düsen
präzise
definiert sein, um zu der gewünschten
Punktdichte zu führen.
D.h. die Dichte der Düsen
selbst muss sehr hoch sein. Als eine Alternative zu einer Verwendung
eines Druckkopfes mit einer hohen Düsendichte könnte ein Druckkopf mit zwei
benachbarten Reihen von Düsen
verwendet werden, die voneinander versetzt sind, um die gewünschte Punktdichte
in der Richtung senkrecht zu der relativen Bewegung des Druckkopfes
und des Aufzeichnungsmediums zu erhalten. In dieser Druckkopfkonfiguration
müsste
die Erregungszeitsteuerung der Düsen
in den zwei benachbarten Reihen in Bezug aufeinander verzögert sein,
um zu erlauben, dass einzelne Spalten des Freimachungsvermerkbildes
mit der gewünschten
Punktdichte erstellt werden. In noch einer anderen Alternative könnte auch
eine Vielzahl von Druckköpfen
genutzt werden, die geeignet ausgerichtet sind, um die gewünschte Punktdichte
zu erzeugen.
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Jeder
der oben erwähnten
Wege zum Erzeugen des Freimachungsvermerkbildes hat ernsthafte Einschränkungen.
Mit Bezug auf eine Verwendung eines einzelnen Druckkopfes mit nur
einer einzelnen Reihe von Düsen
treibt die Komplexität
einer Erstellung eines Druckkopfes, der die erforderliche Düsendichte
hat und zum Drucken der vollen Höhe
des Freimachungsvermerk bildes in einem einzelnen Durchlauf des Druckkopfes
fähig ist,
die Kosten des Druckkopfes wegen der Komplexität der Herstellung eines derartigen
Druckkopf es beträchtlich
in die Höhe,
was zu geringen Herstellungsergebnissen führt. In dem Fall einer Verwendung
von zwei benachbarten Reihen von Düsen, die voneinander versetzt
sind, sind die Herstellungskosten, die damit in Verbindung stehen,
auch relativ hoch, und es wird zusätzliche Komplexität der Geräteelektronik
hinzugefügt,
um die verzögerte
Erregung von jeder der Düsen
in jeder der Reihen zu steuern, um das Bild ohne beliebige merkliche
Verschiebung in dem oder Fehlausrichtung des Freimachungsvermerkbildes
genau zu erzeugen. Falls eine Vielzahl von ausgerichteten Druckköpfen verwendet
wird, werden schließlich
die Gesamtkosten des Druckmechanismus offensichtlich erhöht, da zwei
Druckköpfe
gegenüber
einem erforderlich sind. Wie in dem Fall der benachbarten Reihen
von Düsen, der
oben erörtert
wird, wird des weiteren die Komplexität der Elektronik erhöht, um die
Erregungssequenz der Düsen
in den zwei Druckköpfen
zu steuern.
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Die
Anmelder der momentanen Erfindung haben die Unzulänglichkeiten
erkannt, die mit jedem der obigen Ansätze in Verbindung stehen, insbesondere
mit Bezug auf die Produktion einer Frankiermaschine geringer Kosten
zur Verwendung in der Wohnstätte,
einem kleinen Büro
oder Heimbüroumgebungen.
Entsprechend haben die Anmelder mit einem Ansatz begonnen, um einen
kommerziell verfügbaren
Druckkopf geringer Kosten mit einer einzelnen Reihe von Düsen zu nutzen,
der eine relativ geringe Punktdichte in der Richtung der Reihe erzeugt.
Der Druckkopf geringer Kosten hat das Freimachungsvermerkbild gewünschter
Dichte durch Durchführen vieler überlappender
Durchläufe
des Druckkopfes erzeugt. Der ausgewählte Druckkopf hat eine einzelne Reihe
von 64 Düsen
enthalten, die wenn quer zu der relativen Bewegung zwischen dem
Poststück
und dem Druckkopf angeordnet, zum Erzeugen in einem einzelnen Durchlauf
eines 0,8 Zoll hohen Freimachungsvermerkes bei einer Auflösung von
80 Punkten pro Zoll (dpi) entlang der Höhe des Freimachungsvermerkes
(senkrecht zu der relativen Bewegung des Druckkopfes und des Poststücks) fähig ist. Da
jedoch eine größere dpi
entlang der Höhe
des Freimachungsvermerkbildes erwünscht ist, um sicherzustellen,
dass es durch eine Briefbeförderungs-/Entwertungsmaschine
erfassbar und vorzugsweise OCR-lesbar ist, wird der Druckkopf (oder
das Poststück)
nach dem ersten Durchlauf entlang der Höhe des Freimachungsvermerkes
derart verschoben, dass während
eines zweiten Durchlaufs des Druckkopfes ein zweites Freimachungsvermerkbild identisch
zu dem oder im wesentlichen das gleiche wie das erste(n) Freimachungsvermerkbild
mit dem ersten Freimachungsvermerkbild verflochten wird, um ein
kombiniertes Freimachungsvermerkbild mit einer Dichte von 160 dpi
entlang seiner Höhe
zu erzeugen. Außerdem
können
zusätzliche
verflochtene Durchläufe
des Druckkopfes durchgeführt
werden, um die gewünschte
Freimachungsvermerkhöhendichte
weiter zu erhöhen,
wie etwa ein dritter Durchlauf, um eine Höhendichte von 240 dpi zu erzeugen. Die
Verschiebung des Druckkopfes entlang der Freimachungsvermerkhöhe ist gewöhnlich ein
Bruchteil des Düsenabstands,
wobei der Bruchteil mit der Zahl von Durchläufen variiert (1/2 für zwei Durchläufe, 1/3 für drei Durchläufe etc.).
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Während die
obige Lösung
durch die Anmelder die Verwendung eines kommerziell verfügbaren Druckkopfes
geringer Kosten in einer Frankiermaschine zum Erzeugen eines Freimachungsvermerkes
einer akzeptablen Freimachungsvermerkhöhendichte erlaubt hat, hat
ein potenzielles Sicherheitsproblem dadurch bestanden, dass während jedes Durchlaufs
des Druckkopfes ein für
einen Menschen vollständiger
lesbarer Freimachungsvermerk mit einer Freimachungsvermerkhöhenauflösung von
80 dpi erzeugt wird. Falls drei Umschläge einer auf dem anderen eingeführt und
dann einer zu einer Zeit nach jedem Durchlauf des Druck kopfes entfernt
würde, hätte jeder
Umschlag einen lesbaren Freimachungsvermerk, während die Frankiermaschine
nur die Kosten eines Freimachungsvermerkes abgerechnet haben würde. Ungeachtet
der Tatsache, dass jeder dieser Freimachungsvermerke geringer Dichte
nicht durch die Briefbeförderung/Entwertung
erfasst würde und
somit für
eine visuelle Untersuchung durch einen Postangestellten geeignet
weitergeleitet würde,
ist es möglich,
dass die Qualität
des erzeugten Freimachungsvermerkes dennoch als ein gültiger Freimachungsvermerk
während
der visuellen Untersuchung falsch verstanden werden könnte. Abhängig von
der Dichte des Bildes, das während
der drei Durchläufe erzeugt
wird, war es außerdem
auch möglich,
dass jedes der drei Bilder durch eine Briefbeförderungs-/Entwertungsmaschine
als ein gültiger
Freimachungsvermerk identifiziert würde. Somit basiert die Erfindung
der Anmelder auf der Entdeckung des Problems und seiner Ursache,
wie oben erörtert
wird.
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Angesichts
des obigen haben die Anmelder erkannt, dass ein sichererer Weg zum
Drucken eines Freimachungsvermerkes gewünschter Dichte erforderlich
ist, der dennoch die Verwendung kommerziell verfügbarer Druckköpfe geringer
Kosten/geringer Dichte gestattet. Die momentane Erfindung richtet sich
auf das Verfahren und die Vorrichtung, die damit in Verbindung stehen.
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Die
momentane Erfindung richtet sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung
zum sicheren Drucken eines Freimachungsvermerkes, die eine Verwendung
kommerziell verfügbarer
Druckausrüstung geringer
Kosten gestatten.
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Gemäß einem
ersten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren vorgesehen zum Drucken
eines erweiterten postalischen Freimachungsvermerkbildes auf einem
Aufzeichnungsmedium unter Nutzung einer Frankiermaschine (1)
mit einem Druckmechanismus, der eine Vielzahl von Düsen enthält, die
eine Tinte in einem Punktmatrixmuster ablagern, das Verfahren die
Schritte umfassend: A) Veranlassen einer relativen Bewegung zwischen
dem Druckmechanismus und dem Aufzeichnungsmedium entlang einer ersten
Richtung über
einem ersten Durchgangsbereich (Schwadbereich) auf dem Aufzeichnungsmedium;
B) selektives Erregen der Düsen
während
Schritt A), wobei dadurch ein Punktmatrixmuster von mindestens einem
Anteil eines postalischen Freimachungsvermerkes innerhalb des ersten
Durchgangsbereichs gedruckt wird; C) Veranlassen einer relativen
Bewegung zwischen dem Druckmechanismus und dem Aufzeichnungsmedium
entlang einer zweiten Richtung quer zu der ersten Richtung und dann Veranlassen
einer relativen Bewegung zwischen dem Druckmechanismus und dem Aufzeichnungsmedium
entlang der ersten Richtung über
einem zweiten Durchgangsbereich auf dem Aufzeichnungsmedium, wobei
der zweite Durchgangsbereich mit dem ersten Durchgangsbereich in
einer überlappenden
Beziehung ist; und D) selektives Erregen der Düsen während Schritt C) zum Drucken
eines Punktmatrixmusters von ausgewählten Anteilen des postalischen
Freimachungsvermerkes, was komplementär zu dem Punktmatrixmuster
des mindestens einen Anteils eines postalischen Freimachungsvermerkes derart
ist, dass ein Punktmatrixmuster des erweiterten postalischen Freimachungsvermerkes
durch eine Kombination des Punktmatrixmusters des mindestens einen
Anteils des postalischen Freimachungsvermerkes und des Punktmatrixmusters
von ausgewählten
Anteilen des postalischen Freimachungsvermerkes erzeugt wird, wobei
das Punktmatrixmuster von ausgewählten
Anteilen des postalischen Freimachungsvermerkes als ein gültiger postalischer
Freimachungsvermerk nicht visuell erkennbar ist.
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Gemäß einem
zweiten Aspekt wird eine Vorrichtung vorgesehen zum sicheren Drucken
eines postalischen Freimachungsvermerkbildes auf einem Aufzeichnungsmedium,
die Vorrichtung umfassend: A) einen Druckmechanismus, der in der
Vorrichtung be weglich montiert ist, wobei der Druckmechanismus Mittel
zum Drucken in einem Punktmatrixmuster enthält; und B) Mittel zum Steuern
einer relativen Bewegung zwischen dem Druckmechanismus und dem Aufzeichnungsmedium
und zum Synchronisieren von Erregen des Druckmechanismus mit einer
relativen Bewegung in einer Durchlaufrichtung zwischen dem Druckmechanismus
und dem Aufzeichnungsmedium derart, dass während eines ersten Durchlaufs
zwischen dem Aufzeichnungsmedium und dem Druckmechanismus der Druckmechanismus
ein erstes Punktmatrixmuster von mindestens einem Anteil des postalischen
Freimachungsvermerkbildes druckt, und während eines zweiten Durchlaufs
versetzt in einer Richtung senkrecht zu der Durchlaufrichtung zwischen
dem Aufzeichnungsmedium und dem Druckmechanismus ein zweites Punktmatrixmuster
von ausgewählten
Anteilen des postalischen Freimachungsvermerkbildes in einer überlappenden Beziehung
zu dem ersten Punktmatrixmuster gedruckt wird, sodass ein Erscheinen
des ersten Punktmatrixmusters des postalischen Freimachungsvermerkbildes
erweitert wird, wobei das zweite Punktmatrixmuster von ausgewählten Anteilen
des postalischen Freimachungsvermerkes als ein gültiger postalischer Freimachungsvermerk
nicht visuell erkennbar ist.
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Die
begleitenden Zeichnungen, die einbezogen sind in die und bilden
einen Teil der Spezifikation, veranschaulichen eine gegenwärtig bevorzugte
Ausführungsform
der Erfindung, und dienen gemeinsam mit der oben angegebenen allgemeinen
Beschreibung und der nachstehend angegebenen detaillierten Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsform dazu,
die Prinzipien der Erfindung zu erläutern. In den Zeichnungen sind/zeigen:
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1 eine
Perspektivansicht einer Frankiermaschine, die die beanspruchte Erfindung
einbezieht;
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2 eine
Perspektivansicht des Aufbaus zum Bewegen des Druckmechanismus innerhalb
der Frankiermaschine von 1;
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3 ein
schematisches Blockdiagramm des Steuersystems der Frankiermaschine
von 1;
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4(a), (b) und (c) gemeinsam die Drucksequenz
eines repräsentativen
Freimachungsvermerkzeichens;
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5 einen
repräsentativen
Freimachungsvermerk, der durch das Verfahren von 4 erzeugt wird;
und
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6(a), (b) und (c) gemeinsam ein erstes Verfahren
zum Drucken eines sicheren Freimachungsvermerks einschließlich eines
Erweiterungsdurchlaufs.
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Bezug
nehmend auf 1 wird eine neue preiswerte
Frankiermaschine 1 mit einer sehr kleinen Grundfläche und
für eine
Verwendung in der Wohnstätte
oder einer kleinen Geschäftsumgebung
gedacht gezeigt. Poststücke "M" (die für den Zweck dieser Anmeldung
Umschläge,
Etiketten, flache Dinge etc. enthalten) werden zu der Frankiermaschine 1 in einer
der Richtungen von Pfeilen "A" oder "B" eingespeist, bis ein Sensor (nicht
gezeigt), wie etwa ein Mikroschalter, durch das Poststück "M" aktiviert wird, wobei dadurch das Vorhandensein
des Poststücks "M" identifiziert wird. Bei Identifikation
des Poststücks "M" bewegt sich ein Druckmechanismus 9 (siehe 2) über das
stationäre
Poststück "M", um das Freimachungsvermerkbild zu
drucken, wie nachstehend detaillierter erörtert wird. Vor dem Drucken
wird der Bediener das erforderliche Porto über einzelne Tastenfeldknöpfe 3 eingetragen
haben und die Elektronik in dem preiswerten Gerät wird verifiziert haben, dass
eine bestimmte Portotransaktion zulässig ist. Somit löst, sobald
die Transaktion autorisiert wurde, eine Erfassung des Poststücks "M" durch den Mikroschalter eine Bewegung des
Druckmechanismus 9 aus. Wie in 1 vermerkt,
ist eine Anzeige 5 in einem oberen Abdeckungsabschnitt 7 der
Frankiermaschine 1 angeordnet. Die Anzeige 5 gestattet,
dass die Frankiermaschine 1 eine beliebige erforderliche Eingabe
durch den Bediener anfordert und die Eingabe des Bedieners anzeigt,
die durch die Tastenfeldknöpfe 3 eingetragen
wurde.
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Bezüglich der
Bewegung des Druckmechanismus über
das Poststück "M" wird auf 2 verwiesen. 2 zeigt
einen Abschnitt der Frankiermaschine 1, der unter der Abdeckung 7 untergebracht ist
und der eine Bewegung des Druckmechanismus 9 in den Richtungen
der Pfeile "X" und "Y" gestattet. Der Druckmechanismus 9 ist
vorzugsweise ein Tintenstrahldrucker mit einer einzelnen Reihe von
Düsen 10,
die quer zu der Richtung von Pfeil "X" angeordnet
sind. Es könnte
jedoch ein beliebiger Drucker verwendet werden, der eine Punktmatrix
erzeugt. Die Druckmechanismus 9 ist drehbar an einer Führungsschiene 11 montiert
und mit einem Endlosriemen 13 verbunden, der durch einen
Motor 15 in eine Drehung angesteuert wird. Somit ist über die
Bewegung des Motors 15 und Riemens 13 der Druckmechanismus 9 fähig, auf
eine wechselseitige Art und Weise zwischen dem Motor 15 und
einer Umlenkrolle 17 bewegt zu werden. Außerdem ruht
das vordere Ende des Druckmechanismus 9 auf einer fixierten
Stützfläche 19 und
gleitet dort entlang. Eine Wartungsstation wird schematisch in 21 gezeigt.
Die Wartungsstation 21 ist ein konventioneller Aufbau,
worin Säubern,
Wischen und Versiegeln der Düsen 10 während Momenten
ohne Drucken geschieht. Der Druckmechanismus 9 ist in der
Wartungsstation 21 positioniert, wenn er zum Drucken nicht
genutzt wird. Wenn der Mikroschalter das Vorhandensein des Poststücks "M" in der Frankiermaschine 1 erfasst,
steuert somit eine Frankiermaschinen-Mikrosteuervorrichtung 43 (siehe 3)
die Operation von Motor 15, um den Druckmechanismus 9 von
der Wartungsstation 21 und über die Fläche von Poststück "M" zu bewegen, um den Portofreimachungsvermerk
darauf zu drucken.
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Wie
zuvor erörtert,
und um von einem Druckmechanismus 9 Gebrauch zu machen,
der eine Einheit geringer Kosten/geringer Düsendichte ist, ist eine Vielzahl
von Durchläufen
von Druckmechanismus 9 über
Poststück "M" erforderlich, um ein Portofreimachungsvermerkbild
mit einer akzeptablen Dichte in sowohl der "X"-Richtung
als auch der "Y"-Richtung zu erzeugen.
Die Dichte der Punkte in der "X"-Richtung ist leicht
zu steuern, über
die Mikrosteuervorrichtung 45 (siehe 3),
durch Koordinieren der Bewegung von Druckmechanismus 9 über Motor 15 in
der "X"-Richtung gemeinsam
mit der Feuerfrequenz der einzelnen Düsen 10. D.h. je langsamer
der Druckmechanismus 9 in der "X"-Richtung
für eine
gegebene Feuerfrequenz von Düsen 10 bewegt wird,
desto größer wird
die Punktdichte in dieser Richtung sein. Hinsichtlich der "Y"-Richtung muss der Druckmechanismus 9 in
der Y-Richtung nach jedem Durchlauf von Druckmechanismus 9 in
der "X"-Richtung verschoben
werden, um die Punktdichte des erzeugten Freimachungsvermerkbildes
entlang der "Y"-Richtung zu erhöhen.
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Der
bevorzugte Aufbau zum Bewegen von Druckmechanismus 9 in
der "Y"-Richtung ist Verschiebungsmechanismus 22,
der enthält
einen Motor 23, der operativ im Eingriff ist, um ein erstes
Getriebe 25 in einer der Richtungen zu drehen, ein Getriebesegment 27,
das mit dem ersten Getriebe 25 vermascht und an einer Welle 28 fest
montiert ist, die auf eine konventionelle Art und Weise in der Frankiermaschine 1 drehbar
montiert ist, ein zweites Getriebe 29, das an Welle 28 fest
montiert und mit einem Verschiebungsarm 30 über Zähne 30a vermascht
ist, und einen L-förmigen
Gehäuseaufbau 31,
der für eine
Drehung auf eine konventionelle Art und Weise in Frankiermaschine 1 montiert
ist und in dem Führungsschiene 11 exzentrisch
in Bezug auf die Mittellinie eines Anlageflächenabschnitts 31a von Gehäuse 31 angeordnet
ist. In einer bevorzugten Ausführungsform
ist Gehäuse 31 eine
einzelne gegossene Komponente, die Verschiebungsarm 30 enthält. Der Verschiebungsmechanismus 22 arbeitet
wie folgt. Sobald der erste Durchlauf von Druckmechanismus 9 in
der "X"-Richtung abgeschlossen
ist, und er zu seiner Anfangsposition zurückkehrt, veranlasst Motor 23 eine
Drehung von Gehäuse 31 und
Verschiebungsarm 30 über
den Getriebezug 25, 27, 29 und 30a.
Die Drehung von Gehäuse 31 veranlasst
eine entsprechende Bewegung von Führungsstange 11. Da
jedoch Führungsstange 11 in
Bezug auf die Mittellinie von Anlagefläche 31a exzentrisch
montiert ist (worum Gehäuse 31 gezwungen
wird zu drehen), bewegt sie sich entlang eines Bogens derart, dass
es eine Bewegung von Druckmechanismus 9 vorwiegend in der "Y"-Richtung gibt. Der Getriebezug ist derart
gestaltet, dass die Bewegung in der "Y"-Richtung
eine Funktion des Intervalls zwischen den Düsen 10 und der Zahl
von Durchläufen
des Druckmechanismus 9 ist, was durchzuführen ist,
wie zuvor erörtert.
Es sollte vermerkt werden, dass da der Druckmechanismus 9 frei
ist, sich um Führungsstange 11 zu
drehen, während
er auf Stütze 19 ruht,
eine beliebige Bewegung von Führungsstange 11 aufwärts oder
abwärts
vernachlässigbar
ist. Es ist auch zu vermerken, dass das entgegengesetzte Ende von
Führungsstange 11 in
einem identischen Gehäuse 31 montiert
ist, das drehbar in dem Hauptseitenrahmen von Frankiermaschine 1 montiert
ist.
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Während die
Synchronisation der Bewegung von Druckmechanismus 9 mit
der Erregung von Düsen
in der Technik gut bekannt ist, wird ein kurzer schematischer Überblick über eine
Frankiermaschinenarchitektur, die derartige Prinzipien nutzt, in 3 gezeigt.
Die Frankiermaschine 1 enthält einen Tresormikroprozessor 41,
einen Basismikroprozessor 43 und einen Druckmechanismus-Mikroprozessor 45.
Der Tresormikroprozessor 41 führt Geldmittelabrechnung durch,
während
der Basismikroprozessor 43 die Nachrichteninteraktion zwischen
dem Bediener und der Frankiermaschine 1 über Anzeige 5 managt.
Außerdem
agiert der Basismikroprozessor 43 als ein Kommunikationskanal
zwischen dem Tresormikroprozessor 41 und dem Druckmechanismus-Mikroprozessor 45.
Die Frankiermaschine 1 enthält auch einen konventionellen
Kodierer 47, der ein Signal bereitstellt, das die "X"-Position von Druckmechanismus 9 anzeigt.
Das Kodierersignal wird durch den Basismikroprozessor 43 verwendet,
um eine Operation der Motoren 15, 23 zu steuern,
und wird durch den Druckmechanismus 45 verwendet, um Erregung
von Düsen 10 mit
der Bewegung von Druckmechanismus 9 zu synchronisieren.
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Bezug
nehmend auf 4(a), 4(b) und 4(c) wird eine vergrößerte Ansicht der Schritte
zum Drucken eines einzelnen Buchstabens in einer gewünschten
vertikalen Punktdichte unter Nutzung eines Druckmechanismus 9 mit
einer geringen Düsendichte
gezeigt. 4(a) zeigt die Ergebnisse
eines einzelnen Durchlaufs von Druckmechanismus 9 bei einer
Erzeugung des Buchstabens "H". D.h. unter der Annahme,
dass sich der Druckmechanismus 9 von links nach rechts
in 4(a) bewegt, kann er auf eine bekannte
Art und Weise erregt werden, während
er sich bewegt, um den Buchstaben "H" zu
erzeugen. Als ein Beispiel und zur Vereinfachung der Erläuterung
wird angenommen, dass es nur eine einzelne Reihe von 7 Düsen 10 in
Druckmechanismus 9 gibt und die Geschwindigkeit von Druckmechanismus 9 mit
der Frequenz zum Feuern der Düsen 10 koordiniert
wurde, derart, dass einzelne Düsen 10 erregt werden,
wenn Druckmechanismus 9 in einer beliebigen der Spalte 3 Positionen
C1, C2, C3 und C4 ist. Der Buchstabe "H" wird
erzeugt durch Erregen aller Düsen 10,
wenn der Druckmechanismus in Spalte C1 ist, Erregen nur der vierten
oder mittleren Düse 10, wenn
der Druckmechanismus in Spalten C2 und C3 ist, und zuletzt Erregen
aller Düsen 10,
wenn der Druckmechanismus 9 in der Position von Spalte 3 C4 ist.
Der Buchstabe "H", der während dieses
ersten Durchlaufs von Druckmechanismus 9 erzeugt wird, hat
eine geringe Punktdichte. D.h. die Punkte in der vertika len oder
Höhenrichtung
des Buchstabens "H" sind ziemlich gut
voneinander derart beabstandet, dass eine große Menge des weißen Hintergrundes des
Papiers durchscheint. Um die visuelle Qualität des Buchstabens "H" zu verbessern, wird in diesem Beispiel
ein zweiter Durchlauf von Druckmechanismus 9 durchgeführt, der
im Wesen zu dem ersten Durchlauf komplementär ist. D.h. während eines zweiten
Durchlaufs von Druckmechanismus 9 in einer von Richtungen
von links nach rechts oder rechts nach links kann ein identisches
Bild des Buchstabens "H" erzeugt werden.
Der einzige Unterschied zwischen den Bildern des ersten und zweiten
Buchstabens "H" besteht darin, dass
während
des zweiten Durchlaufs der Druckmechanismus 9 um 1/2 des
Abstands des vertikalen Intervalls zwischen einzelnen Düsen 10 und
deshalb entsprechend 1/2 des Intervalls zwischen den Tintenpunkten
des ersten Bildes abwärts
verschoben ist. Während
des zweiten Durchlaufs von Druckmechanismus 9 werden die
Düsen 10 dennoch
gesteuert, in Spalten C1, C2, C3 und C4 erregt zu sein, gerade wie
sie es während
des ersten Durchlaufs waren, derart, dass die Punktdichte in der
Richtung der Bewegung von Druckmechanismus 9 nicht geändert wird. 4(b) zeigt, dass der Buchstabe "H", der während des zweiten Durchlaufs
erzeugt wird, um 1/2 des vertikalen Intervalls von Mitte zu Mitte "Z" der Punkte des ersten Bildes "H" verschoben ist. Während 4(a) und 4(b) getrennt gezeigt wurden, um genau
zu identifizieren, welches Bild während jedes der ersten und
zweiten Durchläufe
von Druckmechanismus 9 erzeugt wird, zeigt 4(c) das
schließlich
erzeugte Bild "H", welches eine verflochtene
Kombination der einzelnen "H's" ist, die während der ersten und zweiten
Durchläufe
von Druckmechanismus 9 gebildet werden. Es ist ziemlich
klar, dass das schließlich
erzeugte Bild "H" eine Punktdichte
in der vertikalen Richtung hat, die zweimal so viel wie die vertikale
Punktdichte ist, die während
eines von beiden der ersten oder zweiten Durchläufe von Druckmechanismus 9 einzeln
erzeugt wird.
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Wie
zuvor angegeben, kann diese Prozedur für zusätzliche Durchläufe von
Druckmechanismus 9 wiederholt werden, um die Punktdichte
des schließlich
erzeugten Bildes in der vertikalen oder Höhenrichtung des Bildes weiter
zu erhöhen.
Falls z.B. das schließlich
erzeugte H 3 Durchläufe
von Druckmechanismus 9 erfordert hat, würde somit vor dem zweiten Durchlauf
Druckmechanismus 9 entlang der Höhe des Bildes um 1/3 des Abstands
der Düsen 10 verschoben,
und vor dem dritten Durchlauf würde Druckmechanismus 9 erneut
um 1/3 des Abstands der Düsen 10 relativ
zu der Position von Druckmechanismus 9 während des
zweiten Durchlaufs davon verschoben.
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Während die
obige Beschreibung zur Einfachheit nur auf den Druck eines einzelnen
Buchstabens angewendet wurde, haben die Anmelder dieses Basisprinzip
angewendet, um ein vollständiges
Portofreimachungsvermerkbild zu erzeugen. 5 zeigt ein
vergrößertes repräsentatives
Beispiel eines typischen Portofreimachungsvermerkes, der durch eine Frankiermaschine 1 zur
Verwendung in den Vereinigten Staaten gedruckt werden kann. Der
Freimachungsvermerk 51 enthält ein grafisches Bild 53 einschließlich der
3 Sterne in der oberen linken Ecke, die Worte "UNITED STATES POSTAGE" und das Adlerbild;
eine Geräteidentifikationsnummer 55;
ein Datum der Vorlage 57; die veranlassende Postleitzahl 59;
das veranlassende Postamt 61, das zur Vereinfachung nur
mit den Worten "SPECIMEN
SPECIMEN" gezeigt
wird; den Portobetrag 63; eine Stückzahl 65; eine Prüfziffernzahl 67;
eine Verkäufer-ID-Nummer 69;
ein Verkäuferzeichen 71;
ein postalisches Zeichen 73; und eine Multidurchlaufprüfziffer 75.
Während
die meisten der Abschnitte des Freimachungsvermerkbildes 51 selbsterklärend sind,
erfordern einige eine kurze Erläuterung.
Die Verkäufer-ID-Nummer identifiziert,
wer der Hersteller des Gerätes
ist, das Verkäuferzeichen
und die postalischen Zeichennummern sind verschlüsselte Nummern, die durch den Hersteller
bzw. das Postamt ver wendet werden können, um zu verifizieren, ob
ein gültiger
Freimachungsvermerk erzeugt wurde, und die Multidurchlaufprüfziffernzahl
wird nachstehend detaillierter erläutert.
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Der
Freimachungsvermerk von 5 ist einfach ein repräsentatives
Beispiel, und die Information, die darin enthalten ist, wird von
Land zu Land variieren. In dem Kontext dieser Anmeldung werden die Begriffe
Freimachungsvermerk und Freimachungsvermerkbild verwendet, um beliebige
spezifische Anforderung eines beliebigen Landes zu enthalten.
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Wie
zuvor erwähnt,
haben die Anmelder anfänglich
einen Ansatz mit drei Durchläufen,
wie oben in Verbindung mit 4 beschrieben,
zum Erzeugen des Freimachungsvermerkes 51 genutzt. In ihren
anfänglichen
Experimenten haben die Anmelder einen Druckmechanismus 9 mit
einer einzelnen Spalte von Düsen
genutzt, die zum Erzeugen einer Punktdichte von 80 dpi fähig waren.
Die Tropfengröße von jeder Düse war ungefähr 50 Pikoliter,
was zu einer mittleren Tintenpunktgröße, die auf dem Papier abgelagert wird,
von 4,2 mils im Durchmesser geführt
hat. Somit würde
für eine
einzelne Spalte, die durch die Düsen 10 erzeugt
wird, ungefähr
2/3 des Schwadbereichs tintenfrei sein. Um so nahe wie möglich zu
einer Erzeugung in jeder Spalte einer durchgehenden Linie zu kommen,
wurden deshalb drei Durchläufe
von Druckmechanismus 9 in einer verflochtenen Beziehung
miteinander durchgeführt.
Somit hat während eines
einzelnen Durchlaufs von Druckmechanismus 9 von entweder
der Richtung von rechts nach links oder links nach rechts wie in 5 gesehen
der erste Durchlauf von Druckmechanismus 9 das Freimachungsvermerkbild 51 mit
einer Freimachungsvermerkhöhenpunktdichte
von 80 dpi erzeugt. Außerdem
war die Bewegung von Druckmechanismus 9 mit der Feuerfrequenz
von Düsen 10 synchronisiert, um
eine Dichte entlang der Länge
des Freimachungsvermerkes 51 von 240 Punkten pro Zoll zu
erzeugen. Während
der zweiten und dritten Durchläufe des
Druckmechanis mus 9 über
dem Bereich, der durch den Freimachungsvermerk 51 abgedeckt
wird, wurde Druckmechanismus 9 um 1/3 der Abstandsdichte
der Düsen 10 verschoben,
um ein endgültiges Freimachungsvermerkbild 51 zu
erzeugen, das die Kombination von drei verflochtenen vollständigen Freimachungsvermerkbildern
war. Das letztlich erzeugte Freimachungsvermerkbild 51 hat
eine Höhe von
0,8 Zoll, eine Punktdichte von 240 dpi in der Höhenrichtung des Freimachungsvermerkes
und eine entsprechende Punktdichte von 240 dpi in der Längenrichtung.
Außerdem
sehen die einzelnen Freimachungsvermerkbilder, die während jedes
Durchlaufs erzeugt werden, visuell gleich aus, haben aber ein identisches
oder leicht unterschiedliches Punktmuster abhängig von dem gewünschten
Erscheinen des endgültigen
kombinierten Freimachungsvermerkbildes.
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Während das
obige Verfahren den Freimachungsvermerk 51 erzeugt, der
dazu fähig
ist, durch OCR-Ausrüstung
gelesen ebenso wie durch die Briefbeförderungs-/Entwertungsmaschine
erfasst zu werden, existiert ein potenzielles Sicherheitsproblem dadurch,
dass falls jemand drei Umschläge
in die Frankiermaschine 9 gesteckt hat und einen Umschlag
nach jedem Durchlauf des Druckmechanismus 9 gezogen hat,
drei Umschläge
jeder mit einem Freimachungsvermerkbild 51 von 240 dpi
mal 80 dpi erzeugt würde.
Während
es unwahrscheinlich wäre, dass
die Dichte dieser einzelnen Freimachungsvermerkbilder durch die
Briefbeförderungs-/Entwertungsmaschine
erfasst würde
oder durch OCR-Ausrüstung
lesbar wäre,
existiert dennoch ein Risiko, dass alle drei Umschläge verwendet
werden könnten,
während
die Frankiermaschine 1 nur einen Druck eines einzelnen
Freimachungsvermerkes abrechnet. D.h. selbst wenn die Briefbeförderungs-/Entwertungsmaschine
den Freimachungsvermerk nicht erfasst hat, würden die Umschläge einfach
zu einer anderen Station für
eine visuelle Untersuchung weitergeleitet. Es ist gut möglich, dass
während
der visuellen Untersuchung der Freimachungsvermerk mit 80 mal 240
dpi als ein gültiger Freimachungsvermerk betrachtet
werden würde.
Dieses Sicherheitsrisiko wird als nicht akzeptabel betrachtet.
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Die
obige Situation hat für
die Anmelder in ihrer Bemühung,
eine Frankiermaschine geringer Kosten 1 unter Nutzung eines
Druckmechanismus geringer Kosten mit einer einzelnen Spalte von
Düsen,
die einen Portofreimachungsvermerk einer gewünschten Punktdichte durch die
oben dargelegte Mehrfachdurchlauftechnik erzeugen konnten, ein beträchtliches
Problem geschaffen. Die alternativen Lösungen einer Verwendung vieler
Druckköpfe
und Druckköpfe mit
vielen Düsenfeldern,
um die gewünschte
Punktdichte in einem einzelnen Durchlauf zu erzeugen, treiben die
Kosten der Frankiermaschine 1 beträchtlich in die Höhe, was
ein Hauptziel einer Erzeugung eines Gerätes geringer Kosten 1 vereitelt.
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Ein
erstes Verfahren zum Drucken, das das oben erörterte Sicherheitsproblem überwindet,
wird in Verbindung mit 6(a), 6(b) und 6(c) beschrieben.
Dieses Verfahren erzeugt ein endgültiges Freimachungsvermerkbild
unter Nutzung von nur zwei Durchläufen von Druckmechanismus 9.
Bezug nehmend auf 6(a) wird während eines
ersten Durchlaufs von Druckmechanismus 9 ein vollständiger Freimachungsvermerk
geringer Punktdichte 76 aus einer einzelnen Farbtinte (wie
etwa rot) einschließlich sowohl
numerischer als auch fixierter Grafiken auf einem Poststück (nicht
gezeigt) in einer Freimachungsvermerkhöhenauflösung von 80 dpi gebildet. Während dieses
ersten Durchlaufs von Druckmechanismus 9 entlang der "X"-Richtung wird das Freimachungsvermerkbild 76 in
einem ersten "Schwad" ("Durchgang") von Druckmechanismus 9 gebildet, der
als der Bereich definiert ist, der durch Düsen 10 während des
ersten Durchlaufs abgedeckt wird. Die Dichte der Punkte entlang
der Länge
des Freimachungsvermerkes 76 kann variieren, aber eine
bevorzugte Auflösung
ist 480 dpi oder größer. Somit wird
während
dieses ersten Durchlaufs von Druckmechanismus 9 das Freimachungsvermerkbild 76 erzeugt,
das eine Gesamtpunktdichte in sowohl seiner Längen- als auch Höhenrichtungen
haben kann oder nicht, was es erlauben würde, durch eine Briefbeförderungs-/Entwertungsmaschine
erfasst zu werden.
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Vor
einem zweiten Durchlauf von Druckmechanismus 9 wird er
entlang der Höhe
des Freimachungsvermerkes um 1/2 des Abstands der Düsen 10 verschoben.
Während
des zweiten Durchlaufs des Druckmechanismus 9 in der Richtung
von entweder links nach rechts oder rechts nach links entlang der
Länge von
Freimachungsvermerk 76 wird somit ein zweites Bild 77 erzeugt,
das mit dem ersten Freimachungsvermerkbild 76 verflochten
ist, da die ersten und zweiten Durchgänge einander im wesentlichen überlappen.
Die Punktdichte entlang der Länge des
zweiten Bildes 77 ist die gleiche wie die des ersten Freimachungsvermerkbildes 76.
Das zweite Bild 77, welches ein vorausgewählter Abschnitt
des ersten Freimachungsvermerkbildes 76 ist, wird in 6(b) gezeigt, und die verflochtene Kombination von 6(a) und 6(b) erzeugt
ein endgültiges
Freimachungsvermerkbild 79, wie in 6(c) gezeigt. Während des
zweiten Durchlaufs werden somit zusätzliche Punkte (Pixel) innerhalb
des grafischen Bildes 80 und des veranlassenden Postamtbereichs 81 platziert,
um die Gesamtqualität
des Freimachungsvermerkbildes 76 zu steigern, das während des
ersten Durchlaufs erzeugt wird. Insbesondere haben die Bereiche
mit sehr kleinen Details, wie etwa "United States Postage" und der Rumpf des
Adlers zusätzliche
Pixel, die dazu hinzugefügt
sind, um das Bild "aufzuräumen". Die Kombination
des zweiten oder "Erweiterungsdurchlaufs" mit dem Bild 76 erzeugt das
endgültige
Freimachungsvermerkbild 79 von 6(c),
das eine Gesamtpunktdichte hat, die Erfassung und Sortierung durch
eine Briefbeförderungs-/Entwertungsmaschine
gestattet. Das endgültige
Freimachungsvermerkbild 79 besteht aus Abschnitten mit
einer Freimachungsvermerkhöhendichte
von 160 dpi und Abschnitten mit einer Freimachungsvermerkhöhendichte von
80 dpi, wohingegen die Punktdichte entlang der Länge des Freimachungsvermerkes
z.B. 480 dpi oder wie oben erörtert sein
kann.
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Ein
wichtiges Merkmal des obigen Verfahrens besteht darin, dass nur
während
des ersten Durchlaufs von Druckmechanismus 9 ein Bild erzeugt
wird, welches, wenn durch ein Individuum betrachtet, als ein Freimachungsvermerk
erkennbar ist. Der zweite Durchlauf von Druckmechanismus 9 erzeugt
ein Bild, das durch die Briefbeförderungs-/Entwertungsmaschine
als ein Freimachungsvermerk nicht erfassbar ist und durch ein Individuum
als ein Freimachungsvermerk klar nicht erkennbar ist. Selbst wenn
jemand zwei Umschläge
in Frankiermaschine 1 steckt und einen nach dem ersten
Durchlauf entfernt, würde
entsprechend nur einer der Umschläge einen Freimachungsvermerk
darauf haben, der visuell als ein gültiger Freimachungsvermerk
erkannt werden kann. Basierend auf dem obigen Konzept wird ein Fachmann
außerdem
erkennen, dass die Punktdichte des Freimachungsvermerkbildes 76,
das während
des ersten Durchlaufs erzeugt wird, in der Freimachungsvermerklängenrichtung
derart variiert werden kann, dass der Freimachungsvermerk 76 durch
eine Briefbeförderungs-/Entwertungsmaschine nicht
erfassbar ist. In dieser Situation gibt es, obwohl ein Individuum
nicht zwei Freimachungsvermerke für den Preis von einem erzeugen
könnte,
falls sie versuchten dies zu tun und nur das Poststück mit dem Freimachungsvermerk 76 verwendeten,
das durch den ersten Durchlauf allein erzeugt wird, eine gute Chance,
dass der Postdienst den betrügerischen Versuch
seitens des Bedieners erfassen könnte,
da der Freimachungsvermerk eines einzelnen Durchlaufs 76 für eine visuelle
Untersuchung aussortiert würde,
wo seine schlechte Qualität
möglicherweise erfasst
werden könnte.
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Eine
weitere Variation des Verfahrens, das in Verbindung mit 6(a), 6(b) und 6(c) beschrieben wird, besteht darin, dass
zusätzlich
zum Hinzufügen der "Ausbesserungs-"Pixel zu dem grafischen
Bild 53 zusätzliche
Ausbesserungspixel während
des zweiten Durchlaufs des Druckmechanismus 9 zu den Ziffern
des Freimachungsvermerkes 76 so hinzugefügt werden
könnten,
um die Qualität
des Bildes zu verbessern und dennoch OCR-Lesbarkeit der Ziffern
zu erhalten. Erneut wären
die hinzugefügten
numerischen Pixel so begrenzt, dass während des zweiten Durchlaufs
ein visuell erkennbares Freimachungsvermerkbild nicht gedruckt würde.