EP1103382A2

EP1103382A2 - Verfahren zur Bestimmung der Anzahl von mit einer Tintenrestmenge ausführbaren Normalabdrucken und Anordnung zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: EP1103382A2
Application number: EP00250398A
Authority: EP
Inventors: Ralf Kubatzki; Wolfgang Dr. Thiel
Original assignee: Francotyp Postalia GmbH
Current assignee: Francotyp Postalia GmbH
Priority date: 1999-11-26
Filing date: 2000-11-24
Publication date: 2001-05-30
Anticipated expiration: 2020-11-24
Also published as: EP1103382A3; US6428132B1; DE19958948B4; EP1103382B1; DE50012686D1; DE19958948A1

Abstract

Das Verfahren zur Bestimmung der Anzahl von mit einer Tintenrestmenge ausführbaren Normalabdrucken, führt eine rechnerische Bestimmung der Anzahl durch, wenn eine sensorisch erfaßte vorbestimmte Tintenrestmenge signalisiert wird. Die Anordnung zur Durchführung des Verfahrens hat einen Mikroprozessor, der programmiert ist, eine grobe rechnerische Bestimmung der verbleibenden Anzahl vorzunehmen, die Notwendigkeit des Wechselns der Tintentankkassette zu signalisieren, bevor die Reservemenge zum Verbrauch angezapft wird, nach einem Erkennen des Wechselns der Tintentankkassette eine Mitteilung zu generieren und per Display (43) anzuzeigen und auf eine Eingabe eines Codes zu warten, wofür die Eingabemittel (10, 45) vorgesehen sind, eine Überprüfung des eingegebenen Codes zur Autorisierung der gewechselten Tintentankkassette durchzuführen und den Betrieb des Gerätes zu verändern, wenn die erfolgte Überprüfung des Codes eine Ungültigkeit ergeben hat sowie eine feine rechnerischen Bestimmung der verbleibenden Anzahl ab einem Zeitpunkt, an dem die vom Sensor (92) erfaßte vorbestimmte Tintenrestmenge signalisiert wird, vorzunehmen. Die Eingabe des Codes kann per Chipkarte (10) erfolgen. <IMAGE> <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Anzahl von mit einer Tintenrestmenge ausführbaren Normalabdrucken, die von einem Gerät mit mindestens einem Tintenstrahldruckkopf erzeugbar sind, gemäß des Oberbegriffs der Ansprüche 1 bis 4 sowie eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens, gemäß des Oberbegriffs des Anspruchs 10. Die unten stehende Lösung ist für die Ermittlung des Tintenvorrates in Tintentankkassetten für Frankiermaschinen anwendbar, die mit einem Tintenstrahldruckkopf drucken und gestattet die maximale Nutzung der Tinte bis die Tintentankkassette ausgewechselt wird.

Frankiermaschinen sind seit den zwanziger Jahren bekannt und werden noch heute ständig vervollkommnet. Das Druckprinzip hat sich von ursprünglichen rein mechanischen Lösungen mit Drucktrommel zu elektronischen Lösungen mit Thermotransfer- oder Tintenstrahldruckkopf verändert. Der Frankierabdruck muß von den Postbehörden visuell und maschinell lesbar sein, um die Portobezahlung verifizieren zu können.

Eine nicht vom Hersteller geprüfte oder durch ihn nicht frei gegebene Tinte stellt eine Gefährdung der Lesbarkeit des Frankierabdruckes dar. In Zeitabständen muß die verbauchte Tinte durch neue ersetzt bzw. die Tintenkartusche ausgetauscht werden, wobei es im Interesse der Kunden des Herstellers und der Postdienste liegt, wenn qualitativ hochwertiges eigenes Material verbraucht wird.

Es ist bereits bekannt einen bevorstehenden Wechsel von Verbrauchsmaterial via Display anzuzeigen. Von der Anmelderin wurde schon in der deutschen Offenlegungsschrift DE 195 49 376 A1 vorgeschlagen, Sensoren zur Bestimmung der Farbbandrestmenge auf Farbbandkassetten für einen Thermotransferdrucker einzusetzen oder die Anzahl an Abdrucken mittels der Steuerung des Thermotransferdruckers zu zählen. Diese Lösung ist jedoch nur für eine Thermotransfer-Frankiermaschine, beispielsweise vom Typ T1000, geeignet und für Frankiermaschinen mit Tintenstrahldrucker nicht einfach übernehmbar, wegen des nichtlinearen Zusammenhangs zwischen Tintenrestmenge und Anzahl an Abdrucken.

Unter dem Titel: Anordnung zur Tintenversorgung und Tintenentsorgung für einen Tintendruckkopf wurde im DE 196 13 944 C1 bereits eine für die Frankiermaschine vom Typ Jetmail® geeignete Tintentankkassette mit zwei annähernd gleich aufgebauten Tintenbehältern vorgeschlagen. Der eine Tintenbehälter dient zur Entsorgung, der beim Primen aufgefangenen Tinte. Der andere Tintenbehälter dient zur Tintenversorgung und verfügt zwar über eine Tintenendeerkennung mit zwei Elektroden, aber liefert weder vor noch nach dem Endesignal eine Information über den Füllstand. Eine außerdem vorgeschlagene Lochcodierung bietet keinen ausreichenden Schutz gegenüber einem Einsatz einer vom Frankiermaschinenhersteller nicht autorisierten Tintentankkassette.

Eine Tintenendeerkennung mit Elektroden ist aus der DE 27 28 283 C2 vorbekannt. Im Boden des Tintenbehälters sind zwei Elektroden für eine Vergleichsmessung und eine separate Elektrode für eine Leitfähigkeitsmessung zur Tintenendesignalisierung eingebracht. Mittels einer elektronischen Schaltung wird der Übergangswiderstand zwischen diesen Elektroden gemessen und ausgewertet. Die Elektroden sind in Mulden angeordnet, die in den Behälterboden eingeformt sind. Voraussetzung für den Einsatz einer derartigen Tintenendeerkennung ist die Verwendung einer elektrisch leitfähigen Tinte.
Derartige Sensoren zur Tintenendeerkennung liefern der Frankiermaschine der Anmelderin vom Typ JetMail® sicherheitshalber bereits ein Endesignal, wenn noch maximal 200 Frankierungen möglich sind, um ein wegen Tintenmangel unvollständig ausgedrucktes aber abgerechnetes Frankierdruckbild zu vermeiden. Ein Reinigen mit Ausstoßen (Primen) und oder Absaugen von Tinte ist aber dann nicht mehr möglich. Für eine Nach-bestellung eines Tintentankes wird das Endesignal in der Regel einerseits zu spät abgegeben, wenn große Postmengen verarbeitet und andererseits zu früh abgegeben, wenn kleine Postmengen verarbeitet werden.

Es sind bereits kassettenförmige Behälter mit Tintenflüssigkeit, Farbband oder Toner aus US 5.365.312 vorbekannt, die einen chipförmigen integrierten Schaltkreis mit einem elektronischen Speicher für einen den Vorratsbehälter identifizierenden Code, für ein Verfallsdatum und anderen Daten sowie mit einem Zähler aufweisen, um den Verbrauch beim Drucken durch Zählung der einzelnen Druckimpulse zu bestimmen, welche ausgedruckten Tintentropfen entsprechen. Der integrierte Schaltkreis speichert den aktuellen Füllstatus, welcher durch die Druckersteuerung ausgelesen und angezeigt werden kann. Ein Neuprogrammieren des Chips und ein Wiederbefüllen des Behälters ist jedoch nicht möglich. Die Tintenkassette mit Chip zählt die einzelnen Tropfen und gestattet den Einsatz in Bürodruckern. Der große technische Aufwand einer Tropfenzählung ist aber nur für ein Drucken gerechtfertigt, wo mit sehr großen Unterschieden im Verbrauch für verschiene Druckbilder gerechnet werden muß. Schon wegen der Verschiedenartigkeit der Druckbilder kann jedoch keine Aussage über die Anzahl an Drucken gemacht werden, die mit einer Tintenrestmenge noch möglich sind.

Im EP 875 862 A2 wurde bereits ein Tintenstrahldruckkopf für Frankiermaschinen vorgeschlagen, der einen integrierten Tintentank und einen Verbinder mit vielen Kontakten und einen Chip zur Speicherung einer Kopf-ldentifikationsnummer und einer Zahl trägt. Die Zahl entspricht der Anzahl an maximal möglichen Frankierdrucken, wobei mit der Frankiermaschine nur dann frankiert werden kann, wenn die Kopf-ldentifikationsnummer autorisiert ist und die maximale Anzahl an Frankierdrucken noch nicht erreicht ist. Diese Lösung ist nur deshalb für Tintenstrahldruck-Frankiermaschinen einsetzbar, weil bei der Frankierung, insbesondere von Stapeln an Post, mit einem im wesentlichen gleichbleibenden Tintenverbrauch zurechnen ist. Allerdings wird hier nur der Verbrauch an Tinte angegeben. Der Benutzer einer Frankiermaschine möchte aber sichergehen, daß ein abgerechneter Frankierabdruck immer vollständig ausgedruckt werden kann, d.h. auch dann, wenn das Tintenende nahe ist. Für Tintenstrahldruck-Frankiermaschinen der Anmelderin vom Typ JetMail® ist die oben genannte Lösung ungeeignet. Das Zählen der (Normal-) Abdrucke kann hier schon deshalb keine Information über die Anzahl an möglichen Abdrucken mit der Tintenrestmenge im Tintentank liefern, weil bei einer geringen bis mittleren Anzahl an Frankierungen pro Tag der Verbrauch an Tinte durch das Reinigen überwiegt, was die Anzahl an möglichen Abdrucken je Tintentankfüllung reduziert. Bei Piezo-Ink-Jet-Druckköpfen geht beim Reinigen mit Primen und Absaugen ein Großteil an Tinte verloren und kann nicht wieder dem Kopf zugeführt werden.

In der US 5,856,834 wurde ein Gerät und Verfahren zur Aufrechterhaltung der Tintenkonsumtion in einer Tintenkartusche einer Frankiermaschine vorgeschlagen. Letztere hat im Meter (Vault), in der Base und am Druckkopf je einen Mikroprozessor. Der Base-Mikroprozessor aktiviert zur Reinigung des Tintenstrahldruckkopfes eine Pumpenstation und zur Kopf-Spülung den Druckkopf-Mikroprozessor und ein ASIC. Die Reinigungen und Spülungen können in unterschiedlichen Intensitäten vorgenommen werden. Eine Spülung verursacht einen um zwei bis vier Größenordnungen reduzierten Tintenverbrauch im Unterschied zu einer Reinigung, was vom Base-Mikroprozessor rein softwaremäßig berücksichtigt wird. Ein starke Spühlung "Power Flush" verursacht einen vergleichbaren Tintenverbrauch, wie ein Frankierabdruck mit Werbeklischee. Bei der Initialisierung des Druckkopfes wird jedoch die zehnfache Tintenmenge im Vergleich zu einer starken Reinigung "Power Purge" verbraucht. Logischer Weise wäre ein starker Tintenverbrauch nachteilig, wenn sich nur noch ein Rest an Tinte in der Kartusche befindet. Deshalb wurde der Verbrauch durch Reinigung und Spülung reduziert, wenn der Tintenverbrauch einen vorbestimmten Schwellwert überschreitet. Da auch noch ein Sicherheitsfaktor mit einkalkuliert wurde, wird erreicht, daß die verbleibende Tintenmenge für eine größere Anzahl an Drucken mit Sicherheit noch ausreicht. Die Übereinstimmung zwischen dem berechneten und dem tatsächlichen Verbrauch weicht zum vorausberechneten Tintenende stärker ab, als zu Beginn der Berechnung, weil nicht alle Einflußfaktoren eingehen konnten. Würde eine Information über Tintenrestmenge aus dem Verbrauch ermittelt werden, dann wäre die Ungenauigkeit nahe dem Tintenende am größten. Es kann nicht vorausgesagt werden, für wieviel NormalAbdrucke die Tintenrestmenge ausreicht. Damit die Tinte sich nicht früher als berechnet erschöpft, muß ein Sicherheitsfaktor ausreichend groß gewählt werden. Die Wiederbefüllung der Kartusche mit Tinte ist zwar prinzipiell möglich, jedoch muß die Berechnung versagen, wenn die Wiederbefüllung ungenau oder unvollständig ausgeführt wird. Insofern ist es nachteilig, wenn der Verbrauch nur berechnet wird, um daraus Rückschlüsse auf die auf Tintenrestmenge ziehen zu können.

Die Verwendung von überlagerten alten Tinten zur Wiederbefüllung und solchen von schlechter Qualität, die von anderen Herstellern geliefert werden, insbesondere sogenannten Piraterieprodukten kann bisher nicht verhindert werden, außer wenn nur die Einmalverwendung der Tintentankkassette durch in der DE 196 13 945 C2 vorgeschlagene Maßnahmen erzwungen wird. Eine Tintenverbindungsleitung ist vom Tintendruckkopf an den Behälter mittels einer Hohlnadel durch einen gummielastischen Verschluß angedockt. Eine Abdeckvorrichtung, die als Wiederverwendbarkeitssperre dient, wird beim Abziehen des Behälters durch die Hohlnadel unumkehrbar ausgelöst. Ein wiederbefüllter Tintenvorratsbehälter kann nicht mehr angedockt werden. Leider verhindert diese Lösung auch die Wiederverwendung von mit Orginaltinte gefüllten recycelten Behältern. Die verbrauchten Tintentanks können zur ordnungsgemäßen Entsorgung lediglich an den Händler bzw. Service des Herstelles zurückgegeben werden. Der Einsatz von genau kopierten Piraterie-Tintenvorratsbehältern kann damit leider auch nicht unterbunden werden.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Bestimmung der Anzahl an Normalabdrucken zu schaffen, die mit einer in der Tintentankkassette befindlichen Tintenrestmenge gedruckt werden kann. Das Verfahren soll für ein Gerät mit Tintenstrahldruckkopf geeignet sein, der in Abständen gereinigt werden muß, wobei eine Tintenmenge verbraucht wird, welche mit einer Toleranz behaftet ist. Die berechnete Tintenrestmenge soll trotzdem am Tintenende von der praktisch verfügbaren Menge so wenig abweichen, daß ein letzter Normalabdruck mit Sicherheit vollständig ausgedruckt wird und daß weniger als diejenige Menge in der Tintentankkassette verbleibt, die für einen Normalabdruck benötigt wird. Zwar soll eine Verwendung eines wiederbefüllten Tintentankes toleriert werden, aber die Verwendung von überlagerten alten Tinten zur Wiederbefüllung eines Tintentankes oder von solchen Tinten mit schlechter Qualität soll erschwert und im Ergebnis weitgehend minimiert werden, insbesondere wenn es sich um sogenannte Piraterieprodukte handelt.

Die Aufgabe wird mit den Merkmalen des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 4 beziehungsweise mit den Merkmalen der Anordnung nach dem Anspruch 10 gelöst.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß es uninteressant ist, ob die Angabe der verfügbaren Tintenmenge zu Beginn des Verbrauches genau ist. Vielmehr interessiert die genaue Angabe der Restmenge mit der Annäherung an das Ende des Verbrauches. Damit kann nach einer groben Bestimmung der Tintenrestmenge eine Mitteilung über die Anzahl an noch möglichen Normalabdrucken erfolgen. Voraussetzung für eine solche Mitteilung ist die Gültigkeit eines eingegebenen Autorisierungscodes für eine Tintentankkassette. Die feine rechnerische Bestimmung der verbleibenden Anzahl an Normalabdrucken erfolgt erst danach, nachdem eine vorbestimmte Tintenrestmenge sensorisch erfaßt und signalisiert wird. Es ist vorgesehen, daß bei der rechnerischen Bestimmung ab einem vorbestimmten Zeitpunkt die Anzahlen der vorgenommenen Spühlungen und an unterschiedlichen Normalabdrucken berücksichtigt werden und daß die verbleibenden Anzahl als eine ganze Zahl an Normalabdrucken angezeigt wird. Die sensorisch erfaßte vorbestimmte Tintenrestmenge ist eine zum Verbrauch bestimmte Reservemenge, die eine vorbestimmte Anzahl an Normalabdrucken ab dem vorgenannten Zeitpunkt ermöglicht. Eine Reinigungsprozedure wird verhindert, wenn der Tintenverbrauch größer ist, als der Tintenverbrauch für einen Normalabdruck. Die mit einer Tintentankfüllung der ausgewechselten Tintentankkassette ausführbaren Normalabdrucke werden in grober Näherung und benutzerspezifisch bestimmt, indem die größten Verbraucher erfaßt und der Verbrauch rechnerisch oder aufgrund von empirisch gewonnenen Daten in die entsprechende Anzahl von Frankierabdrucken umgesetzt wird. Erfahrungsgemäß ergibt sich nach jedem Einschalten, daß die bis zum Ausschalten von einem Benutzer mittels einer Frankiermaschine frankierte Postmenge meist nicht entfernt von einer durchschnittlichen Anzahl an Normalabdrucken liegt. Letztere kann aber von Benutzer zu Benutzer sehr stark variieren. Schon deshalb und weil bei jedem Einschalten ein Reinigungszyklus mit erheblichen Tintenverbrauch ausgelöst wird, ergibt sich somit ein benutzerspezifischer Durchschnittswert für den Verbrauch pro Einschaltzyklus, d.h. nach einem Einschalten beim Betrieb bis zum Ausschalten der Frankiermaschine. Letztlich ergibt sich empirisch ein benutzerspezifischer Maximalwert an erzielbaren Normalabdrucken je Tintentankfüllung. Vom durchschnittlichen benutzerspezifischen Verbrauch ausgehend, läßt sich nun eine Anzahl an noch möglichen durchschnittlichen Normalabdrucken ableiten. Erfindungsgemäßist vorgesehen, daß ein in Stückzahlen an Pseudoabdrucken bzw. Normalabdrucken umgesetzter normierter Verbrauch von einer Startanzahl subtrahiert wird. Die grobe Bestimmung der Anzahl an ausführbaren Drucken erfolgt benutzerspezifisch, indem das Ergebnis der vorgenannten Subtraktion mit einem Ergiebigkeitsfaktor u multipliziert wird.

Die Frankiermaschine ist erfindungsgemäß mit Mitteln zum Erkennen einer Notwendigkeit des Wechselns des Verbrauchsmaterials (Tinte, Tintentankkassette) ausgestattet, wobei bei einem Wechsel die Überprüfung der Gültigkeit eines eingegebenen Autorisierungscodes durchgeführt wird. Nur wenn die Verwendung der Tintentankkassette autorisiert ist, wird von Beginn an eine Restmenge an möglichen Abdrucken bestimmt und angezeigt. Die grobe Berechnung beginnt noch vor einem Abgeben eines Tintenendesignals, also lange bevor die Reservemenge zum Verbrauch angezapft wird.

Es wurde ein Piraterieschutz für Verbrauchsmaterial basierend auf dessen Authentifizierung und Autorisierung entwickelt, welche das Gerät selbst überprüft oder extern überprüfen läßt. Das Gerät hat ein Eingabemittel für den Autorisierungscode. Der Hersteller liefert einen mit dem Verbrauchsmaterial aggregierten Code. Wenn das Gerät Frankiermaschine über eine Chipkarten-Schreib/Leseeinheit verfügt, kann die Eingabe von Code und ggf. weiteren Daten vorteilhaft per Chipkarte erfolgen, die mit dem Verbrauchsmaterial Tintentankkassette mitgeliefert wurde. Der Mikroprozessor des Gerätes ist programmiert:

zur groben rechnerischen Bestimmung der Anzahl von mit einer Tintenrestmenge ausführbaren Normalabdrucken und zu deren Signalisierung vor einem Zeitpunkt, an dem die vom Sensor erfaßte vorbestimmte Tintenrestmenge als Reserve signalisiert wird,
nach einem Erkennen des Wechselns der Tintentankkassette eine Mitteilung zu generieren und per Display anzuzeigen und auf eine Eingabe eines Codes mittels der Eingabemittel zu warten,
eine Überprüfung des eingegebenen Codes zur Autorisierung der gewechselten Tintentankkassette durchzuführen und den Betrieb des Gerätes zu verändern, wenn die erfolgte Überprüfung des Codes eine Ungültigkeit ergeben hat sowie
zur feinen rechnerischen Bestimmung der Anzahl ab einem Zeitpunkt, an dem die vom Sensor erfaßte vorbestimmte Tintenrestmenge signalisiert wird.

Bei Großverbrauchern ist eine Signalisierung im Voraus besonders vorteilhaft. Über eine Benutzerschnittstelle kann ein Schwellwert der Signalisierung als Referenzwert vom Benutzer frei programmiert werden. Beim Einsatz von Piraterieprodukten oder wiederbefüllten Tintentankkassetten entfällt dieser Vorteil. Die Veränderung des Betriebes des Gerätes kann darin bestehen, daß die Notwendigkeit des Wechselns der Tintentankkassette nicht mehr signalisiert wird, bevor die Reservemenge zum Verbrauch angezapft wird.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen:

Figur 1,: Darstellung der nutzerprofilabhängigen Tintentankergiebigkeit,
Figur 2,: Darstellung der Rückseite einer Tintentankkassette,
Figur 3,: Blockschaltbild des Detektors zum Erkennen des Wechselns einer Tintentankkassette,
Figur 4,: Perspektivische Ansicht einer Frankiermaschine vom Typ JetMail® von vorn rechts,
Figur 5,: Darstellung des Wechselns der Tintentankkassette bei Frankiermaschine vom Typ JetMail®,
Figur 6,: Blockschaltbild der Frankiermaschine vom Typ JetMail®,
Figur 7,: Flußplan für die Frankiermaschine vom Typ JetMail®,
Figur 8,: Flußplan für den Frankiermodus mit Abrechnungs-, Tintenrestmengenbestimmungs- und Druckroutine,
Figur 9,: Flußplan für das Erkennen des Wechselns der Tintentankkassette bei Frankiermaschine vom Typ JetMail®,
Figur 10,: Teilflußplan zur Bestimmung eines Ergiebigkeitsfaktors.

Die Figur 1 zeigt eine Darstellung der nutzerprofilabhängigen Tintentankergiebigkeit für die Tintentankkassette, welche in der Frankiermaschine vom Typ JetMail® verwendet wird. Nach dem Einschalten der Frankiermaschine wird automatisch eine Reinigung (Primen) des Tintenstrahldruckkopfes ausgeführt. Wenn die Frankiermaschine oft eingeschaltet wird und dabei nur wenig Post frankiert wird, wird verhältnismäßig viel Tinte durch das Reinigen verbraucht. Wird jedoch die Anzahl der Normalabdrucke pro Einschaltzykuls erhöht, d.h. im Betriebszeitraum nach einem Einschaltvorgang, dann steigt der Tintenverbrauch durch das Drucken relativ gegenüber dem Tintenverbrauch durch das Reinigen. Hinzu kommt, daß die Frankiermaschine in regelmäßigen Abständen von ca. 1000 Frankierungen und nach längeren Druckpausen, zum Beispiel nach x = 12 Stunden die Reinigung automatisch auslöst. Das sichert im normalen Betrieb immer eine einwandfreie Druckqualität. Damit ergibt sich eine nichtlineare Kurve, wie sie in der Figur 1 gezeigt ist. Bei all zu häufigem Reinigen steigt der Tintenverbrauch unnötig, schon deshalb läuft die Reinigung automatisiert ab, wobei jedesmal eine vorbestimmte Menge Q_i [ in ml ] an Tinte verbraucht wird. In der Regel ergibt sich, daß ein einmaliges Reinigen für eine gute Druckqualität vor dem Frankieren ausreicht, wenn nicht sehr viel Post frankiert wird. Die Summe aller Mengen Q_i an beim Reinigen verbrauchter Tinte erreicht bei i = n Einschaltzyklen einen Maximalwert Q_max. Bei i < n Einschaltzyklen sei die Summe = Q, welche von der Tintentankfüllungsmenge subtrahiert werden kann, so daß sich nach Formel (1) als Differenz D näherungsweise eine für weitere Normalabdrucke und Reinigungen nutzbare Tintenrestmenge [in ml ] ergibt:

Ein Tintentankbehälter faßt zum Beispiel eine Menge B = 360 ml Tinte. Im Extremfall bei einem Benutzer, der sehr wenig Post frankiert, werden bis zu 90% der Tinte für Reinigungsvorgänge verbraucht. Die Menge Q_max stimmt mit der Menge B in grober Näherung überein. Solche Wenigfrankierer frankieren weniger als 50 Briefe im Betrieb nach jedem Einschalten der Frankiermaschine. Aufgrund der Vielzahl an Reinigungsvorgängen reicht ein gefüllter Tintentank nur für ca. 20000 Normalabdrucke. Als Wenigfrankierer werden Benutzer bezeichnet, die weniger als 200 Briefe pro Einschaltzyklus schaffen, d.h. im Betrieb nach jedem Einschalten der Frankiermaschine frankieren und dabei noch 60% bis 80 % der Tinte für Reinigungsvorgänge verbrauchen. Ein gefüllter Tintentank reicht dann für bis zu ca. 30000 Normalabdrucke.
Als Mittelfrankierer werden Benutzer bezeichnet, die weniger als 1000 Briefe pro Einschaltzyklus schaffen, d.h. im Betrieb nach jedem Einschalten der Frankiermaschine frankieren. Wenn sie dabei 30% bis 60 % der Tinte für Reinigungsvorgänge verbrauchen, reicht ein gefüllter Tintentank für mehr als 50000 Normalabdrucke.
Als Vielfrankierer werden Benutzer bezeichnet, die mehr als 1000 Briefe pro Einschaltzyklus schaffen, d.h. im Betrieb nach jedem Einschalten der Frankiermaschine frankieren. Da nur 20% bis 30 % der Tinte für Reinigungsvorgänge verbraucht werden, reicht ein gefüllter Tintentank für wesentlich mehr als 60000 Normalabdrucke.

Die Kurve in Figur 1 ergibt sich aus den Erfahrungswerten einer statistischen Untersuchung. Letztere liefert auch Anfangswerte für die näherungsweise Berechnung der Tintenrestmenge und daraus sich ergebende Anzahl an möglichen Frankierungen. Die Tintenmenge, die für ein Frankieren insgesamt verbraucht wird, entspricht vereinfacht der Summe aller Normalabdrucke A multipliziert mit der durchschnittlichen beim einzelnen Frankieren verbrauchten Tintenmenge q [ in ml ]. Somit ergibt sich für eine Tintentankfüllungsmenge B: B = Qmax + Σ A * q [in ml]

Die Tintenmenge Q_max kann in eine Anzahl an Pseudoabdrucken A' umgerechnet werden, welche durch die Reinigungsvorgänge für ein Frankieren verloren gehen. Auch die Differenz D, die sich aus der Gleichung (1) ergibt, kann dann in eine Anzahl an Normalabdrucken umgerechnet werden, wobei auf ganze Normalabdrucke abgerundet wird. Die Differenz D teilt sich in eine Summe an Pseudoabdrucken A' und Summe an Normalabdrucken A entsprechend des benutzerspezifischen Verhaltens und einem hier vernachlässigbaren Tintenrest auf: (ΣA' + ΣA)q < B-Q [in ml]

Nur dann, wenn die Qualität des Frankierstempelabdruckes nicht mehr ausreichend ist, beispielsweise aufgrund von Fehlstellen bei den gedruckten Bildpunkten (Pixel), muß die Reinigung ausnahmsweise manuell ausgelöst werden. Damit variiert die in Figur 1 abgebildete Kurve benutzerindividuell sehr stark. Eine Vorausberechnung der Restmenge an möglichen Normalabdrucken ist offensichtlich problematischer, als eine Berechnung eines Verbrauches. Ein Benutzer könnte vom vorzeitigen Ende der Tinte im Tintentank überrascht werden. Es muß vermieden werden, daß ein bereits abgerechneter Frankierabdruck nicht zuende gedruckt werden kann. Ein Tintenendesignal wird deshalb bereits abgegeben, wenn die Restmenge auf 200 Normalabdrucke geschrumpft ist, wobei die Normalabdrucke insbesondere normale Frankierabdrucke mit einem durchschnittlichen Tintenverbrauch sein sollen.
Die Erfindung erlaubt nun die bessere Ausnutzung dieser Restmenge durch eine genauere Bestimmung einer Restmenge an möglichen Normalabdrucken aufgrund einer Tintenrestmenge in einem Tintentank, welche sowohl den bisherigen Ende-Sensor einbezieht, als auch auf einer genaueren Berechnung des Verbrauches an Tinte basiert. Bisher wurde bei der Berechnung der Verbrauch W * F an Tinte für eine Anzahl W an Spülungen des Tintenstrahlkopfes vernachlässigt, da er kleiner als der Verbrauch q für einen durchschnittlichen Abdruck A (Normalabdruck) ist. Aus der Gleichung (2) ergibt sich: B = Qmax + ΣA * q + W * F [in ml] wobei q = 6 F [ in ml] und F der Verbrauch an Tinte für eine Spülung ist.

Ein starker Tintenverbrauch ist nachteilig, wenn sich nur noch ein Rest an Tinte in der Tintentankkassette befindet. Deshalb erscheint eine generierte Meldung im Display, wenn der Tintenvorrat für ein Frankieren mit vorausgehender Druckkopfreinigung nicht mehr ausreicht. Letzteres ist der Fall, wenn die Tintenrestmenge auf einen Wert c1* q geschrumpft ist, was zum Beispiel c1 = 200 normale Abdrucke A₃ ermöglicht, wenn ein Tintenende detektiert wird. Es gilt ein Verbrauch q = 6F für Normalabdrucke A = A₃ . Ein Minimalabdruck A₁ verursacht einen geringeren Verbrauch 4F und ein Maximalabdruck A₅ verursacht einen höheren Verbrauch 8F an Tinte als ein Normalabdruck A₃. Im Verbrauch dazwischen können auch weitere Abdrucke A2 bzw. A4 liegen. Damit kann die Gleichung (5) aufgestellt werden, in welcher kein Term für Druckkopfreinigung existiert und die erst gültig ist, nach dem ein Endesignal abgegeben worden ist: c1* q = ΣA1 * 4F + ΣA2 * 5F + ΣA3 * 6F + ΣA4 * 7F + ΣA5 * 8F + W * F c1* q = 200 * q = 200 * 6F [in ml]

Wird die Restanzahl c1 vollständig verbraucht, dann gilt die Gleichung (6). c1 = (ΣA1 * 2/3 + ΣA2 * 5/6 + ΣA3 + ΣA4 * 7/6 + ΣA5 * 8/6 + W * 1/6)

Folglich ergibt sich eine Anzahl an Frankierungen, wenn von der Restanzahl c1 der normierte Verbrauch subtrahiert und dann abgerundet wird. Eine Spülung (Flush) reduziert den Tintenverbrauch weniger als ein durchschnittlicher Frankierabdruck. Da dies als normierter Zahlwert 1/6 mit einkalkuliert wurde, wird erreicht, daß die verbleibende Tintenmenge für eine größere Anzahl an Drucken mit Sicherheit noch ausreicht und es alternativ möglich ist, kleinere Mengen in Stapeln zu frankieren, wobei dem Frankieren des nächsten Stapels auch eine Druckpause vorausgehen darf. In einen Zahlenwert Z gehen die Unterschiede im Verbrauch zwischen den einzelnen Abdrucken ein. Ein Normalabdruck erhält den Zahlenwert Z = 1 und ein Minimalabdruck den Zahlenwert Z = 2/3. Somit ergibt sich - nachdem ein Endesignal abgegeben wurde - nach jedem Drucken für die Anzahl an restlichen Abdrucken die Gleichung (7): K = c1 - Z, wobei 2/3 ≤ Z ≤ 4/3 ist.

Dem Benutzer werden jedoch nur die vollen Zahlenwerte für K (ohne Kommastellen) angezeigt. Erfindungsgemäß beginnt eine genaue Berechnung also erst dann, wenn ein Tintenende detektiert wird. Ohne daß sich die Tinte früher als berechnet erschöpft, kann nun ein eventueller Sicherheitsfaktor ausreichend klein gewählt werden. Letzterer kann eine Tintenmenge ausmachen, die für nur einen einzigen Maximalabdruck A₅ verbraucht wird. Eine Vereinfachung ergibt sich, wenn Z = 1 gewählt und die Spülung unberücksichtigt bleibt aber statt desssen ein größerer Sicherheitsfaktor gewählt wird.

Die Figur 2 zeigt eine Darstellung der Rückseite einer Tintentankkassette der Frankiermaschine vom Typ JetMail®. Ein Tintentankbehälter 955 der Tintentankkassette 95 faßt ca. 360 ml Tinte und dient zur Tintenversorgung. Er ist mit einem Elektrodenpaar 93,94 ausgestattet. Ein daran angeschlossener Sensor 92 liefert ein Tintenende-Signal, wenn der Tintentank bis auf eine Restmenge leer ist. Wird nun signalisert, daß der zu detektierende Pegel unterschritten wird, dann kann vom Hersteller autorisierte Tinte in den Tintenbehälter zur Tintenversorgung nachgefüllt werden. Das kann beispielsweise über eine Hohlnadel bzw. Spritze durch eine Gummidichtung 957 in der Rückwand der Tintentankkassette erfolgen. Durch eine zweite Gummidichtung 956 in der Rückwand der Tintentankkassette 95 gelangt die beim Primen abgesaugte Tinte in einen zweiten Tintenbehälter 954 zur Tintenentsorgung. Eine Lochcodierung hat Löcher 951 und mit Deckel 952 zugedeckelte Löcher. Alternativ zu den Deckeln kann eine Lochung der intakten Rückwand erfolgen. Die Lochcodierung schützt vor Verwechselungen mit Tintentankkassetten, die mit einer Tinte einer anderen Farbe gefüllt sind. Seitliche Nuten 958, 959 dienen einer Führung beim Einsetzen der Tintentankkassette.

Die Figur 3 zeigt ein Schaltbild eines Detektors, der das Herausnehmen bzw. Wechseln des Verbrauchsmaterials auch dann sicher detektiert, wenn das Gerät ausgeschaltet ist und nicht mit Systemspannung U_s versorgt wird. Der Detektor hat eine handelsübliche Lithium-Batterie BAT, welche einen Speicher mit einer Speichererhaltungsspannung von ca. 3V versorgt. Ein erster Schalter S1, wird beim Herausnehmen bzw. Wechseln des Verbrauchsmaterials betätigt. Beispielsweise wird ein mechanischer Kontakt geöffnet, welcher die Spannungsversorgung des Speichers durch die Lithium-Batterie BAT unterbricht. Diese Spannungsversorgung wird detektiert und verursacht das Schließen eines zweiten Schalters S2, der vorzugsweise als CMOS-Schaltung realisiert ist. Der RESET-Eingang des Speichers wird dadurch mit Masse (L-Pegel) verbunden, was zum nichtflüchtigen Speichern der Information über eine Unterbrechung der Anwesendheit der Tintentankkassette durch ein sicheres Löschen des Speicherinhaltes des Speichers führt. Anderenfalls liegt bei eingeschalteten Gerät am Reseteingang über einen Widerstand R und die Diode D1 eine positive Spannung U_s = +4,5 bis +5V (H-Pegel) oder über die Diode D2 bei ausgeschalteten Gerät eine positive Spannung UBAT = +2,5 bis +3V (H-Pegel) an. Der Speicher kann als SRAM ausgebildet sein, der vom Mikrocomputer 19 über das Interface 18 mittels einem - nicht gezeigten - Schieberegister mit einem Code ausgestattet und bezüglich des Vorhandenseins des Codes abgefragt werden kann. Die Datenabfrage nach einem erfolgen Herausnehmen bzw. Wechseln der Tintentankkassette symbolisiert durch d1, d2 kann durch eine Datenabfrage bezüglich eines Gestecktseins der Tintentankkassette symbolisiert durch d3 ergänzt werden. Ein mechanischer Kontakt bzw. erster Schalter S1, welcher die Spannungsversorgung des Speichers durch die Lithium-Batterie BAT herstellt, ist bei gesteckter Kassette geschlossen. Über d3 und nicht gezeigte Fensterkomperatoren kann außerdem das Spannungsniveau der Lithium-Batterie BAT abgefragt werden.

Die Art der Aggregation des Verbrauchsmaterials mit dem Codewort hängt vorzugsweise von der Art des Verbrauchsmaterials ab. Es ist vorgesehen, daß ein Sensor direkt oder indirekt die Anwesendheit von Verbrauchsmaterial nach einem physikalisch Wirkprinzip festzustellen gestattet, wobei das Verbrauchsmaterial ein fester Körper ist. Hier ist das Verbrauchsmaterial die Tinte in einer Tintentankkassette für eine Frankiermaschine nach Figur 4.

Bei der in der Figur 4 von vorn rechts dargestellten perspektivischen Ansicht einer Frankiermaschine vom Typ Jetmail® existiert eine interne Datenverbindung zur integrierten Waage 20. Stromaufwärts der Frankiermaschine 1 ist eine automatische Zuführung 3 mit intergrierter Vereinzelungsvorrichtung angeordnet. Ein Andruck-Bügel 35 kann hochgeklappt werden und drückt dann auf einen Poststapel, aus welchen mittels Abzugsrollen 32 Briefe vereinzelt werden. Unter einer Haube 34 befinden sich weitere Teile der Vereinzelungsvorrichtung. Ein Brief liegt an einer Führungsplatte 31 an und wird zur stromabwärts zur Führungsplatte 11 der Frankiermaschine 1 bewegt, wo der "Frankieren" genannte Druckvorgang erfolgt. Ein weiterbewegter frankierter Brief liegt an einer Führungsplatte 81 eines Schließmoduls 8 an. Ein Schließwalzenpaar 82 sorgt für das Verschließen noch nicht völlig geschlossener Briefkuverts und für den Auswurf über einen Einsatz 5 in den Ablagekasten 6. Der Aufbau der Frankiermaschine vom Typ JetMail® ist beispielsweise in der nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung DE 199 00 686.5-27 näher beschrieben worden, unter dem Titel: Anordnung zum Schließen von Briefumschlägen.

In der Führungsplatte 11 der Frankiermaschine 1 sind eine Chipkarten-Scheib/Lese-Einheit 70 und ein Ein/Ausschalter 71 angeordnet. Nach dem Einschalten kann eine Chipkarte 10 in Verbindung mit dem Userinterface 43, 45 zur vereinfachten Einstellung der Frankiermaschine verwendet werden. Das Userinterface 43, 45 befindet sich auf dem Meter 12 der Frankiermaschine 1. In dem deutschen Gebrauchsmuster DE 298 21 903 U1 ist ein international einsetzbares Userinterface näher erläutert worden.

Ein - nicht gezeigter - Mikroprozessor der Frankiermaschine 1 überwacht den Füllstand eines - in der Figur 5 - gezeigten Tintentankes 95 mittels eines Tintenendesensors 92. Letzterer kann gemäß dem deutschen Patent 196 13 944 C1 mit zwei Elektroden in Kontakt stehen. Derartige Sensoren liefern in der JetMail sicherheitshalber bereits ein Endesignal, wenn noch maximal 200 Frankierrungen möglich sind, um ein wegen Tintenmangel unvollständig ausgedrucktes Frankierdruckbild zu vermeiden. Der Mikroprozessor generiert gegebenenfalls einen Anzeigetext zur Anzeige im Display 43: DER TINTENVORRAT IST FAST AUFGEBRAUCHT. BITTE TAUSCHEN SIE ALSBALD DEN TINTENTANK! RESERVE IN ABDRUCKEN: 200.

Die Frankiermaschine 1 kann nun mit der Reservetintenmenge weiterbetrieben werden. Der Mikroprozessor realisiert in seinem Speicherraum einen Rückwärtszähler, der durch das Tintenendesignal auf die Zahl 200 voreingestellt und mit jeder weiteren Frankierung um eins dekrementiert wird. Die Zahl 200 ergibt sich empirisch aus Erfahrungswerten für einen Rest an möglichen Normalabdrucken und einem Sicherheitsfaktor. Die den Rest kennzeichnende Zahl kann vor der nächsten Frankierung zur Anzeige gebracht werden. Alternativ kann ein Rest an möglichen Abdrucken genauer ermittelt werden, wenn von der vorgenannten Gleichung (5) ausgegangen wird. Die genauere Berechnung wird anhand der Figur 8 näher erläutert.

Nach jeder weiteren Frankierung generiert der Mikroprozessor eine Statuszeile, welche die Anzahl der verbleibenden Drucke anzeigt und gibt zum Ende die Meldung heraus: DER TINTENVORRAT IST AUFGEBRAUCHT. BITTE WECHSELN SIE DEN TINTENTANK. Nach dem Öffnen der Klappe 99 des Tintenfaches 98 kann der verbrauchte Tintentank 95 entnommen und in einen Plastikbeutel gesteckt werden, welcher eventuell auslaufende Tintenreste auffängt. Ein neuer Tintentank kann aus der Verpackung entnommen und dabei überprüft werden, ob die Farbe der Tinte richtig ist. Dazu kann eine Lochcodierung auf der Rückseite des Tintentankes herangezogen werden. Zugleich kann das neue Codewort gelesen werden. Der Tintentank wird in - nicht gezeigte - seitliche Führungsschienen des Tintentankfaches eingesetzt und eingeschoben, bis er spürbar einrastet. Solande der Tintentank nicht richtig eingesetzt ist, generiert der Mikroprozessor die Meldung: BITTE DEN TINTENTANK WECHSELN !
Beim Andocken des neuen Verbrauchsmaterials wird automatisch ein Kontakt geschlossen. Die Frankiermaschine erkennt durch diesen Kontakt, daß ein neues Verbrauchsmaterial installiert wurde. In Abhängigkeit von einer Lochcodierung auf der Rückseite des Tintentankes kann mittels geeignet ausgebildeter Kontakte der ursprüngliche Tintentyp (Post rot, rot flureszierend, Post blau usw.) detektiert werden. Der Mikroprozessor generiert nun eine Meldung, die den Kunden über das Display auffordert, den neuen Code einzugeben: BITTE TINTENTANKCODE EINGEBEN. Diesen Code kann der Kunde beispielsweise einem Aufdruck auf der Verpackung entnehmen und mittels der Tastatur 45 in die Frankiermaschine 1 eingeben.

Nachdem nun die Frankiermaschine 1 über den neuen Code verfügt, wird eine Verbindung mit dem Datenzentrum des Herstellers hergestellt. Moderne Frankiermaschinen sind heute bereits alle mit einem Modem ausgestattet, um mit dem Datenzentrum des Herstellers kommunizieren zu können. Dies dient normalerweise dazu, einen Guthabenbetrag vom Datenzentrum geladen zu bekommen, wenn der entsprechende Speicher leer frankiert wurde. Die Übertragung des Codes kann separat sofort nach Ermittlung des neuen Verbrauchsmaterials erfolgen oder ein zusätzlicher Bestandteil der Kommunikation zur periodischen Fernladung der Frankiermaschine zu einem späteren Zeitpunkt sein. Bekannte Maßnahmen der Datensicherung werden eingesetzt, um zu verhindern, daß die Code auf der Übertragungsstrecke abgelauscht werden können. Das Datenzentrum empfängt den Code des neuen Verbrauchsmaterials 95 zusammen mit einer Kennung der Frankiermaschine 1. Beim im entfernten Datenzentrum 100 (nicht gezeigt) durchgeführten Vergleich der Code wird auch geprüft, ob der Code bereits einmal benutzt wurde. Wurde er von einer anderen Frankiermaschine gemeldet, hat offensichtlich deren Benutzer den Code weitergegeben und der neue Kunde versucht, in Kombination mit diesem Code unautorisiertes Verbrauchsmaterial zu verwenden. Hat der Kunde selbst den Code schon einmal angegeben, ist das ein Indiz dafür, daß er sich nach Benutzung von autorisiertem Verbrauchsmaterial nun in den Besitz von unautorisiertem gebracht hat.
Alternativ kann die Autorisierung im Gerät selbst überprüft werden, was nachfolgend noch anhand der Fig.9 erläutert wird.

In der Figur 6 ist Blockschaltbild einer Frankiermaschine vom Typ JetMail® mit einer einen Prozessor 46 aufweisenden Steuereinheit 40 bis 58 und mit einer Base einschließlich einer integrierten Waage 20, einem Rate-PROM 22, einem Modem 53 und einem solchen Detektor 96 gezeigt. Der Rate-PROM 22 kann alternativ auch in dem gestrichelten Speicher-Modul 51, 52 innerhalb des Meters realisiert sein.
Der Detektor 96 erkennt nach einem direkten Meßverfahren das Wechseln bzw. den Einsatz einer neuen Tintentankkassette 95. Außerdem ist vorgesehen, daß mittels vorhandener Sensoren 92, 97 in Zusammenwirken mit einer vom Mikroprozessor 46 durchgeführten Auswertung gemessener und gespeicherter Daten indirekt die Anwesendheit von einer ausgewechselten Tintentankkassette nach einem physikalisch Wirkprinzip festgestellt wird. Nach einem Verbrauch der Tinte wird ein vorbestimmter Rest an Tinte mittels der Elektroden 93, 94 und dem Sensor 92 detektiert und über die Baugruppen SAS 59, Sensor/Aktor-Steuerinterface ASIC 58 dem Mikroprozessor 46 mitgeteilt, der daraufhin eine Anzeige generiert. Es verbleibt ein vorbestimmter Rest an Tinte der für ca. 200 Abdrucke reicht, wenn die Leitfähigkeit zwischen den Kontakten 93, 94 einen vorbestimmten Schwellwert unterschreitet. Ein Aus/Einschalten der Frankiermaschine 1 über den Schalter 71 kann über den Sensor 97 detektiert werden, der ebenfalls an der SAS 59 angeschlossen ist. In Zusammenwirken mit einer vom Mikroprozessor 46 durchgeführten Auswertung gemessener und gespeicherter Daten wird indirekt die Anwesendheit von einer zwischenzeitlich ausgewechselten Tintentankkassette 95 ermittelt. Es ist vorgesehen, daß ein Speichern der Stückzahl an Normalabdrucken = Frankierungen während des Betriebes der Frankiermaschine erfolgt, daß der Mikroprozessor der Frankiermaschine über das Mißverhältnis der ab Eingabe des Autorisierungscodes ermittelten Anzahl an zulässigen Frankierungen und der tatsächlichen Frankierleistung einen unautorisierten Wechsel erkennt. Ein Ausschalten zu der Zeit, während die Frankiermaschine nur noch über den Tintenrest verfügt, kann auf einen bevorstehenden Wechsel hindeuten. Kann die Frankiermaschine dann ohne einen über die Kontakte 93, 94 und den Sensor 92 detektierten Wechsel zur wiederhergestellten Leitfähigkeit zwischen den Kontakten 93, 94 über eine Anzahl von 200 Normalabdrucken hinaus weiter betrieben werden, dann ist dies ein Indiz dafür, daß entweder ausgewechselt bzw. zwischenzeitlich Tinte unautorisiert nachgefüllt wurde. In einer Reaktion darauf wird mindestens eine Anzeige generiert und ggf. eine Mitteilung zum Datenzentrum TDC 100 übermittelt, wenn ein Guthaben wieder nachgeladen werden muß.

Ein von der Anmelderin entwickelter Sicherheitsmodul 60 dient als erster Abrechnungsmodul und hat eine Hardware-Abrecheneinheit 63 und einen batteriegestützten nichtflüchtigen Speicher 61, in welchen per Modem 53 ein Guthaben geladen werden kann. Ein OTP-(One Time Programmable)-Prozessor 66 führt dabei Sicherheitsroutinen sowohl bei der Guthabennachladung, als auch zur Absicherung der Registerdaten mit einem MAC (Message Authentication Code) aus. Der Vorteil des Sicherheitsmoduls besteht darin, daß die Prüfung der Zuverlässigkeit und die Zulassung der erfindungsgemäßen Frankier- und Freimachungsmaschine, die durch den Postbeförderer erfolgt, dann nur noch für das betreffenden Prozessorsystem 60 und das angeschlossenen Druckermodul 55-57 erforderlich ist. Einen zweiten Verarbeitungsmodul bildet die Chipkarte 10 in Verbindung mit der Chipkarten-Schreib/Leseeinheit 70. Der Mikroprozessor 46 und die ersten Speicherbauelemente 41, 42 bilden dann einen dritten Verarbeitungsmodul und der Mikroprozessor 46 und die zweiten Speicherbauelemente 51, 52 (gestrichelt) bilden dann einen vierten Verarbeitungsmodul usw. In der Regel reicht ein Abrechenmodul aus und die anderen Verarbeitungsmodule können andere Aufgaben übernehmen.

Der Mikroprozessor 46 mit zugehörigen Speichern wird als Portorechner und zur Drucksteuerung und der Abrechenmodul 60 zur Abrechnung und Berechnung von Verschlüsselungscodes mindestens zur Kommunikation mit dem Datenzentrum zwecks Guthabennachladung verwendet. Aufgrund dieser Aufgabenteilung ist der Abrechenmodul 60 zum Sicherheitsmodul weiterentwickelt worden. Alle Verarbeitungsmodule 41,42, 51,52, der Sicherheitsmodul 60 der Mikroprozessor 46, die Interface Baugruppen 44, 54 und 55, ein Hauptarbeitsspeicher Pixel-RAM 47, Uhr/Datums-Baustein 48, Klischeé-EEPROM 49, Programmspeicher ROM 50 und ein ASIC mit dem Sensor/Aktor-Steuerinterface 58 sind an einen meter-internen BUS 40 der Steuerung angeschlossen. Mittels der Tastatur 45 wird eine Ein-gabe an die Ports des Mikroprozessors 46 zur entsprechenden Steuerung der Frankiermaschine 1 getätigt. Über die Interface Baugruppe 44 kann ein generiertes Schirmbild zum Display 43 gelangen. Das Display besitzt zur Unterstützung einen integrierten Controller.
Über das Sensor/Aktor-Steuer-Interface 58 sind weitere - hier nicht näher erläuterte - Sensoren und Aktoren der Base, ein Encoder 90 für die Briefbewegung und mindestens ein Briefsensor 91 sowie über das Interface 54 mindestens das Modem 53 elektrisch mit dem Meter 12 der Frankiermaschine 1 verbunden. Beide Interface-Schaltungen 54 und 58 können auch in einem Anwenderschaltkreis ASIC realisiert werden. Nähere Ausführungen hierzu sind dem EP 716 398 A2 entnehmbar, welches den Titel trägt: Frankiermaschineninterne Schnittstellenschaltung und Verfahren zur manipulationssicheren Druckdatensteuerung. Zur Steuerung der übrigen Komponenten in der Base und in der Peripherie sind weitere Ausführungen dem EP 875 864 A2 entnehmbar, welches den Titel trägt: Anordnung zur Kommunikation zwischen Stationen einer Postbearbeitungsmaschine.
Neben dem Motor M1 für den Brieftransport, dem Motor M2 für einen Streifengeber und dem Motor M6 für einen Briefschließer existieren ein Motor M3 für die Schwenkmechanik, ein Motor M4 für eine Wischlippe und ein Motor M5 für eine Tintenpumpe. Mit der SAS 59 sind ein Beeper 15 und RDS-Positionssensoren verbunden, welche die Bewegung des Motors M3 für die Schwenkmechanik und damit die Bewegung einer RDS 17 feststellen. Der Beeper 15 signalisiert kurzzeitig eine Fehlfunktion, beispielsweise bei einem Ziehen des Netzsteckers, wenn der Druckkopf nicht abgedichtet ist. Er verbraucht nur sehr wenig Energie zur Signalisierung.
Der Druckkopf ist abgedichtet, wenn eine Dichtkappe der Reinigungs- und Dicht-Station RDS 17 auf eine Dichtposition angehoben ist. Letzteres ist im Frankiermodus nicht der Fall, da der Druckkopf in eine Frankierposition geschwenkt wurde. Eine Reinigung des Druckkopfes wird in Verbindung mit der Steuerung der drei oben genannten Motoren M3, M4, M5 vorgenommen. Eine Reinigung umfaßt ein Durchlaufen der Phasen Absaugen, Wischen und Freispritzen, wobei das Durchlaufen durch den Betrieb des Motors M3 mittels einer speziellen Mechanik realisiert wird. Nach dem durch Einschalten des Tintenpumpenmotors M5 ein Unterdruck erzeugt wurde, wird durch die Schwenkmechanik ein Ventil 18 geöffnet und eine durch eine Primen-Zeitdauer vorbestimmte Tintenmenge abgesaugt. Nach dem Primen wird die Dichtkappe in eine Wischposition abgesenkt und durch Ansteuerung des Motors M4 für die Wischlippe erfolgt ein Wischen des Druckkopfes. Nach dem Ausschalten des Tintenpumpenmotors M5 erfolgt noch ein Freispritzen, indem die Piezoaktoren des Druckkopfes für eine vorbestimmte Zeitdauer mit Impulsen angesteuert werden. Falls kein Druckauftrag vorliegt, wird die RDS angedockt und das Ventil 18 geschlossen. Der Aufbau und die Funktionsweise der RDS 17 wurde in dem deutschen Patent DE 197 26 642 C1 unter dem Titel: Vorrichtung zur Positionierung eines Tintenstrahldruckkopfes und einer Reinigungs- und Dichtvorrichtung, näher beschrieben.

Die Figur 7 zeigt einen Flußplan für die o.g. Frankiermaschine. Nach dem Start 190 und der Durchführung einer Start-und Initialisierungsroutine 191 wird die Systemroutine 200 erreicht. Im Schritt 201 werden die seriellen Schnittstellen, zum Beispiel Interface 54, selektiert und abgefragt sowie weitere gespeicherte Daten aufgerufen. Dann wird zum Schritt 209 verzweigt, ggf. über weitere - nicht dargestellte - Schritte. Im Rahmen einer Eingabe- und Anzeigeroutine, wobei die Eingabemöglichkeiten vom Userinterface über die Schirmbilder vorgegeben sind, werden weitere Daten und Befehle eingegeben. Nun wird ein Punkt e vor einem Abfrageschritt 301 erreicht. Eine Eingabe kann als Kommunikationsanforderung im Abfrageschritt 301 erkannt werden, woraufhin eine Kommunikationsroutine 300 durchlaufen wird, bevor zum Punkt e zurückverzweigt wird. Wird aber eine Eingabe nicht als Kommunikationsanforderung im Abfrageschritt 301 erkannt, dann wird auf den nächsten Abfrageschritt 210 verweigt. Wird in letzterem erkannt, daß während der vorausgehenden Kommunikation an die Frankiermaschine Daten übermittelt wurden, dann wird über einen Statistik-und Fehler-Auswertungsmodus 211 und einen Aktualisierungs-Schritt 239 zur Systemroutine 200 zurückverzweigt. Anderenfalls wird zum nächsten Abfrageschritt verzweigt. Im Aktualisierungs-Schritt 239 wird ein Zeitzähler für die Dauer des Betriebes der Frankiermaschine nach dem Einschalten aktualisiert, der anfangs auf T := 0 gesetzt ist, aber nach dem Einschalten gestartet wird. Der Zeitzähler kann auch davon unabhängig zu jeder Sekunde aktualisiert werden.
Der Befehl in einen Testmodus 213 einzutreten, wird in einem Abfrageschritt 212 erkannt. Der Befehl in einen Anzeigemodus 215 einzutreten, wird in einem Abfrageschritt 214 erkannt. Wird in einem Abfrageschritt 216 der Befehl "Ausschalten" erkannt, wird in einem Schritt 217 die Heizung des Druckkopfes ausgeschaltet, die RDS 17 angedockt und das Ventil 18 geschlossen. Außerdem wird der Zeitzähler auf T := 0 zurückgesetzt und die aktuellen Daten gespeichert. Die aktuellen Daten schließen ein eine Stückzahl H an Pseudoabdrucken bzw. Abdrucken entsprechend einem normierten Verbrauch und einen Ergiebigkeitsfaktor u ein. Unmittelbar nach einem Wiedereinschalten und nach dem Ablauf einer Reinigungsprozedur kann im Anzeigemodus 215 eine aus den Werten H und u berechnete aktuelle Restanzahl M_akt an Normalabdrucken angezeigt werden. Dazu wird eine Grobberechnung durchgeführt, welche später noch näher erläutert wird.
Gibt der Sensor 92 ein Tintenendesignal ab, dann wird letzteres vom Mikroprozessor im Abfrageschritt 218 erkannt und zum Anzeigeschritt 219 verzweigt, in letzterem wird die verbleibende Tintenrestmenge in Form von
K Abdrucken angezeigt. Dann wird zum Abfrageschritt 221 verzweigt. Wenn die Tintenrestmenge zum Druck eines Abdruckes nicht mehr ausreicht, dann wird auf einen Schritt 227 verzweigt. Im Schritt 227 wird die Heizung des Druckkopfes ausgeschaltet, die RDS 17 angedockt und das Ventil 18 geschlossen. Anschließend wird über einen Anzeigeschritt 228 zur Systemroutine zurückverzweigt. Anderenfalls wird aufeinen Punkt a zum nächsten Abfrageschritt verzweigt. Nur wenn das Tintenendesignal nicht vorliegt, dann können Abfrageschritte 220, 222, 224 durchlaufen werden, die eine Reinigung des Tintendruckkopfes auslösen. Im Abfrageschritt 220 wird ein in der Start-und Initialisierungsroutine 191 gestarteter Zähler für die Stückzahl an Abdrucken abgefragt, ob N = 0 oder eine vorbestimmte Anzahl, beispielsweise 1000 Abdrucke gedruckt wurden, um eine leichte Reinigung auszulösen.
Im Abfrageschritt 222 wird der in der Start-und Initialisierungsroutine 191 gestarteter Zeitzähler abgefragt, ob eine vorbestimmte Zeitdauer x, beispielsweise x= 12 Stunden Betriebsdauer erreicht wurde, um eine Reinigung auszulösen.
Im Abfrageschritt 224 wird abgefragt, ob ein Befehl eingegeben wurde, um eine intensive Reinigung auszulösen. Bei einer intensiven Reinigung, deren Anzahl im Schritt 225 separat gezählt wird, wird zum Abfrageschritt 226 verzweigt. In letzterem wird abgefragt, ob der o.g. Befehl so oft hintereinander erneut eingegeben wurde, daß eine Zahl Pmax überschritten wird. In einem solchen Fall, in welchem eine mehrfache Reinigung erfolglos war, wird im Schritt 227 die Heizung ausgeschaltet, die RDS 17 angedockt und das Ventil 18 geschlossen. Über einen Schritt 228 zur Generierung einer Anzeige "CALL SERVICE" wird zur Systemroutine 200 zurückverzweigt. Anderenfalls wird eine intensive Reinigung ausgelöst, welche sich in ihrer Dauer von den anderen unterscheidet. Von den Abfrageschritten 220, 222, 224 wird auf einen Schritt 223 verzweigt, bei dem die Heizung eingeschaltet, die RDS 17 angedockt und das Ventil 18 geschlossen wird. Das Reinigen des Druckkopfes erfolgt im Schritt 229 und wurde in Verbindung mit der Figur 6 bereits erläutert. In einem Schritt 230 wird zunächst die verbleibende Tintenrestmenge unter Berücksichtigung mindestens der Reinigungsdauer bzw. -Intensität in eine mögliche aktuelle Restanzahl M_akt an Normalabdrucken umgerechnet und dann angezeigt. Im anschließenden Schritt 231 werden die Zähler gesetzt, für die Stückzahl auf N := 1 und für die Zeit auf T := 0. Dann wird wieder die Systemroutine 200 erreicht.
Im Abfrageschritt 232 wird abgefragt, ob eine weitere Eingabe eingegeben wurde, die noch abgearbeitet werden muß. Dann wird ein Schleifenzähler L := 0 gesetzt, um dann wieder auf die Systemroutine 200 zu verzweigen.

Anderenfalls wird der Schleifenzähler im Abfrageschritt 234 abgefragt, ob eine vorbestimmte Anzahl an Schleifen gezählt wurden. Bei einer bestimmten Taktfrequenz, welche die Rundenzeit für eine Schleife bestimmt, ergibt eine Schleifenanzahl ein Zeit, beispielsweise 10 Minuten. Wurden in dieser Zeit keine weiteren Eingaben getätigt bzw. bearbeitet, wird in einen Standby-Modus umgeschaltet. In einem Schritt 237 wird ein Standby-Flag gesetzt, die Heizung ausgeschaltet, die RDS 17 angedockt und das Ventil 18 geschlossen und dann zur Systemroutine 200 zurückverzweigt. Anderenfalls wird ein Abfrageschritt 236 erreicht, wo auf Vorliegen einer Druckanforderung geprüft wird. Wenn keine Druckanforderung vorliegt, wird über einen Schritt 238, in welchem der Schleifenzähler L := L + 1 inkrementiert wird, zum Punkt s der Systemroutine 200 zurückverzweigt. Anderenfalls wird auf einen Punkt d zum Frankiermodus 400 verzweigt.

Wie bereits ausgeführt, muß einerseits die Restanzahl K an Abdrucken erst nach dem Vorliegen eines Tintenendesignals, d.h. bei einem niedrigen Tintenpegel genauer berechnet werden. Es ist andererseits völlig ausreichend für die vorläufige Information des Benutzers einer Frankiermaschine über eine aktuelle Restanzahl M_akt, wenn die davor bei höherem Tintenpegel berechnete Restmenge nur sehr grob mit der wirklichen Restmenge übereinstimmt. Eine Restmenge wird nach Gleichung (8) wie folgt berechnet: (c2 - H) * q = B - (ΣNj + r1 * ΣA' + r2 * ΣA" + r3 * ΣA") * q mit H = (ΣNj + r1 * ΣA' + r2 * ΣA" + r3 * ΣA")

Es ergibt sich daraus eine aktuelle Restanzahl: Makt = u * (c2 - H )

Im Schritt 230 wird ausgehend von einem Startanzahl c2 ein Wert H subtrahiert. Der Wert H ist in Stückzahlen an Pseudoabdrucken bzw. Normalabdrucken umgesetzte normierte Verbrauch, der vor der Berechnung der verbleibenden Restanzahl gespeichert wird. Im Wert H wird sowohl die Stückzahl N₁ gewertet, die sich ab der ersten Reinigung nach dem Start ergab und die Stückzahl Nj (mit j = 2, 3, 4, ...,) zwischen den Reinigungen, als auch die in eine Stückzahl an Pseudoabdrucken A', A" umgesetzte Reinigungen selbst gewertet, sobald eine solche festgestellt wird. Der Faktor r₁ = 1 gilt bei einer leichten Reinigung. Der Faktor r₂ berücksichtigt die Reinigungsdauer bzw. -Intensität bei der normalen Reinigung im Unterschied zur leichten Reinigung. Beispielsweise führt eine normale Reinigung zu einem verdoppelten Tintenverbrauch im Vergleich zur leichten Reinigung. Der Faktor r₃ berücksichtigt die Reinigungsdauer bzw.-Intensität bei der intensiven Reinigung. Letztere führt beispielsweise zu einem verdoppelten Tintenverbrauch im Vergleich zur normalen Reinigung. Damit ergibt sich ein Faktor r₃ = 4. Ohne Berücksichtigung einer Initialreinigung wird nimmt dann der Faktor r Zahlenwerte zwischen 1 und 4 an.

Eine Initialreinigung, welche zu einer erstmaligen Befüllung eines Druckkopfes mit Tinte führt, kann in der Frankiermaschine ggf. durch eine geänderte Startanzahl c2 berücksichtigt werden. Mit dem Ergiebigkeitsfaktor u wird berücksichtigt, daß nur ein Anteil der Anzahl (c2 - H ) zur Erzeugung von Abdrucken direkt verbraucht wird. Der benutzerabhängige Ergiebigkeitsfaktor u muß bei der erstmaligen Initialisierung der Frankiermaschine eingespeichert werden und liegt im Bereich zwischen 0,1 und 0,8. Ein hoher Faktor u = 0,8 gilt hier für einen Benutzer, der bei der Erläuterung der Kurve gemäß Figur 1 als Vielfrankierer bezeichnet wurde.

Die Figur 8 zeigt einen Flußplan für den Frankiermodus 400 mit einer Abrechnungs- und Druckroutine für die Frankiermaschine vom Typ JetMail®. Die Bestimmung einer Anzahl an Normalabdrucken entsprechend einer noch verfügbaren Tintenrestmenge erfolgt durch den Mikroprozessor 46. Wenn die RDS 17 nicht angedockt (Schritt 401) und die Druckkopfheizung eingeschaltet ist (Schritt 406) startet der Mikroprozessor 46 eine Berechnung des Druckbildes (Schritt 408). Anderenfalls, wenn im Abfrageschritt 401 festgestellt wurde, daß die RDS 17 angedockt ist, wird zu einem Schritt 402 verzeigt. Im letzteren wird die Druckkopfheizung eingeschaltet, die RDS in eine Wischposition bewegt und das Ventil 18 geöffnet. Dann erfolgt ein Freispritzen. Falls ein Tintenendesignal vorliegt, was im Schritt 403 abgefragt wird, berechnet der Mikroprozessor 46 im Schritt 404 eine Anzahl K an Normalabdrucken, die nach dem Freispritzen noch ausgeführt werden kann. Anschließend und falls kein Tintenende-signal vorliegt, steuert der Mikroprozessor 46 den Motor M3 im Schritt 405 soweit an, daß die RDS 17 in die Tiefe der Base abgesenkt und der Druckkopf in die Druckposition geschwenkt wird. Die erreichte Position wird im Schritt 405 über RDS-Positionssensoren 16 detektiert. Anschließend wird zur Berechnung des Druckbildes auf den Schritt 408 verzweigt. Während der Berechnung des Druckbildes durch den Mikroprozessor 46, wird der Sicherheitsmodul 60 aktiviert. Wenn nach einem Registercheck 412 ein Stückzahlkredit S > 0 vorhanden ist (Abfrageschritt 411) und der Check ordnungsgemäße unmanipulierte Registerdaten ergibt (Abfrageschritt 413) erfolgt eine Berechnung einer Signatur für den Abdruck (Schritt 416), die Abrechnung des gedruckten Portowertes (Schritt 417) und die Inkrementierung des Stückzahlkredites (Schritt 418). Anderenfalls schaltet der OTP-Prozessor des Sicherheitsmoduls 60 zu einer Statistik-und Fehlerauswertung um (Schritt 414) und generiert eine Anzeige (Schritt 415), um dann zur Systemroutine s zurückzuverzweigen.

Wenn das Druckbild fertig berechnet worden ist, was im Schritt 409 abgefragt wird, kann der Mikroprozessor 46 die vom Sicherheitsmodul 60 gelieferte Signatur in das Druckbild einfügen (Schritt 420). Anschließend wird im Schritt 421 der Wert von Z in Abhängigkeit vom ausgewählten Werbeklischeè bestimmt. Im Falle eines Normalabdruckes ist Z = 1. Der Schritt 421 ist weiterhin erforderlich, um die Abdrucke zu zählen, die seit dem letzten Reinigungsvorgang gedruckt wurden.

Die zur Bestimmung einer Anzahl an Drucken entsprechend einer noch verfügbaren Tintenrestmenge erforderlichen Schritte 403, 404, 421, 422, 423 sind Bestandteil der vorgenannten Abrechnungs- und Druckroutine. Zur groben Bestimmung einer Anzahl an Normalabdrucken ist nur ein Inkrementieren der Stückzahl N im Schritt 421 erforderlich. Vor einer feinen Bestimmung einer Anzahl K an Abdrucken muß das Tintenende-signal abgegeben worden sein, was in den Schritten 403 und 422 abgefragt wird. Der Startwert für K ist die Restanzahl c1. Vom Wert K wird der nach Gleichung (6) genau ermittelbare Verbrauch als Zahlenwert subtrahiert. Der Verbrauch geht in eine Pseudoabdruckzahl W/6 für ein Freispritzen im Schritt 404 und in eine Zahl Z für einen Abdruck im Schritt 423 ein.

Vom Schritt 423 ausgehend und wenn kein Tintenendesignal abgegeben worden ist, was im Schritt 422 abgefragt wird, wird nun, wenn sich der Druckkopf in Druckposition befindet, was über einen Abfrageschritt 424 abgefragt wird, die Druckrotine 426 erreicht. Dabei gelangen die Druckdaten über das Interface 55 und die Drucksteuerung 56 zum Druckkopf 57. Eine Fehleranzeige wird im Schritt 425 generiert, wenn bei letzterer Abfrage festgestellt wurde, daß wenn sich der Druckkopf nicht in der Druckposition befindet. Abschließend wird zur Systemroutine zurückverzweigt. Zwischen den Punkten a und b des Flußplanes gemäß Figur 7 können weitere Abfrageschritte liegen. Ein nicht gezeigter Abfrageschritt führt auf einen Schritt zur Generierung einer Signalisierung oder Warnung, bevor die Tintentankkassette gewechselt werden muß. Ein Zahlenschwellwert I an restlichen Normalabdrucken für eine Warnung/ Signalisierung kann von dem Benutzer mittels der Eingabe-und Druckroutine 109 vorprogrammiert werden. Die aktuelle Restanzahl M_akt an noch möglichen Frankierungen mit Normaldrucken kann im Anzeigemodus 215 angezeigt werden, wenn in der Eingabe-und Druckroutine 109 eine entsprechende Eingabe getätigt wurde. Wenn der Wert M_akt < I ist, erfolgt jedoch unabhängig davon eine Signalisierung oder Warnung. Unter den weiteren Abfrageschritten sind auch solche, die in Zusammenhang mit der Autorisierung der Tintentankkassette von Bedeutung sind.

Die Figur 9 zeigt einen Flußplan für das Erkennen des Wechselns der Tintentankkassette bei einer Frankiermaschine. Am Punkt a liegt ein Abfrageschritt 241 von dem auf einen weiteren Abfrageschritt 242 verweigt wird, wenn vom Benutzer ein ungültiger Autorisierungscode gerade neu eingegeben wurde. In diesem Fall wird in dem weiteren Abfrageschritt 242 gefragt, ob ein alter Code eingegeben wurde. Wurde kein alter Code eingegeben, dann wird auf einen Schritt 244 verzweigt, um die Information zu speichern, wodurch sich die Frankiermaschine als suspekt erkennt, mit anderen als Orginaltinten zu arbeiten. Wurde aber ein alter Code eingegeben, dann wird auf einen Abfrageschritt 243 verzweigt, um im Schritt 244 die Information zu speichern, wenn die Bedingung M_akt < 1 erfüllt ist. Anderenfalls wird vom Abfrageschritt 243 und vom Abfrageschritt 241 auf einen Abfrageschritt 245 verzweigt, von dem auf einen weiteren Abfrageschritt 246 verweigt wird, wenn vom Benutzer ein gültiger Autorisierungscode gerade neu eingegeben wurde. In diesem Fall wird in dem weiteren Abfrageschritt 246 gefragt, ob die Tintentankkassette 95 eingesteckt ist. Ist das nicht der Fall oder wurde kein Autorisierungscode eingegeben und die Tintentankkassette 95 ist nicht eingesteckt, dann wird auf einen Schritt 250 verzweigt, um einen Anzeigetext "BITTE TINTENTANK WECHSELN" zu generieren. Wird im Abfrageschritt 246 festgestellt, daß die Tintentankkassette 95 eingesteckt ist, dann wird auf einen Abfrageschritt 248 verzweigt und gefragt, ob ein Wechselsignal vom Detektor 96 abgegeben wird. Ist das nicht der Fall, dann wird wieder auf den Schritt 250 verzweigt, um einen Anzeigetext "BITTE TINTENTANK WECHSELN" zu generieren. Anderenfalls, wenn ein Wechselsignal vom Detektor 96 abgegeben wird, dann setzt der Mikroprozessor 46 im Schritt 247 die Restanzahl M_akt auf den Anfangswert c2 und setzt den Detektor 96 in einen Zustand zurück, in welchem kein Wechselsignal abgegeben wird. Der eingegebene Autorisierungscode wird als alter Code gespeichert.
Wird vom Abfrageschritt 249 festgestellt, daß die Tintentankkassette 95 nicht eingesteckt ist, wird wieder auf den Schritt 250 verweigt. Anderenfalls wird bei ja auf einen Abfrageschritt 251 verzweigt. Wenn ein Wechselsignal vom Detektor 96 abgegeben wird, dann wird auf einen Abfrageschritt 252 verzweigt und gefragt, ob ein Tintenendesignal vom Sensor 92 abgegeben wird. Ist das der Fall, dann wird wieder auf den Schritt 250 verzweigt, um einen Anzeigetext "BITTE TINTENTANK WECHSELN" zu generieren. Anderenfalls, wird auf einen Schritt 253 verzweigt, um einen Anzeigetext "BITTE TINTENTANKCODE EINGEBEN" zu generieren.
Wenn auf den Schritt 247 verzweigt wird, liegt natürlich wieder der Anfangszustand c2 für die Frankiermaschine mit einem maximalen Zählerstand der Restanzahl M vor, weil die Tintentankkassette gerade gegen eine mit Orginaltinte eines autorisierten Herstellers befüllte Tintentankkassette 95 ausgewechselt wurde.
Wenn auf den Schritt 253 verzweigt wird, wurde die Tintentankkassette 95 nach deren Herausnehmen aus dem Tintentankfach wieder gesteckt und soll beispielsweise weiterverwendet werden, weil sie noch nicht leer ist. Wenn dann nach Aufforderung der alte Autorisierungscode eingegeben wird, ist vorgenanntes Weiterverwenden suspekt, wenn die aktuelle grob berechnete Restanzahl M_akt < 1 ist. In solch einem Fall, d.h. wenn die Tintentankkassette nicht durch eine unautorisierte Wiederbefüllung manipuliert worden wäre, hätte nämlich ein Tintenendesignal vorliegen müssen. Von den Schritten 244, 247, 250 und 253 wird zur Systemroutine 200 zurückverzweigt.

Im Rahmen der Eingabe-und Anzeigeroutine 109 kann der Mikroprozessor 46 die Eingabe eines Autorisierungscodes von anderen Daten-Eingaben unterscheiden. Er kann außerdem einen gespeicherten alten Code mit dem eingegebenen vergleichen. Die Frankiermaschine führt in einer Variante die Autorisierungsprüfung selbst aus oder nutzt in einer anderen Variante eine Kommunikation mit dem Datenzentrum zur Autorisierungsprüfung. Das Codewort ist auf der Tintentankkassette aufgedruckt oder auf einem Label, welches an letzterer befestigt ist. Ergänzend oder alternativ kann die Echtheit einer mit Orginaltinte gefüllten Kassette überprüft werden. Dazu sind weitere nicht gezeigte Abfrageschritte erforderlich.Nach dem Durchlaufen der Abfrageschritte 241, 245, 249 und 251 des in der Figur 9 gezeigten Teilflußplanes wird wieder der Punkt b erreicht.

Die Figur 10 zeigt einen Teilflußplan zur Bestimmung eines Ergiebigkeitsfaktors u. Ein Abfrageschritt 261, welcher die Anzahl der Einschaltzyklen E = 3 abfragt, verzweigt auf einen Schritt 262, um die Anzahl V an Frankierungen entsprechend der drei Einschaltzyklen, der Größe nach zu ordnen und den mittleren Wert V_m speichern. Der in der Figur 7 erläuterte Berechnungs-Schritt 230 kann Schritte enthalten, die Anzahl der Frankierungen je Einschaltzyklus zu zählen. Falls N = 0 ist, wird ein Vorwärtszähler für die Anzahl V gestartet. Wenn im Schritt 216 ein Ausschalt-Befehl erkannt wird, kann im Schritt 217 außerdem der Zählerwert E des Einschaltzyklenzählers auf E := E + 1 inkrementiert und zusammen mit dem Zählerwert V des Vorwärtszählers gespeichert werden. Nach drei Einschaltzyklen kann gemäß der Kurve der Figur 1 der benutzerabhängige Ergiebigkeitsfaktor u ermittelt werden. Jedem ermittelten mittleren Wert V_m kann ein u-Faktor in einer Liste zugeordnet sein. Die Liste kann im ROM 50 gespeichert werden. Es genügt die jeweils aktuelle Anzahl V an Frankierungen je Einschaltzyklus zu zählen. Die mehr als drei Einschaltzyklen zurückliegenden Meßwerte, welche im Schritt 262 gespeichert wurden, werden im Schritt 263 gelöscht bzw. bereits vorher überschrieben.

Wird eine Tintentankkassette mit gültigen Autorisierungscode benutzt, dann wird die Notwendigkeit des erneuten Wechselns der Tintentankkassette im voraus signalisiert, bevor die Reservemenge zum Verbrauch angezapft wird. Das Display 43 und die Eingabemittel 45 bilden eine Benutzerschnittstelle 4, über welche ein Schwellwert der Signalisierung als Referenzwert vom Benutzer frei programmierbar ist und im Speichermittel 41, 42 via Mikroprozessor 46 gespeichert wird. Die Speichermittel 41, 42 sind ausgestattet, in einem Speicherbereich mindestens einen Schwellwert zu speichern. Der Mikroprozessor 46 ist durch ein Programm im Speicher 50 programmiert, die ermittelte Anzahl von mit einer Tintenrestmenge ausführbaren Normalabdrucken mit dem Referenzwert zu vergleichen und wenn der Referenzwert erreicht oder unterschritten ist, ein Signal für die Notwendigkeit des erneuten Wechselns der Tintentankkassette zu generieren. Der Mikroprozessor 46 ist weiterhin programmiert, den Betrieb des Gerätes zu verändern, wenn die erfolgte Überprüfung des Autorisierungscodes seine Ungültigkeit ergeben hat, wobei die Veränderung des Betriebes des Gerätes darin besteht, daß die Notwendigkeit eines Wechselns der Tintentankkassette nicht im voraus signalisiert wird.

Das Codewort kann als Zertifikat des Herstellers angesehen werden, der die Qualität der enthaltenen Tinte garantiert. Bei sehr wichtigen Bauteilen bzw. Verbrauchsmaterialien wird das Zertifikat in Form einer elektronisch lesbaren Signatur vom Hersteller entfernt vom Datenzentrum ausgestellt, der über einen sogenannten Signierschlüssel verfügt und wobei die Datenbank des Datenzentrums über einen Verifizierschlüssel verfügt. Die Identitätnummer der Tinte und die verkaufte Menge werden mit dem Signierschlüssel vom Hersteller zur Signatur verschlüsselt und als Codewort aufgedruckt. Eine die Identitätnummer der Tinte, die Menge, ggf. das Datum und den Signierschlüssel enthaltene Mitteilung kann zum Datenzentrum übermittelt werden, welches bei Erhalt der Angaben einen Verifizierschlüssel übermittelt, mit dem die Frankiermaschine eine Vielzahl an gefüllten bzw. wiederbefüllten Tintentankkassetten verifizieren kann.

Es ist in einer weiteren Variante vorgesehen, daß die Verifizierungs- bzw-Autorisierungsprüfung nur im Datenzentrum durchgeführt wird. Es ist ebenso möglich, daß solche Überprüfungen in beiden, d.h. im Datenzentrum und in der Frankiermaschine durchgeführt werden.

Die grobe rechnerische Bestimmung und Anzeige der Anzahl an ausführbaren Normalabdrucken vor einem Zeitpunkt, an dem die vom Sensor 92 erfaßte vorbestimmte Tintenrestmenge signalisiert wird, ist insbesondere für Benutzer vorteilhaft, die zur Gruppe der Mittel- und Vielfrankierer gehören. Die Bestellung einer neuen Tintentankkassette muß rechtzeitig erfolgen, da ein Rest von 200 Normalabdrucken schnell verbraucht ist.

Die Erfindung ist nicht auf die vorliegenden Ausführungsform beschränkt. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten im Rahmen der Ansprüche denkbar. So können offensichtlich weitere andere Ausführungen der Erfindung entwickelt bzw. eingesetzt werden, die vom gleichen Grundgedanken der Erfindung ausgehend, die von den anliegenden Ansprüchen umfaßt werden.

Claims

Verfahren zur Bestimmung der Anzahl von mit einer Tintenrestmenge ausführbaren Normalabdrucken, die von einem Gerät mit mindestens einem Tintenstrahldruckkopf erzeugbar sind, gekennzeichnet dadurch, daß die Bestimmung der Anzahl rechnerisch ab einem Zeitpunkt erfolgt, an dem eine sensorisch erfaßte vorbestimmte Tintenrestmenge als Reserve zum Drucken einer vorbestimmten Anzahl signalisiert wird.
Verfahren, nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß bei der rechnerischen Bestimmung die Anzahlen der ab dem vorgenannten Zeitpunkt vorgenommenen Spühlungen und an unterschiedlichen Abdrucken berücksichtigt werden und daß die verbleibenden Anzahl als eine ganze Zahl an Normalabdrucken angezeigt wird.
Verfahren, nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die sensorisch erfaßte vorbestimmte Tintenrestmenge eine zum Verbrauch bestimmte Reservemenge ist, die eine vorbestimmte Anzahl c1 an Normalabdrucken ermöglicht, daß ab dem vorgenannten Zeitpunkt eine Reinigungsprozedure mit einem Tintenverbrauch verhindert wird, der größer als der Tintenverbrauch für einen Normalabdruck ist und daß eine genaue rechnerische Bestimmung der Anzahl von mit der Tintenrestmenge ausführbaren Normalabdrucken ab dem vorgenannten Zeitpunkt erfolgt.
Verfahren zur Bestimmung der Anzahl von mit einer Tintenrestmenge ausführbaren Normalabdrucken, die von einem Gerät mit mindestens einem Tintenstrahldruckkopf erzeugbar sind, gekennzeichnet durch eine grobe rechnerische Bestimmung der Anzahl nach Speicherung eines eingegebenen gültigen Autorisierungscodes für eine Tintentankkassette vor und feine rechnerische Bestimmung der Anzahl ab einem Zeitpunkt, an dem die sensorisch erfaßte vorbestimmte Tintenrestmenge als Reserve zum Drucken einer vorbestimmten Anzahl signalisiert wird.
Verfahren, nach Anspruch 4, gekennzeichnet dadurch, daß ein in Stückzahlen H an Pseudoabdrucken bzw. Normalabdrucken umgesetzter normierter Verbrauch von einer Startanzahl c2 subtrahiert wird und daß die grobe Bestimmung der Anzahl an ausführbaren Normalabdrucken benutzerspezifisch erfolgt, indem das Ergebnis der vorgenannten Subtraktion mit einem Ergiebigkeitsfaktor u multipliziert wird.
Verfahren, nach Anspruch 5, gekennzeichnet dadurch, daß der Ergiebigkeitsfaktor u für die benutzerspezifische grobe Bestimmung der Anzahl vorprogrammiert wird.
Verfahren, nach Anspruch 5, gekennzeichnet dadurch, daß der Ergiebigkeitsfaktor u für die benutzerspezifische grobe Bestimmung der Anzahl während des Betriebes der Frankiermaschine aus einer gespeicherten Liste anhand einer mittleren Anzahl V_m an Frankierungen pro Einschaltzyklus E ermittelt wird, wobei für eine Anzahl an Einschaltzyklen E die Anzahl V an Frankierungen erfaßt und daraus die mittlere Anzahl V_m ermittelt wird.
Verfahren, nach den Ansprüchen 4 bis 7, gekennzeichnet dadurch, daß eine grobe Bestimmung der Anzahl benutzerspezifisch erfolgt und daß bei einer vorbestimmten Anzahl an ausführbaren Normalabdrucken die Notwendigkeit des Wechselns der Tintentankkassette signalisiert wird, bevor die Reservemenge zum Verbrauch angezapft wird.
Verfahren, nach den Ansprüchen 4 bis 8, gekennzeichnet durch ein Feststellen eines Wechselns der Tintentankkassette (95) für die ein Autorisierungscode oder eine zugehörige Chipkarte (10) mit einem Autorisierungscode bereitsgestellt wird, und durch eine Überprüfung der Gültigkeit des Autorisierungscodes, nachdem er mittels der Chipkarte (10) oder unter Verwendung des Userinterfaces (4) eingegeben wurde.
Anordnung zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 4, mit einer Steuereinheit eines Gerätes, mit Eingabemitteln (10, 45), einem Tintenstrahldruckkopf (57) und einer Reinigungs- und Dichtstation (17) sowie mit einem Sensor (92) zur Signalisierung, wenn eine vorbestimmte Tintenrestmenge erreicht ist, gekennzeichnet dadurch, daß der Sensor (92) die vorbestimmte Tintenrestmenge signalisiert, die als Reservemenge zum Verbrauch angezapft wird, daß mit der Steuereinheit des Gerätes der Sensor (92) und weitere Mittel (96, 97) zur Feststellung einer Anwesendheit von einer ausgewechselten Tintentankkassette und Eingabemittel (10, 45) zur Eingabe eines Codes betriebsmäßig verbunden sind, daß in der Steuereinheit des Gerätes ein Mikroprozessor (46) mit Speichermitteln (41, 42 und 50) verbunden und programmiert ist,

zur groben rechnerischen Bestimmung der Anzahl von mit einer Tintenrestmenge ausführbaren Normalabdrucken und zu deren Signalisierung vor einem Zeitpunkt, an dem die vom Sensor (92) erfaßte vorbestimmte Tintenrestmenge als Reserve signalisiert wird,

nach einem Erkennen des Wechselns der Tintentankkassette eine Mitteilung zu generieren und per Display (43) anzuzeigen und auf eine Eingabe eines Codes mittels der Eingabemittel (10, 45) zu warten,

eine Überprüfung des eingegebenen Codes zur Autorisierung der gewechselten Tintentankkassette durchzuführen und den Betrieb des Gerätes zu verändern, wenn die erfolgte Überprüfung des Codes eine Ungültigkeit ergeben hat.
Anordnung, nach Anspruch 10, gekennzeichnet dadurch, daß das Display (43) und die Eingabemittel (45) eine Benutzerschnittstelle (4) bilden, über welche ein Schwellwert der Signalisierung als Referenzwert vom Benutzer frei programmierbar ist und im Speichermittel (41, 42) via Mikroprozessor (46) gespeichert wird.
Anordnung, nach den Ansprüchen 10 und 11, gekennzeichnet dadurch, daß die Speichermittel (41, 42) ausgestattet sind, in einem Speicherbereich mindestens einen Schwellwert zu speichern und daß der Mikroprozessor (46) durch ein Programm im Speicher (50) programmiert ist, die ermittelte Anzahl von mit einer Tintenrestmenge ausführbaren Normalabdrucken mit dem Referenzwert zu vergleichen und wenn der Referenzwert erreicht oder unterschritten ist, ein Signal für die Notwendigkeit des erneuten Wechselns der Tintentankkassette zu generieren.
Anordnung, nach den Ansprüchen 10 bis 12, gekennzeichnet dadurch, daß der Mikroprozessor (46) programmiert ist, bei Gültigkeit des Autorisierungscodes die Notwendigkeit des erneuten Wechselns der Tintentankkassette im voraus zu signalisieren, bevor die Reservemenge zum Verbrauch angezapft wird und den Betrieb des Gerätes zu verändern, wenn die erfolgte Überprüfung des Autorisierungscodes seine Ungültigkeit ergeben hat, wobei die Veränderung des Betriebes des Gerätes darin besteht, daß die Notwendigkeit des Wechselns der Tintentankkassette nicht im voraus signalisiert wird.
Anordnung, nach Anspruch 10, gekennzeichnet dadurch, daß das Mittel zur Feststellung einer Anwesendheit von einer ausgewechselten Tintentankkassette ein Detektor (96) ist, der eine Unterbrechung der Anwesendheit detektiert und nichtflüchtig speichert.
Anordnung, nach Anspruch 10, gekennzeichnet dadurch, daß vorhandene Sensoren (92, 97) die Mittel zur Feststellung einer Anwesendheit einer ausgewechselten Tintentankkassette sind, wobei in Zusammenwirken mit einer vom Mikroprozessor (46) durchgeführten Auswertung gemessener und gespeicherter Daten indirekt die Anwesendheit von einer ausgewechselten Tintentankkassette festgestellt wird.
Anordnung, nach Anspruch 10, gekennzeichnet dadurch, daß zum Erkennen des Wechselns der Tintentankkassette (95) ein mit dem Mikroprozessor (46) betriebsmäßig verbundener Sensor (92) und Kontakte (93, 94) im Tank der Tintentankkassette (95) vorgesehen sind, wobei die elektrische Leitfähigkeit der Tinte zwischen den Kontakten (93, 94) gemessen wird und in Zusammenwirken mit einer vom Mikroprozessor (46) durchgeführten Auswertung gemessener und gespeicherter Daten indirekt die Anwesendheit von einer ausgewechselten Tintentankkassette (95) ermittelt wird.
Anordnung, nach Anspruch 10, gekennzeichnet dadurch, daß das Gerät eine Frankiermaschine (1) ist, daß ein Speichern der Stückzahl an Normalabdrucken oder Frankierungen während des Betriebes erfolgt, daß der Mikroprozessor der Frankiermaschine über das Mißverhältnis der ab Eingabe des Autorisierungscodes ermittelten Anzahl an zulässigen Frankierungen und der tatsächlichen Frankierleistung einen unautorisierten Wechsel erkennt und Daten zur Datenübermittlung an das Teleporto Datenzentrum (TDC) liefert.
Anordnung, nach Anspruch 17, gekennzeichnet dadurch, daß das Datenzentrum (100) mit einer Datenbank (110) und Mitteln im Server zur Überprüfung des Autorisierungscodes ausgestattet ist und Mittel zur Überprüfung aufweist, ob die Stückzahl an Normalabdrucken oder Frankierungen plausibel für einen Kassettenwechsel seit dem letzen Nachladen ist.
Anordnung nach Anspruch 10, gekennzeichnet dadurch, daß der Mikroprozessor (46) programmiert ist, zur feinen rechnerischen Bestimmung der Anzahl an ausführbaren Normalabdrucken ab einem Zeitpunkt, an dem die vom Sensor (92) erfaßte vorbestimmte Tintenrestmenge signalisiert wird.