EP1696390A2 - Method and arrangement of controlling the printing of a thermal transfer printer - Google Patents

Method and arrangement of controlling the printing of a thermal transfer printer Download PDF

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EP1696390A2
EP1696390A2 EP06001375A EP06001375A EP1696390A2 EP 1696390 A2 EP1696390 A2 EP 1696390A2 EP 06001375 A EP06001375 A EP 06001375A EP 06001375 A EP06001375 A EP 06001375A EP 1696390 A2 EP1696390 A2 EP 1696390A2
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EP
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data
value
pixel
printing
dma
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EP06001375A
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German (de)
French (fr)
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EP1696390A3 (en
EP1696390B1 (en
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Joachim Jauert
Dirk Rosenau
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Francotyp Postalia GmbH
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Francotyp Postalia GmbH
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Publication date
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    • G07CHECKING-DEVICES
    • G07BTICKET-ISSUING APPARATUS; FARE-REGISTERING APPARATUS; FRANKING APPARATUS
    • G07B17/00Franking apparatus
    • G07B17/00459Details relating to mailpieces in a franking system
    • G07B17/00508Printing or attaching on mailpieces
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/315Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of heat to a heat sensitive printing or impression-transfer material
    • B41J2/32Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of heat to a heat sensitive printing or impression-transfer material using thermal heads
    • B41J2/35Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of heat to a heat sensitive printing or impression-transfer material using thermal heads providing current or voltage to the thermal head
    • B41J2/355Control circuits for heating-element selection
    • GPHYSICS
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    • G07B2017/00516Details of printing apparatus
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    • G07B2017/0054Thermal printhead
    • GPHYSICS
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    • G07B17/00459Details relating to mailpieces in a franking system
    • G07B17/00508Printing or attaching on mailpieces
    • G07B2017/00516Details of printing apparatus
    • G07B2017/00556Ensuring quality of print

Definitions

  • the invention relates to a method and an arrangement for controlling the printing of a thermal transfer printing apparatus, according to the preambles of claims 1 and 8.
  • the invention is used in devices with relative movement between a thermal transfer print head and the print material, especially in franking machines, addressing machines and other mail processing equipment.
  • a postage meter with a thermal transfer printing device has already been proposed, which allows a slight change of the print image information.
  • semipermanent and variable print image information are electronically stored as print data in a memory and read out into the thermal transfer printing apparatus for printing.
  • the print image includes a message and postal information including postage data for conveying the mail piece, for example, a postage stamp image, a postmark image with the post office delivery date and date, and an advertising stamp image.
  • the entire print image is microprocessor-controlled print image column wise imprinted by a single thermal transfer print head.
  • a printing of printing columns in an orthogonal arrangement to the transport direction takes place on a moving mailpiece.
  • the machine can thereby achieve a maximum throughput of mail of 2200 letters / hour at a print resolution of 203 dpi.
  • the franking machine T1000 has only a microprocessor for controlling a 30 mm wide thermal transfer print head with 240 heating elements for column-wise printing. All heating elements lie in a row, which is arranged orthogonal to the transport direction.
  • Thermal transfer printers use for printing a uniformly wide thermal transfer ribbon, which is arranged between a surface to be printed - for example, a mail piece - and the series of heating elements. The energy of an electrical pulse is converted at the resistance of the driven heating element into heat energy, which transfers to the thermal transfer ribbon.
  • Printing requires melting of a colored layer piece from the thermal transfer ribbon and application of the colored layer piece to the print material surface.
  • the printing takes place only when the impinged with the pulse heating element was brought to the pressure temperature, ie a higher than the preheating temperature.
  • a line is printed parallel to the movement or transport direction.
  • a bar is printed orthogonal to the direction of transport in a printing nip when electrical impulses are applied simultaneously to all heating elements in the row of heating elements for a predetermined limited period of time (pulse duration).
  • the pulse duration is subdividable into phases. Within the predetermined limited time duration (pulse duration), there exists a final phase (printing phase) in which the dots of a printing nip are printed.
  • the last phase is preceded by further phases of control of the heating elements in order to heat the latter to the pressure temperature.
  • the binary pixel data for Control of the heating elements of all printing columns are stored volatile in a pixel memory. At a low print resolution, the spacing of adjacent print columns is large and the binary pixel data of the print phase reflects the print image.
  • a long single pulse can be divided into several pulses whose pulse duration is the same and correspond to a specific heating phase. Usually several pulses are required to generate enough heat energy for melting a color layer piece under the heating element, which is printed on the surface of the mail piece as a dot (DE 38 33 746 A1).
  • a virtual column is to be understood here as a possibility of a further column in the printed image, which, however, is not visible since no dot is printed in the heating phase.
  • the binary pixel data for driving the heating elements when printing each printing column can be known to be encoded into image information and stored in the pixel memory in order to save storage space.
  • EP 578 042 B1 US 5,608,636
  • a method for controlling the column-wise printing of a postage indicia is known in which encoded image information is converted into binary signals for driving printing elements prior to the respective printing process, wherein the converted variable and unchangeable image data only during of printing. In this case, the decoding of the variable print data and providing the print data for a complete column in a register by a microprocessor.
  • the microprocessor's processing time is required in accordance with the proportion of the variable print data, the amount of postage throughput and the print resolution. This increases the bus load and limits the ability to print a franking stamp image faster on a franking.
  • the microprocessor can be relieved of pressure control hardware.
  • US 5,651,103 there is known in real time an apparatus and method for column-wise printing an image in which variable and fixed image data elements are interconnected and stored in a buffer for use in printing a column.
  • the variable and fixed image data elements reside in non-volatile memory, with a portion of the fixed image data elements being compressed.
  • the print image data are separated by a Hardware for the printing of each printing column composed of variable and invariable image data only before their printing, ie the image data for an impression are not in binary form in a memory area, but in a with EP 578 042 B1 for the T1000 disclosed methods comparable coded form.
  • variable image data items in the nonvolatile memory are identified and data corresponding to the variable image data items is transferred to the hardware to download, connect and then print the variable and fixed image data items.
  • the hardware proposed for this purpose requires a variable address register for each variable image data element. The number of variable pixels is thus limited by the number of address registers.
  • Modern franking machines should enable a so-called security impression, ie an impression of a special one Marking in addition to the above message.
  • a message authentication code or a signature is generated from the aforementioned message, and then a character string or a barcode is formed as a marker. If a security print is printed with such a mark, this allows a verification of the authenticity of the security print, for example in the post office or at the private carrier (US 5,953,426, US 6,041,704).
  • EP 1 378 820 A2 (US 6,733,194 B2) an arrangement for controlling the printing in a mail processing device is known, which has a print data control for pixel data processing during printing with a printhead and is connected via a BUS with a pixel memory.
  • the circuit arrangement has a DMA controller, a printer controller and at least one pixel data processing unit with two latches for data string data transfer from the pixel memory, wherein two latches are alternately described with data and be read out.
  • the aforementioned circuit arrangement is not suitable for controlling the printing of a thermal transfer printing apparatus. In order to create a FRANKIT-compatible franking machine with thermal transfer printing, the pressure data control would have to be changed accordingly, by which the microprocessor should be relieved.
  • the object of the invention is to provide a method and an inexpensive arrangement for controlling the printing of a thermal transfer printing device on a moving printing material with a high throughput and with a high-resolution thermal transfer print head, wherein the responsible for the control of the thermal transfer printing device microprocessor should be relieved.
  • variable picture elements should be almost unlimited, so that the variable printed image portion can be extensive and flexible for different postal requirements. Nevertheless, the arrangement for controlling the printing of a thermal transfer printing device should require as little memory as possible.
  • the method of controlling the printing of a thermal transfer printing device assumes that for printing a single dot, the maximum printing pulse duration at constant printing pulse voltage is a specific parameter for a particular thermal transfer ribbon and thermal transfer printing head system.
  • the maximum pressure pulse duration can be specified by the manufacturer of the system or thermal transfer print head or determined empirically by the manufacturer of the thermal transfer printing device.
  • the method is based on the idea that the preheat temperature and pressure temperature are closer to each other at higher print speeds than at low print speeds. Thus, in addition to higher speed of data processing, special accuracy and fineness of controllability of the thermal transfer printing apparatus become necessary.
  • pixel energy values are converted by means of a print data controller into a number of binary pixel data of the same value corresponding to the pixel energy value, wherein each binary pixel data value, for example equal to one, proceeds in successive phases (heating phase and / or one printing phase) of a pressure pulse duration is outputted from each heating element of a thermal transfer printing head as a constituent of a single printing pulse giving a printed dot located in the printing column of the printed image.
  • the pressure pulse duration may begin at different times for those heating elements to which a different pixel energy value is assigned, but ends for all driven heating elements of the row of heating elements at the same time. Thus, there are no printed dots that are in virtual columns.
  • the pulse duration of the single pressure pulse is proportional to the aforementioned number of binary pixel data with the value equal to one. At pixel energy level zero, no pulse is generated and thus no dot is printed in the printing phase.
  • the maximum necessary pulse duration of the control of a heating element for printing a pixel (Pixel's) as a pressure point (dot) is thereby decomposed into a defined maximum number M equal phases. In this way, a subsequent phase length of said parameter is defined, which describes the duration of each phase and thus a delivered during the phase part of the amount of energy required for printing at a constant pulse height.
  • the amount of energy required by each individual heating element of a high-resolution thermal transfer printhead when printing a dot located in the printing nip is supplied by the printing data controller.
  • the amount of energy required is determined in a manner known per se prior to printing in dependence on whether this heating element or adjacent heating elements are actuated by it during the printing of these printing gaps or have been activated when printing a preceding printing gap.
  • the required amount of energy determines the necessary pulse duration of the control of a heating element for printing a pixel (pixel) as a pressure point (dot).
  • the respectively required pulse duration is likewise divided by the defined phase length (duration) in order to determine a corresponding number of phases. This transformation allows the encoding of pixel energy values without significant loss of information.
  • the code is a binary code, for example a 4-bit per pixel quad.
  • the amount of energy of all the heating elements can be changed to the same extent before printing, the change being dependent on parameters such as the print head resistance, the printing speed and the print head temperature.
  • the process of energy value calculation is time consuming and therefore can not be done during printing.
  • a microprocessor is programmed by software for energy value calculation and encoding as well as providing pixel energy data.
  • the results of the energy value calculation and encoding are cached in a pixel energy store without the need to generate pixel data for virtual columns. This memory content (pixel energy data) is then decoded by the print data control during of printing to drive the printhead to produce binary pixel data for the virtual columns and the actual printing column.
  • the pressure pulse duration corresponds to a pixel energy value A, which can be predetermined for each pixel by an associated code (quadruple) that the maximum pressure pulse duration in a predetermined maximum number M of phases of each same phase length (duration) can be divided in that a phase count B is preset to a value M-1 which corresponds to the predetermined maximum number M of phases reduced by a value 'one', that the phase count B is decremented stepwise by a value 'one' and during each phase the number of phases selectable by the phase count B, for printing dot's of a print column, successively select all pixel energy values A and compare them with the current phase count B, generating binary pixel data of value 'one' if the phase count B is smaller as the respectively selected pixel energy value is A.
  • the energy values are coded, for example in 4-bits per pixel (quadruple), and stored in the pixel energy store.
  • the codes of the pixel energy values (quadruples) are stored in the pixel energy store word by word for a predetermined number of print columns. Starting with the code (quadruple) belonging to the first pixel of a printing column, the following code (quadruple) belonging to the respectively adjacent pixel of the printing column are stored one after the other.
  • the microprocessor is not additionally burdened by the provision of coded pixel data for virtual columns in the heat-up phases and the storage space requirement in the pixel energy storage is much less dependent on the number of heat-up phases before the actual printing phase.
  • a print data controller with pixel energy data processing for a high-resolution thermal transfer printhead is proposed, wherein at least one pixel energy data processing unit is controlled by a special controller to word-code the pixel energy values from the pixel energy store to a buffer for each print column and to generate binary pixel data for virtual columns and / or or for print columns which are serially transmitted to the shift register of the thermal transfer printhead, the pixel energy data processing unit outputting pixel data for each heater in each phase and thus providing the thermal transfer printhead for printing dots in a print image column.
  • a first variant of the print data control for a thermal transfer printhead having only one serial input and a number of 360 heating elements in the row two latches are provided in the print data control, alternately one of each of the direct memory access (DMA) latches having a number of 90 x 16 bit data words are loaded while the other is read out to transfer, in each phase, the codes (quadruples) of pixel energy data to each successive heater element in the row of 360 heaters, to a phase data processing unit for pixel energy data.
  • the loading and reading of the latches which are preferably designed as dual-port RAMs, preferably takes place via separate ports of the latches.
  • an encoder signal e triggers the alternately load and read the print data control latches to generate the pixel data per column in the print data control.
  • the encoder delivers a signal e with a pulse rate corresponding to the transport speed of the franking material.
  • the codes (quadruples) of pixel energy data for a complete print column become the print data controller for DMA printing loaded and cached there.
  • the at least one printhead drive pixel energy data conditioning unit has an output connected to the serial data input of the thermal transfer printhead shift register.
  • the pixel energy data is stored in the pixel energy storage so that, in synchronism with the encoder clock, the direct memory access can perform a certain number of cycles to load the pixel energy data for the next print column into the corresponding buffer.
  • the codes (quadruples) of pixel energy data of the same print column are sequentially read from the other of the two buffers. For the successive phases, therefore, the same codes (quadruples) are read out on pixel energy data.
  • a column counter is incremented in the print data controller. When a preset value is reached, printing stops.
  • the code (quadruples) of pixel energy data read from one of the two latches reaches a first parallel data input (4-bit) of the at least one phase data processing unit for pixel energy data.
  • the pixel energy data read out from the respective other of the two latches reaches as a code (quadruple) a second parallel data input (4-bit) of the at least one phase data processing unit for pixel energy data.
  • the phase data conditioning unit has a multiplexer connected to both parallel data inputs, whose parallel data output (4-bit) is connected to a first parallel data input (4-bit) of an evaluator logic.
  • the multiplexer is controlled by a switching signal which is output from the printer controller.
  • a value B of a phase counter goes to a second parallel data input (4-bit) of the evaluator logic of the at least one phase data conditioning unit for pixel energy data.
  • the parallel data output (4-bit) of the multiplexer supplies the value A.
  • the output of the evaluator logic supplies in the value range 'zero' up to the value A equal to the maximum number M of equal phases only one level with the logical value '1' if the value A is greater than the value B.
  • the respective value at the output of the evaluator logic is transferred to the shift register of the thermal transfer print head. If the output of the evaluator logic supplies a logic value '0', no associated heating element is activated.
  • the thermal transfer print head has two serial data inputs for separate shift registers.
  • two pixel energy data processing units are provided for the printhead drive, each having two latches.
  • the 180 codes (quadruples) of pixel energy data of one half of the printing column are alternately loaded into the respective first buffer of the two pixel energy data processing units and read from the respective second buffer memories of the two pixel energy data processing units for the printhead drive.
  • the output signals (SERIAL_DATA_OUT1, SERIAL_DATA_OUT2) of both phase data processing units for pixel energy data are shifted for each phase in the two shift registers of the thermal transfer print head and taken over for driving the heating elements in the driver register.
  • phase counter is decremented. If one of the outputs is logic '1', the associated heating element is activated in the subsequent phase. If it is logically '0', it will not be driven. When printing a column can thus be generated a number of different lengths of pressure pulses for each heating element.
  • the codes can be calculated relatively easily by the microprocessor. They also require less storage space than storing the complete print data for each phase in the pixel memory.
  • pixel energy data can be stored as code (quadruples) in the pixel energy storage in an optimal order, which relieves the microprocessor in the printed image change.
  • Data transfer via DMA also relieves the load on the microprocessor.
  • the 4-bit coded energy values can be easily copied into common image formats and additionally allow a simple check.
  • the bus load of the microprocessor is reduced because only once print data per DMA print data are loaded into the buffers of the pressure data control. There is no correspondingly high time requirement for the transmission of such data for heating phases.
  • the microprocessor is relieved, since with parameter changes (eg the temperature) only one register value of the pressure data control has to be changed and not all code (quadruples) in the pixel energy storage.
  • the amount of energy supplied to a heating element is determined by the pressure pulse duration. At a constant voltage level of the pressure pulse, it is proportional to the product of the number of phases and the phase duration for which the heating element is driven.
  • the power supply of the printhead can thus be done by a low-cost standard power supply with a fixed output voltage of 24 V and must not be adjustable.
  • the heaters for printing dot's of a print column can be driven without interruption. As a result, a high printing speed can be achieved.
  • FIG. 1 shows a simplified block diagram of the franking machine horril® as state of the art for the printing data control of a franking machine suitable for FRANKIT.
  • At least one microprocessor 6 ', one pixel memory RAM 7', one non-volatile memory NVM 8 'and one read-only memory FLASH 9' are connected to a print data controller 4 'via an address, data and control unit via a BUS 5'.
  • a postal security module PSD
  • the print data control consists of a pixel data processing unit 41 ', 42' and a special controller.
  • the latter comprises a DMA controller 43 ', an address generator 44' and a printer controller 45 ', to which an encoder 3' is connected, which detects the Druckguttransportterrorism.
  • the DMA controller 43 allows access to the binary pixel data stored in the pixel memory 7' in order to provide the latter data-string-wise to the pixel data processing unit 41 ', 42'.
  • the address generator 44 generates addresses which are supplied to the pixel data preparation unit 41', 42 'for selecting the binary pixel data from a buffered data string and grouping in the required order.
  • the printer controller 45 drives the pixel data preparation unit 41', 42 'to supply the binary pixel data in groups to a drive unit 11', 12 'of the ink jet print head 1', 2 '.
  • the printer controller 45 outputs a shift clock signal to both the pixel data processing units 41', 42 'and the pen driver boards 11', 12 ', which drive the inkjet printheads 1', 2 '.
  • FIG. 2 is a block diagram for controlling the printing of a postage meter with a print data controller for a thermal transfer print head.
  • At least one microprocessor 6, a pixel energy storage RAM 7, a non-volatile memory NVM 8, a read-only memory FLASH 9 and a postal security module (PSD) 10 are connected to the print data controller 4 in terms of address, data and control via a BUS 5.
  • the thermal transfer printhead 1 is connected to the print data controller 4, which assumes 16 bits of parallel data from the bus 5 in the case of a direct memory access and outputs serial binary data pixel by pixel to the thermal transfer printhead 1 on the output side.
  • An encoder 3 is connected to the print data controller 4 to trigger the buffering of the pixel energy data and the printing of the dots of the print columns, each thermal transfer print head being operated at a shift clock frequency of about 2.5 MHz.
  • the approximately 30 mm wide thermal transfer print head 1 is high-resolution and has an internal control electronics and a number of 360 heating elements, which are arranged in a row.
  • a first part of 180 heating elements is driven in parallel by a first shift register 11 via a first latch unit 12 and first driver unit 13.
  • a second part of 180 heating elements is driven in parallel by a second shift register 21 via a second latch unit 22 and second drive unit 23.
  • the print data controller 4 therefore has separate outputs for a first and second pixel energy data processing unit 41 and 42 and the associated controllers 43, 44, and 45.
  • the associated controllers 43, 44, and 45 are connected to the pixel energy data conditioning units 41 and 42 via address and control lines A & S. It is provided that a printer controller 45 with a DMA controller 43, with the thermal transfer printhead 1 and with an address generator 44 and that the latter with the pixel energy data processing unit 41, 42 is connected in terms of control.
  • the printer controller 45 is connected directly to the microprocessor 6 via the BUS 5.
  • the DMA controller 43 is connected to the microprocessor 6 via a control line for DMA control signals DMA ACK , DMA REQ .
  • the printer controller 45 is also in control communication with a sensor / motor controller 46 and an interrupt controller 47.
  • the sensor / motor controller 46 are on the one hand a start sensor S1, a scooter sensor S2, a flap sensor S3, an end sensor S4 and a thermistor 19 and on the other hand, a motor 2a for driving a roller, not shown for winding the consumed thermal transfer ribbon, a motor 2b for driving a counter-pressure roller for Druckgutbe emphasis during printing and a motor 2c for actuating the pressure mechanism of the counter-pressure roller to press the latter by means of the printed matter to the thermal transfer printing head 1 connected.
  • the interrupt controller 47 is connected via a control line 49 for an interrupt signal I directly to the microprocessor 6.
  • FIG. 3 shows a detail of the block diagram according to FIG. 2, with a circuit arrangement for controlling a pixel energy data processing unit.
  • the microprocessor 6, the pixel energy storage 7, the non-volatile memory 8 and the read-only memory (FLASH) 9 are connected to the address, data and control via the bus 5.
  • the printer controller 45 is also connected to the microprocessor 6 via the BUS 5.
  • the sensor / motor controller 46 and interrupt controller 47, which are also connected to the printer controller 45, have not been shown in detail in FIG. 3 for the sake of simplicity, but only as dashed lines.
  • the encoder 3 is connected to the printer controller 45 for outputting an encoder signal e.
  • the pixel energy data processing units 41 and 42 have the same structure and each consist of two latches 411, 412 and 421, 422 and a phase data processing unit 413 and 423.
  • the switching signal SO and the control signal SX are generated by the printer controller 45 and are via control lines to the - not shown - phase data processing unit 413 and connected to the phase data processing unit 423 shown.
  • the switching signal SO is also supplied via the control line to the DMA controller 43.
  • the latter is also connected to the printer controller 45 via control lines for DMA control signals (DMA start and DMA busy), the DMA controller 43 being supplied with the DMA start signal from the printer controller 45 and the DMA controller 43 being the DMA outputs a value of zero to the printer controller 45 to signal that the direct memory access is taking place and the DMA cycles have ended.
  • the DMA controller 43 generates address write signals AW as well as select signals Select-2.1 and Select-2.2 for the shown latches 421 and 422 of the second pixel energy data processing unit 42 and Select-1.1 and Select-1.2 for the latches 411 and 412 of the first pixel energy data processing unit 41, not shown Storing or reading out all quadruples of a pressure column.
  • the microprocessor 6 has a 32-bit data bus, a 16-bit memory is used to reduce manufacturing costs.
  • An internal DMA controller of the microprocessor 6 also allows the addressing of 16-bit data words.
  • the latches 411, 412 and 421, 422 are connected to the data bus.
  • the buffering of a print column in the direct memory access (DMA) thus requires that a buffering of each 45 * 16-bit data words is performed in succession in two latches, the latches are selected by the selection signals.
  • DMA direct memory access
  • the DMA controller 43 has means for generating and outputting selection signals Sel_1.1, Sel_1.2 or Set_2.1, Sel_2.2 depending on from the switching state of the switching signal SO in order to temporarily store the quadruples in the respectively first or respectively second of the two latches 411, 421 or 412, 422.
  • selection signals Sel_1.1, Sel_1.2 or Set_2.1, Sel_2.2 depending on from the switching state of the switching signal SO in order to temporarily store the quadruples in the respectively first or respectively second of the two latches 411, 421 or 412, 422.
  • the respective other latches for buffering the quadruples of a subsequent pressure column are successively also selected by the selection signals.
  • a 6-bit address write signal AW is supplied for wordwise addressing. The latter is in each case at a separate address input of the first and second latches 421 and 422.
  • a first select signal Sel_2.1 for pixel energy data for the second print column half is provided and applied to a separate control input of the first pixel data latch 421 for the second printhead.
  • a second select signal Sel_2.2 for pixel energy data for the second print column half is provided and applied to a separate control input of the second pixel energy data latch 422 for the second print column half.
  • the printer controller 45 has evaluation means for evaluating the address and control signals transmitted via bus 5, which are evaluated with regard to the occurrence of a print command and communicates with the DMA controller 43 via at least one control line. Triggered by a print command, the printer controller 45 delivers a first control signal DMA-start to the DMA controller 43. Then, a request signal DMA REQ is generated by the DMA controller 43 and sent to the microprocessor 6.
  • the microprocessor has an internal DMA controller (not shown) which, in the case of a direct memory access, applies a specific address to the pixel energy storage (RAM) 7, thereby enabling a word-by-word transfer of quads of the pixel energy data via bus 5 to the latches.
  • An address write signal AW is supplied to the latches by the DMA controller 43 for this purpose.
  • the Microprocessor 6 can read out, for example, a 16-bit-wide data word with pixel data via DMA from pixel energy storage RAM 7 and transmit it to the print data control unit.
  • the microprocessor 6 sends an acknowledgment signal DMA ACK to the DMA controller 43 to synchronize the generation of the address write signal AW in the DMA controller 43 with the DMA cycle of the microprocessor 6.
  • a 16-bit data word with 4 quadruplets of pixel energy data is put into a buffer.
  • Each of the four latches can provide a total of 180 x 4 bits for further data conditioning after every 45 DMA cycles.
  • a shift clock signal SCL of the printer controller 45 is connected to the thermal transfer printhead 1 and the address generator 44 via a control line.
  • the address generator 44 has means for generating and outputting address read signals AR.
  • the printer controller 45 outputs an address generator start signal AG-start to the address generator 44, which is supplied with the shift clock signal SCL of the printer controller 45 to generate read addresses AR, which allows reading the quadruples from those buffers into which no Quadruples are loaded and cached.
  • the address generator 44 may be supplied with a control signal other than the shift clock signal SCL of the printer controller 45 to generate read addresses AR.
  • A A 4 ⁇ 2 3 + A 3 ⁇ 2 2 + A 2 ⁇ 2 1 + A 1 ⁇ 2 0
  • B B 4 ⁇ 2 3 + B 3 ⁇ 2 2 + B 2 ⁇ 2 1 + B 1 ⁇ 2 0 ,
  • the latch control signal of the printer controller 45 is connected to a count input of the phase counter 48.
  • B binary coded value
  • B3 binary coded value
  • B1 binary coded value
  • FIG. 4 shows a detail of the circuit arrangement according to FIG. 3, with a circuit arrangement of the pixel energy data processing unit.
  • the first and second buffer memories 421 and 422 for pixel energy data for the second printing column half are, for example realized as dual port RAM's 4210 and 4220. The latter are selected for reading in the pixel energy data by the first or second selection signal Sel_2.1 or Sel_2.2 supplied by the DMA controller at a separate control input of the respectively first ports 4211 and 4221 of the first and second dual port RAMs 4210 or 4220 is present.
  • a first and a second selection signal Sel_2.1 or Sel_2.2 are alternately supplied by the DMA controller 43 for word-wise storage of pixel energy data for the second half of the printing column.
  • first pixel energy data processing unit 41 also includes a first and second latches 411 and 412, which are each connected on the input side to the low-order 16 bits of the data bus of the bus 5.
  • the address write signal AW supplied from the DMA controller 43 is also applied to each of a separate address input of the first and second buffer memories 411 and 412 for pixel energy data provided for the first print column half.
  • a first select signal Sel_1.1 for pixel energy data for the first print column half is provided and applied to a separate control input of the first pixel energy data latch 411 for the first print column half.
  • a second select signal Sel_1.2 for pixel energy data for the first print column half is provided for a subsequent print column and is applied to a separate control input of the second pixel energy data latch 412 which is the first print column half subsequent printing gaps are provided.
  • the previously read pixel energy data are then read out, for example, from the first and second dual port RAM 4210 and 4220, respectively.
  • an address read signal AR which is supplied by the address generator 44, is applied to the second port 4212 or 4222.
  • the first pixel energy data processing unit 41 of the first printing column half (not shown in detail in FIG. 2) has the same structure as the second pixel energy data processing unit 42 of the second printing column half shown in FIG.
  • the address read signal AR supplied from the address generator 44 is again applied to a separate address input of the first and second latches 421 and 422 of the second pixel energy data processing unit 42 for pixel energy data of the second print column half.
  • the parallel data outputs of the first and second pixel energy data latches 421 and 422 are applied to first and second inputs of a second phase data processing unit 423 for pixel energy data.
  • One half of the printed image is printed by half of the heating element row of the print head.
  • the internal printhead electronics for each half of the heating element series is also constructed in a similar way. Since the printer controller 45 has means for generating and outputting the switching signal SO, which drives the phase data processing unit 423, the pixel energy data can be selected from the output of the respective first or second of the two latches 421 and 422 for further data processing.
  • the phase data processing unit 423 has on the input side four switches 4231, 4232, 4233 and 4234 for the parallel data inputs and an evaluator logic 4235 with an output-side switch 4236.
  • the printer controller 45 controls via the switching signal SO, the four input-side switch 4231, 4232, 4233 and 4234 and the control signal SX the output side switch 4236th Die Switching by the switch 4231 takes place between the terminals H1 and K1 to an output P1.
  • the other switches 4232, 4233 and 4234 and 4236 are preferably constructed in the same way.
  • the switches can be realized for example by logic gates.
  • a 4-bit multiplexer Mux 2 is used for the input-side switch and controlled by the switching signal SO, which is output from the printer controller 45 and also applied to a control input of the DMA controller ( Figure 3).
  • the phase counter 48 is incremented by the LH edge of the latch signal and is preferably constructed as a down counter and preset to a count.
  • the binary output B supplying parallel output of the phase counter 48 and the binary value A supplying parallel output of the 4-bit multiplexer Mux 2 (or alternatively: the outputs of the input side switch or gate) are connected to two parallel data inputs of the evaluation logic 4235.
  • SX '0'.
  • the sequence control of the printer control will be explained in more detail below with reference to FIG.
  • the entire print data control can preferably be realized with an application specific circuit (ASIC) or programmable logic, such as Spartan II 2.5V FPGA from XILINX ( www.xilinx.com ).
  • Figure 5b shows a circuitry of evaluator logic 4235 constructed of NAND logic gates.
  • the gates G1 to G4 logically negate the binary coded values B4, B3, B2, B1, which is subsequently illustrated by the symbol N () or N [].
  • a value results at the output of the gates G9, G5, G11 and G17 '0'.
  • Ai ⁇ Bj results at the output of the gates G9, G5, G11 and G17 a value '1'.
  • the circuits for the evaluation of the values A3, B3 and A4, B4 each form an identically constructed stage, and the circuit arrangement of the evaluator logic 4235 is in principle expandable by such stages.
  • the gates G15 and G21 have the same dual function.
  • the gate formed by gate G21 is closed due to the value '0' output from the output of gate G20.
  • the function Y can in principle also be extended with further gates for a further digit of the binary coded number for pixel energy data.
  • the construction by means of NAND gates shown serves only as an embodiment and is not intended to preclude a structure with NOR or other logic gates.
  • FIG. 6 shows a flow chart for the flow control of the printer controller.
  • a step 102 is reached and in routine 100 of the sequence control all selection signals Sel_1.1, Sel_1.2, Sel_2.1, Set_2.2 are set to the value 'zero'.
  • a data word transmitted via the bus is evaluated with regard to the occurrence of a command for printing start. If the latter has not yet been issued, then it branches into a waiting loop.
  • the Start printing in a step 104 setting the column count V to the value 'zero'.
  • the switching signal SO is set to the value 'one' and output.
  • a second interrogation step 105 the encoder signal e is now evaluated with regard to the occurrence of an LH edge. If the latter has not yet occurred, a branch is made to a waiting loop.
  • a signal DMA start is output and a subroutine 300 is started, which sets certain selection signals Sel_1.1, Sel_1.2, Sel_2.1 or Sel_2.2 to the value 'one' to the binary pixel energy data from the RAM 7 in the latches of the pixel data processing units 41 and 42, which will be explained in more detail later with reference to FIG.
  • a control signal SX is output by the printer controller and a subroutine for generating and outputting 180 shift clocks SCL is started.
  • step 111 a DMA start signal is output and DMA control is enabled to restart the aforementioned subroutine 300 (FIG. 8).
  • step 112 a column pressure subroutine 500 is started (Fig. 7).
  • a sixth query step 115 it is evaluated whether the column count value V has reached a limit value U.
  • a predetermined limit value U is reached, the printing of the printed image, preferably a franking imprint, is ended. If this is not the case, then the fourth query step 109 is branched. Otherwise, the first interrogation step 103 is branched and the routine starts again as soon as a print start command is detected in the first interrogation step 103.
  • FIG. 7 shows a flow chart of the pressure column for a pressure column.
  • the latter is called as a column pressure subroutine 500 in the course of routine 100 of the scheduler to serially write all pixel data of a column into the shift registers of the thermal transfer printhead and generate latch pulses.
  • step 505 the printer controller 45 outputs the address generator start signal AG-start to start the subroutine 400.
  • the details of the address generation 9, a phase length counter or a subroutine 200 for phase length generation is then started in the next step 506.
  • the phase length counter is embodied, for example, as a presettable downwards counter
  • the details of the subroutine 200 for phase length generation are explained in more detail below with reference to FIG.
  • step 507 generation and output of 180 shift clock pulses SCL from the printer controller 45 are performed.
  • the shift clock SCL is generated to advance, via the serial data output D, all the pixel data for the row of heaters to the shift register.
  • phase_counter : Phase_counter - 1.
  • FIG. 8 shows a flow chart for DMA control.
  • a subroutine 300 is called when a DMA start signal is output from the printer controller 45 to the DMA controller 43 (step 301).
  • a word count W is set to the Value 'zero' set.
  • a DMA-busy signal is set to the value 'one' and transmitted to the printer controller 45.
  • a DMA request signal DMA REQ having a value 'zero' is transmitted to the microprocessor 6. The latter transmits an acknowledgment signal DMA ACK to the DMA controller 43.
  • a non-receipt of the acknowledgment signal DMA ACK branches to a waiting loop with a value 'zero'.
  • a value 'zero' is jumped to a second interrogation step 305, the state of the switching signal SO being determined. If the switching signal SO has the state equal to one, then a branch is made to a third interrogation step 306. Otherwise, the switching signal SO has the state equal to 'zero' and a branch is made to a fourth interrogation step 309.
  • step 306 it is checked whether the word counter has a value W less than forty-five. For this case (W ⁇ 45), a branch is made to a step 307.
  • step 307 the first selection signal Sel_1.1. for the first pixel energy data processing unit 41 of the first printing column half is switched to the value 'one' and the address writing signal AW receives the current value W of the word counter.
  • step 312 the pixel data are taken over into a buffer of the pixel energy data processing units 41, 42 selected in this way.
  • step 313 all selection signals are switched to the value 'zero' and a DMA request signal DMA REQ with a value 'one' is transmitted to the microprocessor 6.
  • step 314 the word count W is incremented with the value 'one'.
  • a subsequent query step 315 it is checked whether the word counter has a value W smaller than ninety. For this case, in which the word counter has a value W ⁇ 90, a branch back to a step 303. Otherwise, a branch is made to a step 316 to output a signal DMA busy having the value 'zero' before the end (step 317) of the subroutine 300 is reached.
  • step 306 if it is determined in the third interrogation step 306 that the word count value W is not less than forty-five, then a branch is made to a step 308, in which the first selection signal Sel_2.1. is changed to the value 'one' for the second pixel energy data processing unit 42 for the pixel energy data of the subsequent second printing column half, and the address write signal AW receives the current value W of the word counter which is reduced by the value 'forty five'. In the subsequent step 312, the pixel data are taken over again in the buffer selected in this way.
  • step 309 it is also checked whether the word counter has the value W ⁇ 45, namely, if it was previously determined in the interrogation step 305, the switching signal SO does not have the state equal to one. If the word counter has the value W ⁇ 45, then in step 310, the second selection signal Sel_1.2. for the first pixel energy data processing unit 41 for the pixel energy data of the first printing column half of a subsequent printing column is switched to the value of one 'and the address writing signal AW receives the current value W of the word counter. In the subsequent step 312, the pixel data are taken over again in the buffer selected in this way.
  • the fourth query step 309 branches to a step 311 in which the second selection signal Sel_2.2 for the second pixel energy data processing unit 42 of the pixel energy data of the subsequent second print column half of a subsequent print column the value 'one' is switched over and the address write signal AW receives the value W of the word counter which is reduced by the value 'forty-five'.
  • the pixel data are taken over again in the buffer selected in this way.
  • Figure 9 shows a flow chart for address generation.
  • the addresses of stored binary pixel data begin with the start address zero, which is the following for the address read signal AR is generated.
  • the output of the address read signal AR to the latches takes place for their addressing.
  • FIG. 10 shows a flow chart for phase length generation.
  • the printer controller 45 has, for example, a down-counter that can be preset to a value PL, which causes an equal time duration for each phase when printing dot's of a column.
  • the backward counter operates on subroutine 200 and is started in step 201.
  • the value PL of the phase length is provided by a register of the printer controller 45.
  • the register value is written by the microprocessor 6 and changed accordingly when parameter changes.
  • the printer controller 45 is preferably part of an FPGA which has an internal clock generator or uses an external clock signal which generates a high frequency signal FPGA_CLK, for example 20 MHz.
  • the invention is applicable to both a single thermal transfer printhead having two shift registers which provide pixel data for one-half of a row of heaters, as well as a plurality of such orthogonal-aligned thermal transfer printheads to the transport direction of the print material. This requires several pixel data conditioning units and the special controller 43, 44, 45 and 48.
  • the arrangement of pixel energy data in the pixel energy storage RAM 7 can advantageously be organized such that a change of picture elements is easily possible.
  • the print data control for pixel data processing during printing with a printhead thus also enables a higher flexibility with regard to the requirements of different national postal authorities to a printing mail processing device.

Abstract

The method involves converting each pixel energy value into a number of binary pixel data with the same binary value by printing data control. Each binary pixel data value is output as a component of single printing impulses during a phase of a printing impulse duration of an assigned driver of a thermotransfer printing head. The component produces a printed dot lying in a column of a print image. An independent claim is also included for an arrangement for controlling printing of thermotransfer printing device.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zum Steuern des Druckens eines Thermotransferdruckgeräts, gemäß der Oberbegriffe der Ansprüche 1 und 8. Die Erfindung kommt in Geräten mit Relativbewegung zwischen einem Thermotransferdruckkopf und dem Druckgut zum Einsatz, insbesondere in Frankiermaschinen, Adressiermaschinen und anderen Postverarbeitungsgeräten.
In der US 4.746.234 wurde bereits eine Frankiermaschine mit einer Thermotransferdruckvorrichtung vorgeschlagen, die eine leichte Änderung der Druckbildinformationen erlaubt. Dabei werden semipermanente und variable Druckbildinformationen als Druckdaten elektronisch in einem Speicher gespeichert und in die Thermotransferdruckvorrichtung zum Ausdrucken ausgelesen. Das Druckbild (Frankierstempelbild) beinhaltet eine Mitteilung und postalische Information einschließlich der Postgebührendaten zur Beförderung des Poststückes, zum Beispiel ein Postwertzeichenbild, ein Poststempelbild mit dem Posteinlieferungsort und Datum sowie ein Werbestempelbild.
The invention relates to a method and an arrangement for controlling the printing of a thermal transfer printing apparatus, according to the preambles of claims 1 and 8. The invention is used in devices with relative movement between a thermal transfer print head and the print material, especially in franking machines, addressing machines and other mail processing equipment.
In US 4,746,234 a postage meter with a thermal transfer printing device has already been proposed, which allows a slight change of the print image information. In this case, semipermanent and variable print image information are electronically stored as print data in a memory and read out into the thermal transfer printing apparatus for printing. The print image (postage stamp image) includes a message and postal information including postage data for conveying the mail piece, for example, a postage stamp image, a postmark image with the post office delivery date and date, and an advertising stamp image.

Das gesamte Druckbild wird mikroprozessorgesteuert druckbildspaltenweise von einem einzigen Thermotransferdruckkopf aufdruckt. Dabei erfolgt ein Drucken von Druckspalten in orthogonaler Anordnung zur Transportrichtung auf ein bewegtes Poststück. Die Maschine kann dadurch einen maximalen Durchsatz an Frankiergut von 2200 Briefen/Stunde bei einer Druckauflösung von 203 dpi erreichen.The entire print image is microprocessor-controlled print image column wise imprinted by a single thermal transfer print head. In this case, a printing of printing columns in an orthogonal arrangement to the transport direction takes place on a moving mailpiece. The machine can thereby achieve a maximum throughput of mail of 2200 letters / hour at a print resolution of 203 dpi.

Die Frankiermaschine T1000 hat lediglich einen Mikroprozessor zur Ansteuerung eines 30 mm breiten Thermotransferdruckkopfes mit 240 Heizelementen zum spaltenweisen Drucken. Alle Heizelemente liegen in einer Reihe, welche orthogonal zur Transportrichtung angeordnet ist. Thermotransferdrucker verwenden zum Drucken ein gleich breites Thermotransferfarbband, welches zwischen einer zu bedruckenden Oberfläche - zum Beispiel eines Poststückes - und der Reihe von Heizelementen angeordnet ist. Die Energie eines elektrischen Impulses wird am Widerstand des angesteuerten Heizelementes in Wärmeenergie umgesetzt, welche sich auf das Thermotransferfarbband überträgt. Ein Drucken erfordert ein Abschmelzen eines Farbschichtstückes vom Thermotransferfarbband und eine Aufbringung des Farbschichtstückes auf die Druckgutoberfläche. Das Drucken erfolgt erst dann, wenn das mit dem Impuls beaufschlagte Heizelement auf Drucktemperatur, d.h. eine höhere als die Vorheiztemperatur gebracht wurde. Beim Bewegen des Thermotransferfarbbandes zugleich mit dem Poststück relativ zum Heizelement und laufender Wärmeenergiezufuhr wird ein Strich parallel zur Bewegungs- bzw. Transportrichtung gedruckt. Ein Strich wird orthogonal zur Bewegungs- bzw. Transportrichtung in einer Druckspalte gedruckt, wenn eine vorbestimmte begrenzte Zeitdauer (Impulsdauer) alle Heizelemente in der Reihe von Heizelementen gleichzeitig mit elektrischen Impulsen beaufschlagt werden. Die Impulsdauer ist in Phasen unterteilbar. Innerhalb der vorbestimmten begrenzten Zeitdauer (Impulsdauer), existiert eine letzte Phase (Druckphase), in welcher die Dot's einer Druckspalte gedruckt werden. Der letzten Phase gehen weitere Phasen der Ansteuerung der Heizelemente voraus, um letztere auf Drucktemperatur aufzuheizen. Die binären Pixeldaten zur Ansteuerung der Heizelemente aller Druckspalten sind in einem Pixelspeicher flüchtig gespeichert. Bei einer niedrigen Druckauflösung ist der Abstand benachbarter Druckspalten groß und die binären Pixeldaten der Druckphase wiederspiegeln das Druckbild.
Ein langer Einzelimpuls kann in mehrere Impulse aufgeteilt werden, deren Impulsdauer gleich ist und einer bestimmten Aufheizphase entsprechen. Gewöhnlich sind mehrere Impulse erforderlich, um genügend Wärmeenergie für ein Abschmelzen eines Farbschichtstückes unter dem Heizelement zu erzeugen, welches auf die Oberfläche des Poststückes als Dot gedruckt wird (DE 38 33 746 A1).
Prinzipiell könnte zur Erzielung einer hohen Druckauflösung in jeder Phase gedruckt werden, wenn nur rechtzeitig in vorausgehenden Phasen die Ansteuerung der Heizelemente zu deren Aufheizung erfolgt. Dabei muß auch beachtet werden, daß ebenfalls am Widerstand des in der Reihe benachbarten Heizelementes die Energie eines elektrischen Impulses in Wärmeenergie umgesetzt wird (Wärmeleitungsproblem). Die Wärmeenergie wird durch Abkühlung verringert, wenn der Impuls entfällt. Aufgrund des benachbarten Energieeintrages ist ein Zuwachs an Wärmeenergie durch Wärmeleitung ggf. soweit gegeben, dass die Ansteuerung bestimmter Heizelemente zu deren Aufheizung in einer Phase ausgesetzt werden kann und dennoch genügend Wärmeenergie vorhanden ist, welche ein Abschmelzen eines Farbschichtstückes unter dem Heizelement bewirkt. Ein Mikroprozessor ist deshalb neben der Bereitstellung und Ausgabe von binären Pixeldaten zur Erzeugung oder Nichterzeugung eines elektrischen Impulses auch mit der Steuerung der Energieverteilung in Abhängigkeit vom zu druckenden Muster beschäftigt. Die ursprüngliche Wiederspiegelung des Druckbildes durch binäre Pixeldaten wird dabei im Pixelspeicher entsprechend verändert, damit ein sauberes Druckbild entsteht. Das erfordert eine umfangreiche Vorausberechnung, wie u.a. aus einem DE 41 33 207 bekannt ist, das den Titel trägt: "Verfahren zum Steuern der Speisung eines Thermodruck-Heizelementes".
Zur Erzielung einer höheren Druckauflösung könnte ein Mikroprozessor mit höherer Rechengeschwindigkeit eingesetzt werden. Die Ausgabe von binären Pixeldaten an den Thermodruckkopf würde dann öfter je Zeiteinheit erfolgen, in welches ein Druckgut ein gleiches Stück des Transportweges weiterbewegt wird. Zugleich erhöht sich aber der Speicherplatzbedarf im Pixelspeicher durch die Pixeldaten für jede zusätzliche virtuelle Spalte bzw. Aufheizphase. Unter einer virtuellen Spalte soll hier eine Möglichkeit einer weiteren Spalte im Druckbild verstanden werden, welche jedoch nicht sichtbar wird, da in der Aufheizphase kein Dot gedruckt wird.
Die binären Pixeldaten zur Ansteuerung der Heizelemente beim Drucken einer jeden Druckspalte können bekanntlich zu Bildinformationen codiert werden und im Pixelspeicher gespeichert vorliegen, um Speicherplatz einzusparen. Aus der EP 578 042 B1 (US 5.608.636) ist ein Verfahren zum Steuern des spaltenweisen Drucks eines Postwertzeichens bekannt, bei dem codierte Bildinformationen vor dem jeweiligen Druckvorgang in Binärsignale zum Ansteuern von Druckelementen umgesetzt werden, wobei die umgesetzten veränderlichen und unveränderlichen Bilddaten erst während des Druckens zusammengesetzt werden. Dabei erfolgt das Dekodieren der variablen Druckdaten und Bereitstellen der Druckdaten für eine komplette Spalte in einem Register durch einen Mikroprozessor. Da in der Zeit zwischen zwei Druckspalten die Daten für die nächste Druckspalte bereitgestellt werden müssen, wird Rechenzeit des Mikroprozessors entsprechend dem Anteil der variablen Druckdaten, der Höhe des Frankiergutdurchsatzes und der Druckauflösung benötigt. Das erhöht die Bus-Last und begrenzt die Möglichkeit, ein Frankierstempelbild schneller auf ein Frankiergut aufzudrucken.
The franking machine T1000 has only a microprocessor for controlling a 30 mm wide thermal transfer print head with 240 heating elements for column-wise printing. All heating elements lie in a row, which is arranged orthogonal to the transport direction. Thermal transfer printers use for printing a uniformly wide thermal transfer ribbon, which is arranged between a surface to be printed - for example, a mail piece - and the series of heating elements. The energy of an electrical pulse is converted at the resistance of the driven heating element into heat energy, which transfers to the thermal transfer ribbon. Printing requires melting of a colored layer piece from the thermal transfer ribbon and application of the colored layer piece to the print material surface. The printing takes place only when the impinged with the pulse heating element was brought to the pressure temperature, ie a higher than the preheating temperature. When moving the thermal transfer ribbon at the same time with the mailpiece relative to the heating element and running heat energy supply a line is printed parallel to the movement or transport direction. A bar is printed orthogonal to the direction of transport in a printing nip when electrical impulses are applied simultaneously to all heating elements in the row of heating elements for a predetermined limited period of time (pulse duration). The pulse duration is subdividable into phases. Within the predetermined limited time duration (pulse duration), there exists a final phase (printing phase) in which the dots of a printing nip are printed. The last phase is preceded by further phases of control of the heating elements in order to heat the latter to the pressure temperature. The binary pixel data for Control of the heating elements of all printing columns are stored volatile in a pixel memory. At a low print resolution, the spacing of adjacent print columns is large and the binary pixel data of the print phase reflects the print image.
A long single pulse can be divided into several pulses whose pulse duration is the same and correspond to a specific heating phase. Usually several pulses are required to generate enough heat energy for melting a color layer piece under the heating element, which is printed on the surface of the mail piece as a dot (DE 38 33 746 A1).
In principle could be printed to achieve a high printing resolution in each phase, if only in good time in previous phases, the control of the heating elements to heat them up. It must also be noted that also the resistance of the adjacent heating element in the row, the energy of an electrical pulse is converted into heat energy (heat conduction problem). The heat energy is reduced by cooling when the pulse is eliminated. Due to the adjacent energy input, an increase in heat energy by heat conduction is possibly given so far that the control of certain heating elements can be exposed to their heating in one phase and yet sufficient heat energy is present, which causes melting of a paint layer piece under the heating element. Therefore, in addition to providing and outputting binary pixel data for generating or not generating an electrical pulse, a microprocessor is also concerned with controlling the power distribution depending on the pattern to be printed. The original reflection of the print image by binary pixel data is changed accordingly in the pixel memory, so that a clean print image is created. This requires extensive computation, as is known, inter alia, from DE 41 33 207 entitled "Method for controlling the supply of a thermal printing heating element".
To achieve a higher print resolution, a microprocessor with higher computing speed could be used. The issue of binary pixel data to the thermal print head would then take place more often per unit of time, in which a print good a similar piece of the transport path is moved on. At the same time, however, the storage space requirement in the pixel memory increases due to the pixel data for each additional virtual column or heating phase. A virtual column is to be understood here as a possibility of a further column in the printed image, which, however, is not visible since no dot is printed in the heating phase.
The binary pixel data for driving the heating elements when printing each printing column can be known to be encoded into image information and stored in the pixel memory in order to save storage space. From EP 578 042 B1 (US 5,608,636) a method for controlling the column-wise printing of a postage indicia is known in which encoded image information is converted into binary signals for driving printing elements prior to the respective printing process, wherein the converted variable and unchangeable image data only during of printing. In this case, the decoding of the variable print data and providing the print data for a complete column in a register by a microprocessor. Since the data for the next print column must be made available in the time between two print columns, the microprocessor's processing time is required in accordance with the proportion of the variable print data, the amount of postage throughput and the print resolution. This increases the bus load and limits the ability to print a franking stamp image faster on a franking.

Der Mikroprozessor kann durch eine Hardware zur Drucksteuerung entlastet werden. Aus der US 5.651.103 ist eine Vorrichtung und ein Verfahren zum spaltenweisen Druck eines Bildes in Echtzeit bekannt, bei der variable und feste Bilddatenelemente miteinander verbunden und in einem Puffer abgelegt werden, um dann zum Drucken einer Spalte benutzt zu werden. Die variablen und festen Bilddatenelemente liegen in einem nichtflüchtigen Speicher, wobei ein Teil der festen Bilddatenelemente komprimiert ist. Die Druckbilddaten werden durch eine Hardware für das Drucken einer jeden Druckspalte erst unmittelbar vor deren Drucken aus veränderlichen und unveränderlichen Bilddaten zusammengesetzt, d.h. die Bilddaten für einen Abdruck liegen nicht in binärer Form in einem Speicherbereich vor, sondern in einer mit dem im EP 578 042 B1 für die T1000 offenbarten Verfahren vergleichbaren codierten Form. Durch eine Steuerung werden die variablen Bilddatenelemente im nichtflüchtigen Speicher identifiziert und Daten die mit den variablen Bilddatenelementen korrespondieren an die Hardware übergeben, um die variablen und festen Bilddatenelemente herunterzuladen, miteinander zu verbinden und dann zu drucken. Die dafür vorgeschlagene Hardware benötigt für jedes variable Bilddatenelement ein variables Adressregister. Die Anzahl der variablen Bildelementen ist damit durch die Anzahl der Adressregister begrenzt.The microprocessor can be relieved of pressure control hardware. From US 5,651,103 there is known in real time an apparatus and method for column-wise printing an image in which variable and fixed image data elements are interconnected and stored in a buffer for use in printing a column. The variable and fixed image data elements reside in non-volatile memory, with a portion of the fixed image data elements being compressed. The print image data are separated by a Hardware for the printing of each printing column composed of variable and invariable image data only before their printing, ie the image data for an impression are not in binary form in a memory area, but in a with EP 578 042 B1 for the T1000 disclosed methods comparable coded form. By a controller, the variable image data items in the nonvolatile memory are identified and data corresponding to the variable image data items is transferred to the hardware to download, connect and then print the variable and fixed image data items. The hardware proposed for this purpose requires a variable address register for each variable image data element. The number of variable pixels is thus limited by the number of address registers.

Seit der Markteinführung der Frankiermaschine T1000 der Anmelderin Francotyp-Postalia AG & Co.KG im Jahre 1991, welche neben dem Datum und den Postgebühren nun erstmalig auch gestattete, das vorgenannte Werbestempelbild elektronisch per Knopfdruck zu wechseln, wurden die Anforderungen an deren Mikroprozessorsteuerung ständig größer. Einerseits werden mehr Daten verarbeitet, je mehr variable Daten im Druckbild erforderlich sind. Andererseits gilt es auch andere Druckbilder zu erzeugen, die sich in Aufbau und Inhalt wesentlich von einem Frankierstempelbild unterscheiden, um zum Beispiel Visitenkarten, Gebühren- und Gerichtskostenstempelbilder auszudrucken. Die Anforderungen an die Druckauflösung Dot's par inch (dpi) erhöhen sich ständig weiter. Dabei tritt beim Drucken eines Dot's das vorgenannte Wärmeleitungsproblem zwischen den benachbarten Heizelementen durch die im zu druckenden Druckbild benachbarten Pixel um so stärker auf, je näher die Pixel benachbart sind. Das vorgenannte Problem, welches mit dem Thermotransferdruckverfahren verbunden ist, vergrößert sich bei hoher Druckauflösung.Since the introduction of the franking machine T1000 of the applicant Francotyp-Postalia AG & Co.KG in 1991, which in addition to the date and post fees now for the first time also allowed to change the aforementioned advertising stamp image electronically by pressing a button, the demands on their microprocessor control were constantly increasing. On the one hand, more data is processed, the more variable data is required in the print image. On the other hand, it is also necessary to produce other print images, which differ significantly in structure and content of a franking stamp image, for example, to print business cards, fees and court costs stamp images. The requirements for the print resolution dot's per inch (dpi) are constantly increasing. In this case occurs when printing a dot, the aforementioned heat conduction problem between the adjacent heating elements by the adjacent in the printed image to be printed pixel, the closer the pixels are adjacent. The aforementioned problem associated with the thermal transfer printing method increases with high printing resolution.

Moderne Frankiermaschinen sollen einen sogenannten Sicherheitsabdruck ermöglichen, d.h. einen Abdruck einer speziellen Markierung zusätzlich zu der vorgenannten Mitteilung. Beispielsweise wird aus der vorgenannten Mitteilung ein Message Authentication Code oder eine Signatur erzeugt und dann eine Zeichenkette oder ein Barcode als Markierung gebildet. Wenn ein Sicherheitsabdruck mit einer solchen Markierung gedruckt wird, ermöglicht das eine Nachprüfung der Echtheit des Sicherheitsabdruckes beispielsweise im Postamt oder beim privaten Carrier (US 5.953.426, US 6.041.704).Modern franking machines should enable a so-called security impression, ie an impression of a special one Marking in addition to the above message. For example, a message authentication code or a signature is generated from the aforementioned message, and then a character string or a barcode is formed as a marker. If a security print is printed with such a mark, this allows a verification of the authenticity of the security print, for example in the post office or at the private carrier (US 5,953,426, US 6,041,704).

Die Entwicklung der postalischen Anforderungen für einen Sicherheitsabdruck hat in einigen Ländern zur Folge, dass die Menge der variablen Duckbilddaten sehr hoch ist, die zwischen zwei Abdrucken von unterschiedlichen Frankierstempelbildern geändert werden muss. So soll beispielsweise für Kanada ein Datamatrixcode von 48 x 48 Bildelementen für jeden einzelnen Frankierabdruck erzeugt und gedruckt werden.The development of the postal requirements for a security print in some countries results in a very high amount of variable print image data that has to be changed between two prints of different postage stamp images. For example, for Canada, a data matrix code of 48 x 48 pixels is to be generated and printed for each individual franking imprint.

Zum rationelleren Postvertrieb und zur Erhöhung der Fälschungssicherheit wurde von der Deutschen Post AG im Jahre 2004 eine neue FRANKIT genannte Norm in Deutschland eingeführt. In einigen Frankiermaschinen kommt zur Erhöhung der Druckauflösung heute ein postalischer ½ Zoll Inkjet-Druckkopf mit Bubble-jet-Technologie zum Einsatz, der in einer Kartusche angeordnet und durch besondere Mittel gesichert ist (EP 1 132 868 A1).
Eine FRANKIT-taugliche Frankiermaschine ultimail® 60 der Anmelderin Francotyp-Postalia AG & Co. KG verwendet zwei modifizierte 600 dpi-Tintenstrahldruckköpfe zur Erzeugung eines Sicherheitsabdruckes mit 300 dpi Druckauflösung (Fig.1).
Aus dem EP 1 378 820 A2 (US 6.733.194 B2) ist eine Anordnung zum Steuern des Druckens in einem Postverarbeitungsgerät bekannt, welche eine Druckdatensteuerung zur Pixeldatenaufbereitung während des Druckens mit einem Druckkopf aufweist und über einen BUS mit einem Pixelspeicher verbunden ist. Die Schaltungsanordnung weist eine DMA-Steuerung, eine Druckersteuerung sowie mindestens eine Pixeldatenaufbereitungseinheit mit zwei Zwischenspeichern zur datenstringweisen Datenübernahme aus dem Pixelspeicher auf, wobei jeweils zwei Zwischenspeicher alternierend mit Daten beschrieben und ausgelesen werden. Die vorgenannte Schaltungsanordnung ist jedoch nicht für eine Steuerung des Druckens eines Thermotransferdruckgeräts geeignet. Denn um eine FRANKIT-taugliche Frankiermaschine mit Thermotransferdruck zu schaffen, müsste die Druckdatensteuerung entsprechend verändert werden, durch welche der Mikroprozessor entlastet werden soll. Zum schnelleren Drucken bei hoher Druckauflösung müssten für alle der Druckphase vorausgehenden Phasen aber noch weitere codierte Pixeldaten spaltenweise im Pixelspeicher gespeichert und nacheinander in eine Druckersteuerung übertragen werden, wobei virtuelle Spalten zeitlich zwischen den Druckspalten liegen und codierte Pixeldaten enthalten, welche der Vorheizung der Heizelemente dienen. Würden Pixeldaten beispielsweise als je Impulsdauer gültige Spannungswerte gespeichert und übertragen werden, so ergäbe sich ein erheblicher Speicherbedarf in der Maschine sowie ein entsprechend hoher Zeitbedarf für die Übermittlung dieser Daten.
In order to streamline postal distribution and increase counterfeit security, Deutsche Post AG introduced a new standard called FRANKIT in Germany in 2004. In some franking machines, a postal ½ inch inkjet print head with bubble jet technology is used today to increase the printing resolution, which is arranged in a cartridge and secured by special means (EP 1 132 868 A1).
An FRANKIT-capable franking machine ultimail® 60 from the applicant Francotyp-Postalia AG & Co. KG uses two modified 600 dpi inkjet printheads to produce a security imprint with 300 dpi print resolution (FIG.
From EP 1 378 820 A2 (US 6,733,194 B2) an arrangement for controlling the printing in a mail processing device is known, which has a print data control for pixel data processing during printing with a printhead and is connected via a BUS with a pixel memory. The circuit arrangement has a DMA controller, a printer controller and at least one pixel data processing unit with two latches for data string data transfer from the pixel memory, wherein two latches are alternately described with data and be read out. However, the aforementioned circuit arrangement is not suitable for controlling the printing of a thermal transfer printing apparatus. In order to create a FRANKIT-compatible franking machine with thermal transfer printing, the pressure data control would have to be changed accordingly, by which the microprocessor should be relieved. For faster printing at high print resolution, however, further coded pixel data would have to be stored column by column in the pixel memory and transferred sequentially to a printer controller for all the phases preceding the printing phase, wherein virtual columns are located in time between the print columns and contain coded pixel data which serve to preheat the heating elements. If, for example, pixel data were stored and transmitted as voltage values valid per pulse duration, this would result in a considerable memory requirement in the machine and a correspondingly high time requirement for the transmission of these data.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine kostengünstige Anordnung zur Steuerung des Druckens eines Thermotransferdruckgeräts auf ein bewegtes Druckgut mit einem hohen Durchsatz und mit einem hochauflösenden Thermotransferdruckkopf zu schaffen, wobei der für die Steuerung des Thermotransferdruckgeräts zuständige Mikroprozessor entlastet werden soll.The object of the invention is to provide a method and an inexpensive arrangement for controlling the printing of a thermal transfer printing device on a moving printing material with a high throughput and with a high-resolution thermal transfer print head, wherein the responsible for the control of the thermal transfer printing device microprocessor should be relieved.

Trotz einer höheren Druckauflösung und höheren Transpostgeschwindigkeit des bewegten Postgutes soll durch den Zugriff auf die gespeicherten Daten keine Mehrbelastung für den Mikroprozessor entstehen. Die Anzahl der variablen Bildelemente soll nahezu unbegrenzt sein, damit der variable Druckbildanteil umfangreich sein kann und für unterschiedliche postalische Anforderungen flexibel ist. Dennoch soll die Anordnung zur Steuerung des Druckens eines Thermotransferdruckgeräts möglichst wenig Speicher benötigen.Despite a higher print resolution and higher transposting speed of the moving mail, access to the stored data should not create any additional load on the microprocessor. The number of variable picture elements should be almost unlimited, so that the variable printed image portion can be extensive and flexible for different postal requirements. Nevertheless, the arrangement for controlling the printing of a thermal transfer printing device should require as little memory as possible.

Die Aufgabe wird mit den Merkmalen des Verfahrens nach dem Anspruch 1 und den Merkmalen der Anordnung nach dem Anspruch 8 gelöst.The object is achieved with the features of the method according to claim 1 and the features of the arrangement according to claim 8.

Das Verfahren zur Steuerung des Druckens eines Thermotransferdruckgeräts geht davon aus, dass zum Drucken eines einzelnen Dot's die maximale Druckimpulsdauer bei konstanter Druckimpulsspannung ein spezifischer Parameter für ein bestimmtes System aus Thermotransferfarbband und Thermotransferdruckkopf ist. Die maximale Druckimpulsdauer kann vom Hersteller des Systems bzw. Thermotransferdruckkopfes angegeben oder vom Hersteller des Thermotransferdruckgeräts empirisch ermittelt werden. Dabei basiert das Verfahren auf dem Gedanken, dass die Vorheiztemperatur und Drucktemperatur bei höherer Druckgeschwindigkeit näher beieinander liegen, als bei niedriger Druckgeschwindigkeit. Somit wird neben einer höheren Schnelligkeit der Datenverarbeitung eine besondere Exaktheit und Feinheit der Steuerbarkeit des Thermotransferdruckgeräts erforderlich.
Erfindungsgemäß ist deshalb vorgesehen, dass jeweils Pixelenergiewerte mittels einer Druckdatensteuerung in eine dem Pixelenergiewert entsprechende Anzahl an binären Pixeldaten gleichen Wertes umgesetzt werden, wobei jeder binäre Pixeldatenwert, zum Beispiel gleich Eins, in zeitlich nacheinander ablaufenden Phasen (Aufheizphase und/oder einer Druckphase) einer Druckimpulsdauer von jeweiligem Heizelement eines Thermotransferdruckkopfes als ein Bestandteil eines einzigen Druckimpulses ausgegeben wird, der ein in der Druckspalte des Druckbildes liegendes gedrucktes Dot ergibt. Die Druckimpulsdauer kann zu unterschiedlichen Zeitpunkten für diejenigen Heizelemente beginnen, denen ein unterschiedlicher Pixelenergiewert zugeordnet ist, aber endet für alle angesteuerten Heizelemente der Reihe an Heizelementen jeweils zum gleichen Zeitpunkt. Somit ergeben sich keine gedruckten Dot's, die in virtuellen Spalten liegen. Die Impulsdauer des einzigen Druckimpulses ist dabei der vorgenannten Anzahl an binären Pixeldaten mit dem Wert gleich Eins proportional.
Beim Pixelenergiewert Null wird kein Impuls erzeugt und somit kein Dot in der Druckphase gedruckt. Die maximal notwendige Impulsdauer der Ansteuerung eines Heizelementes zum Drucken eines Bildpunktes (Pixel's) als Druckpunkt (Dot) wird dabei in eine definierte maximale Anzahl M gleich großer Phasen zerlegt. Auf diese Weise wird ein nachfolgend Phasenlänge genannter Parameter definiert, der die Dauer jeder Phase und damit einen während der Phase zugelieferten Teil der zum Drucken erforderlichen Energiemenge bei gleichbleibender Impulshöhe beschreibt.
Die von jedem einzelnen Heizelement eines hochauflösenden Thermotransferdruckkopfes beim Drucken eines in der Druckspalte liegenden Dot's benötigte Energiemenge wird durch die Druckdatensteuerung zugeführt. Die benötigte Energiemenge wird in an sich bekannter Weise vor dem Drucken in Abhängigkeit davon ermittelt, ob dieses Heizelement oder benachbarte Heizelement von diesem während des Druckens dieser Druckspalte angesteuert werden oder beim Drucken einer vorangehenden Druckspalte angesteuert wurden. Die benötigte Energiemenge bestimmt die notwendige Impulsdauer der Ansteuerung eines Heizelementes zum Drucken eines Bildpunktes (Pixel's) als Druckpunkt (Dot). Die jeweils notwendige Impulsdauer wird ebenfalls durch die definierte Phasenlänge (Dauer) dividiert, um eine entsprechend Anzahl an Phasen zu ermitteln. Diese Transformation ermöglicht die Codierung der Pixelenergiewerte ohne wesentlichen Informationsverlust. Es ist vorgesehen, dass der Code ein Binärcode ist, beispielsweise ein Quadrupel mit 4-Bit pro Pixel.
Weiterhin kann die Energiemenge aller Heizelemente vor dem Drucken in gleichem Maße geändert werden, wobei die Änderung in Abhängigkeit von Parametern wie beispielsweise dem Druckkopfwiderstand, der Druckgeschwindigkeit und der Druckkopftemperatur erfolgt. Der Prozess der Energiewertberechnung ist zeitaufwendig und kann daher nicht während des Druckens erfolgen. Ein Mikroprozessor ist durch Software zur Energiewertberechnung und Codierung sowie zur Bereitstellung von Pixelenergiedaten programmiert. Die Ergebnisse der Energiewertberechnung und Codierung werden in einem Pixelenergiespeicher zwischengespeichert, ohne dass es erforderlich wird, Pixeldaten für virtuelle Spalten zu erzeugen. Dieser Speicherinhalt (Pixelenergiedaten) wird dann durch die Druckdatensteuerung durch Decodierung während des Druckens zur Ansteuerung des Druckkopfes aufbereitet, um binäre Pixeldaten für die virtuellen Spalten und die eigentliche Druckspalte zu erzeugen. Dabei ist vorgesehen, dass bei konstanter Druckimpulsspannungshöhe die Druckimpulsdauer einem Pixelenergiewert A entspricht, der für ein jedes Pixel durch einen zugeordneten Code (Quadrupel) vorgebbar ist, dass die maximale Druckimpulsdauer in eine vorbestimmte maximale Anzahl M an Phasen von jeweils gleicher Phasenlänge (Dauer) aufteilbar ist, dass ein Phasenzählwert B auf einen Wert M - 1 voreingestellt wird, welcher der um einen Wert 'Eins' verminderten vorbestimmten maximalen Anzahl M an Phasen entspricht, dass der Phasenzählwert B schrittweise um einen Wert 'Eins' dekrementiert wird und dass während jeder Phase der Anzahl an Phasen, die durch den Phasenzählwert B auswählbar ist, zum Drucken von Dot's einer Druckspalte nacheinander alle Pixelenergiewerte A ausgewählt und mit dem aktuellen Phasenzählwert B verglichen werden, wobei binäre Pixeldaten mit dem Wert 'Eins' erzeugt werden, wenn der Phasenzählwert B kleiner als der jeweils ausgewählte Pixelenergiewert A ist.
The method of controlling the printing of a thermal transfer printing device assumes that for printing a single dot, the maximum printing pulse duration at constant printing pulse voltage is a specific parameter for a particular thermal transfer ribbon and thermal transfer printing head system. The maximum pressure pulse duration can be specified by the manufacturer of the system or thermal transfer print head or determined empirically by the manufacturer of the thermal transfer printing device. The method is based on the idea that the preheat temperature and pressure temperature are closer to each other at higher print speeds than at low print speeds. Thus, in addition to higher speed of data processing, special accuracy and fineness of controllability of the thermal transfer printing apparatus become necessary.
According to the invention, it is therefore provided that in each case pixel energy values are converted by means of a print data controller into a number of binary pixel data of the same value corresponding to the pixel energy value, wherein each binary pixel data value, for example equal to one, proceeds in successive phases (heating phase and / or one printing phase) of a pressure pulse duration is outputted from each heating element of a thermal transfer printing head as a constituent of a single printing pulse giving a printed dot located in the printing column of the printed image. The pressure pulse duration may begin at different times for those heating elements to which a different pixel energy value is assigned, but ends for all driven heating elements of the row of heating elements at the same time. Thus, there are no printed dots that are in virtual columns. The pulse duration of the single pressure pulse is proportional to the aforementioned number of binary pixel data with the value equal to one.
At pixel energy level zero, no pulse is generated and thus no dot is printed in the printing phase. The maximum necessary pulse duration of the control of a heating element for printing a pixel (Pixel's) as a pressure point (dot) is thereby decomposed into a defined maximum number M equal phases. In this way, a subsequent phase length of said parameter is defined, which describes the duration of each phase and thus a delivered during the phase part of the amount of energy required for printing at a constant pulse height.
The amount of energy required by each individual heating element of a high-resolution thermal transfer printhead when printing a dot located in the printing nip is supplied by the printing data controller. The amount of energy required is determined in a manner known per se prior to printing in dependence on whether this heating element or adjacent heating elements are actuated by it during the printing of these printing gaps or have been activated when printing a preceding printing gap. The required amount of energy determines the necessary pulse duration of the control of a heating element for printing a pixel (pixel) as a pressure point (dot). The respectively required pulse duration is likewise divided by the defined phase length (duration) in order to determine a corresponding number of phases. This transformation allows the encoding of pixel energy values without significant loss of information. It is envisaged that the code is a binary code, for example a 4-bit per pixel quad.
Furthermore, the amount of energy of all the heating elements can be changed to the same extent before printing, the change being dependent on parameters such as the print head resistance, the printing speed and the print head temperature. The process of energy value calculation is time consuming and therefore can not be done during printing. A microprocessor is programmed by software for energy value calculation and encoding as well as providing pixel energy data. The results of the energy value calculation and encoding are cached in a pixel energy store without the need to generate pixel data for virtual columns. This memory content (pixel energy data) is then decoded by the print data control during of printing to drive the printhead to produce binary pixel data for the virtual columns and the actual printing column. It is provided that at constant pressure pulse voltage height, the pressure pulse duration corresponds to a pixel energy value A, which can be predetermined for each pixel by an associated code (quadruple) that the maximum pressure pulse duration in a predetermined maximum number M of phases of each same phase length (duration) can be divided in that a phase count B is preset to a value M-1 which corresponds to the predetermined maximum number M of phases reduced by a value 'one', that the phase count B is decremented stepwise by a value 'one' and during each phase the number of phases selectable by the phase count B, for printing dot's of a print column, successively select all pixel energy values A and compare them with the current phase count B, generating binary pixel data of value 'one' if the phase count B is smaller as the respectively selected pixel energy value is A.

Nach der Energiewertberechnung und vor dem Drucken erfolgt eine Codierung der Energiewerte, zum Beispiel in 4-Bit pro Pixel (Quadrupel), sowie deren Speicherung im Pixelenergiespeicher. Die Code der Pixelenergiewerte (Quadrupel) werden im Pixelenergiespeicher wortweise für eine vorbestimmte Anzahl an Druckspalten gespeichert. Dabei werden beginnend mit dem zum ersten Pixel einer Druckspalte gehörenden Code (Quadrupel) die nachfolgenden zum jeweils benachbarten Pixel der Druckspalte gehörenden Code (Quadrupel) nacheinander abgelegt. In vorteilhafter Weise wird der Mikroprozessor nicht durch die Bereitstellung von codierten Pixeldaten für virtuelle Spalten in den Aufheizphasen zusätzlich belastet und der Speicherplatzbedarf im Pixelenergiespeicher ist viel weniger abhängig von der Anzahl an Aufheizphasen vor der eigentlichen Druckphase.After the energy value calculation and before printing, the energy values are coded, for example in 4-bits per pixel (quadruple), and stored in the pixel energy store. The codes of the pixel energy values (quadruples) are stored in the pixel energy store word by word for a predetermined number of print columns. Starting with the code (quadruple) belonging to the first pixel of a printing column, the following code (quadruple) belonging to the respectively adjacent pixel of the printing column are stored one after the other. Advantageously, the microprocessor is not additionally burdened by the provision of coded pixel data for virtual columns in the heat-up phases and the storage space requirement in the pixel energy storage is much less dependent on the number of heat-up phases before the actual printing phase.

Es wird eine Druckdatensteuerung mit einer Pixelenergiedatenaufbereitung für ein hochauflösenden Thermotransferdruckkopf vorgeschlagen, wobei mindestens eine Pixelenergiedatenaufbereitungseinheit durch eine spezielle Steuerung angesteuert wird, um für jede Druckspalte wortweise die Code an Pixelenergiewerten aus dem Pixelenergiespeicher in einen Zwischenspeicher zu übertragen und um binäre Pixeldaten für virtuelle Spalten und/oder für Druckspalten zu erzeugen, welche zum Schieberegister des Thermotransferdruckkopfes seriell übertragen werden, wobei die Pixelenergiedatenaufbereitungseinheit in jeder Phase Pixeldaten für alle Heizelemente ausgibt und somit dem Thermotransferdruckkopf zum Drucken von Dot's in einer Druckbildspalte bereitstellt.A print data controller with pixel energy data processing for a high-resolution thermal transfer printhead is proposed, wherein at least one pixel energy data processing unit is controlled by a special controller to word-code the pixel energy values from the pixel energy store to a buffer for each print column and to generate binary pixel data for virtual columns and / or or for print columns which are serially transmitted to the shift register of the thermal transfer printhead, the pixel energy data processing unit outputting pixel data for each heater in each phase and thus providing the thermal transfer printhead for printing dots in a print image column.

In einer ersten Variante der Druckdatensteuerung für einen Thermotransferdruckkopf nur mit einem seriellen Eingang und einer Anzahl von 360 Heizelementen in der Reihe sind zwei Zwischenspeicher in der Druckdatensteuerung vorgesehen, wobei abwechselnd je einer der Zwischenspeicher per direktem Speicherzugriff (DMA) mit einer Anzahl von 90 · 16 bit Datenworten geladen wird, während der andere ausgelesen wird, um in jeder Phase die Code (Quadrupel) an Pixelenergiedaten nacheinander für jedes Heizelement in der Reihe der 360 Heizelemente zu einer Phasendatenaufbereitungseinheit für Pixelenergiedaten zu übertragen.
Das Laden und Auslesen der Zwischenspeicher, die vorzugsweise als Dual-Port-RAMs ausgeführt sind, erfolgt vorzugsweise über getrennte Ports der Zwischenspeicher. Nachdem der Mikroprozessor den direkten Speicherzugriff (DMA) initialisiert und das Drucken eines Druckbildes gestartet hat, wird durch ein Encodersignal e das abwechselnde Laden und Auslesen der Zwischenspeicher der Druckdatensteuerung zum Erzeugen der Pixeldaten je Spalte in der Druckdatensteuerung ausgelöst. Der Encoder liefert ein Signal e mit einer der Transportgeschwindigkeit des Frankierguts entsprechenden Impulsrate.
Die Code (Quadrupel) an Pixelenergiedaten für eine komplette Druckspalte werden zum Drucken per DMA in die Druckdatensteuerung geladen und dort zwischengespeichert. Die mindestens eine Pixelenergiedatenaufbereitungseinheit für die Druckkopfansteuerung hat einen Ausgang, der mit dem seriellen Dateneingang des Schieberegisters des Thermotransferdruckkopfes verbunden ist.
Die Pixelenergiedaten sind so im Pixelenergiespeicher gespeichert, dass synchron mit dem Encodertakt der direkte Speicherzugriff eine bestimmte Anzahl von Zyklen ausführen kann, um damit die Pixelenergiedaten für die nächste Druckspalte in den entsprechenden Zwischenspeicher zu laden. Zum Drucken einer Druckspalte werden in jeder Phase die Code (Quadrupel) an Pixelenergiedaten derselben Druckspalte sequentiell aus dem jeweils anderen der beiden Zwischenspeicher ausgelesen. Für die aufeinanderfolgenden Phasen werden also die gleichen Code (Quadrupel) an Pixelenergiedaten ausgelesen. Mit jedem Encodertakt wird in der Druckdatensteuerung ein Spaltenzähler inkrementiert. Wenn ein vorgegebener Wert erreicht ist, wird das Drucken beendet.
Die aus einem der beiden Zwischenspeicher ausgelesen Code (Quadrupel) an Pixelenergiedaten gelangen an einen ersten parallelen Dateneingang (4-bit) der mindestens einen Phasendatenaufbereitungseinheit für Pixelenergiedaten. Die aus dem jeweils anderem der beiden Zwischenspeicher ausgelesen Pixelenergiedaten gelangen als Code (Quadrupel) an einen zweiten parallelen Dateneingang (4-bit) der mindestens einen Phasendatenaufbereitungseinheit für Pixelenergiedaten. Die Phasendatenaufbereitungseinheit weist einen mit beiden parallelen Dateneingängen verbundenen Multiplexer auf, dessen paralleler Datenausgang (4-bit) mit einem ersten parallelen Dateneingang (4-bit) einer Bewerterlogik verbunden ist.
Der Multiplexer wird durch ein Umschaltsignal gesteuert, welches von der Druckersteuerung ausgegeben wird.
Ein Wert B eines Phasenzählers gelangt an einen zweiten parallelen Dateneingang (4-bit) der Bewerterlogik der mindestens einen Phasendaten-aufbereitungseinheit für Pixelenergiedaten. Der parallele Datenausgang (4-bit) des Multiplexers liefert den Wert A. Der Ausgang der Bewerterlogik liefert im Wertebereich 'Null' bis zum Wert A gleich der maximalen Anzahl M gleich großer Phasen nur dann einen Pegel mit dem logischen Wert '1', wenn der Wert A größer ist, als der Wert B. Beim Auftreten eines Schiebetaktes wird der jeweilige Wert am Ausgang der Bewerterlogik in das Schieberegister des Thermotransferdruckkopfes übernommen. Wenn der Ausgang der Bewerterlogik einen logischen Wert '0' liefert, wird kein zugehöriges Heizelement angesteuert.
In a first variant of the print data control for a thermal transfer printhead having only one serial input and a number of 360 heating elements in the row, two latches are provided in the print data control, alternately one of each of the direct memory access (DMA) latches having a number of 90 x 16 bit data words are loaded while the other is read out to transfer, in each phase, the codes (quadruples) of pixel energy data to each successive heater element in the row of 360 heaters, to a phase data processing unit for pixel energy data.
The loading and reading of the latches, which are preferably designed as dual-port RAMs, preferably takes place via separate ports of the latches. After the microprocessor initializes direct memory access (DMA) and starts printing a print image, an encoder signal e triggers the alternately load and read the print data control latches to generate the pixel data per column in the print data control. The encoder delivers a signal e with a pulse rate corresponding to the transport speed of the franking material.
The codes (quadruples) of pixel energy data for a complete print column become the print data controller for DMA printing loaded and cached there. The at least one printhead drive pixel energy data conditioning unit has an output connected to the serial data input of the thermal transfer printhead shift register.
The pixel energy data is stored in the pixel energy storage so that, in synchronism with the encoder clock, the direct memory access can perform a certain number of cycles to load the pixel energy data for the next print column into the corresponding buffer. For printing a print column, in each phase, the codes (quadruples) of pixel energy data of the same print column are sequentially read from the other of the two buffers. For the successive phases, therefore, the same codes (quadruples) are read out on pixel energy data. With each encoder clock, a column counter is incremented in the print data controller. When a preset value is reached, printing stops.
The code (quadruples) of pixel energy data read from one of the two latches reaches a first parallel data input (4-bit) of the at least one phase data processing unit for pixel energy data. The pixel energy data read out from the respective other of the two latches reaches as a code (quadruple) a second parallel data input (4-bit) of the at least one phase data processing unit for pixel energy data. The phase data conditioning unit has a multiplexer connected to both parallel data inputs, whose parallel data output (4-bit) is connected to a first parallel data input (4-bit) of an evaluator logic.
The multiplexer is controlled by a switching signal which is output from the printer controller.
A value B of a phase counter goes to a second parallel data input (4-bit) of the evaluator logic of the at least one phase data conditioning unit for pixel energy data. The parallel data output (4-bit) of the multiplexer supplies the value A. The output of the evaluator logic supplies in the value range 'zero' up to the value A equal to the maximum number M of equal phases only one level with the logical value '1' if the value A is greater than the value B. When a shift clock occurs, the respective value at the output of the evaluator logic is transferred to the shift register of the thermal transfer print head. If the output of the evaluator logic supplies a logic value '0', no associated heating element is activated.

In einer zweiten Variante weist der Thermotransferdruckkopf zwei serielle Dateneingänge für separate Schieberegister auf. In der zugehörigen Druckdatensteuerung sind zwei Pixelenergiedatenaufbereitungseinheiten für die Druckkopfansteuerung vorgesehen, welche je zwei Zwischenspeicher aufweisen. Im Unterschied zur ersten Variante werden jeweils die 180 Code (Quadrupel) an Pixelenergiedaten einer Hälte der Druckspalte wechselweise in den jeweils ersten Zwischenspeicher der beiden Pixelenergiedatenaufbereitungseinheiten geladen und aus den jeweils zweiten Zwischenspeichern der beiden Pixelenergiedatenaufbereitungseinheiten für die Druckkopfansteuerung ausgelesen.
Die Ausgangssignale (SERIAL_DATA_OUT1, SERIAL_DATA_OUT2) beider Phasendatenaufbereitungseinheiten für Pixelenergiedaten werden für jede Phase in die zwei Schieberegister des Thermotransferdruckkopfes geschoben und zur Ansteuerung der Heizelemente in dessen Treiberregister übernommen. Danach wird der Phasenzähler dekrementiert. Wenn einer der Ausgänge logisch '1' ist, wird das zugehörige Heizelement in der nachfolgenden Phase angesteuert. Wenn er logisch '0' ist, wird es nicht angesteuert. Beim Drucken einer Spalte können somit eine Anzahl unterschiedlich langer Druckimpulse für jedes einzelne Heizelement erzeugt werden.
In a second variant, the thermal transfer print head has two serial data inputs for separate shift registers. In the associated print data control two pixel energy data processing units are provided for the printhead drive, each having two latches. In contrast to the first variant, in each case the 180 codes (quadruples) of pixel energy data of one half of the printing column are alternately loaded into the respective first buffer of the two pixel energy data processing units and read from the respective second buffer memories of the two pixel energy data processing units for the printhead drive.
The output signals (SERIAL_DATA_OUT1, SERIAL_DATA_OUT2) of both phase data processing units for pixel energy data are shifted for each phase in the two shift registers of the thermal transfer print head and taken over for driving the heating elements in the driver register. Thereafter, the phase counter is decremented. If one of the outputs is logic '1', the associated heating element is activated in the subsequent phase. If it is logically '0', it will not be driven. When printing a column can thus be generated a number of different lengths of pressure pulses for each heating element.

Nachdem alle Druckdaten (360 Pixel) für eine erste Phase einer Druckspalte jeweils mit der LH-Flanke des Schiebetaktes zum Thermotransferdruckkopf geschoben und im Schieberegister gespeichert wurden, werden diese Daten parallel in eine Latcheinheit durch einen LATCH-Signalimpuls und in die Druckkopftreiberregister übernommen. Danach werden die STROBEx-Signale aktiviert und die Druckkopftreiber können die Heizelemente ansteuern. Die Ansteuerung der Heizelemente bleibt dann bis zum Ende der letzten Phase durch die STROBEx-Signale freigegeben. Während des Druckens in einer jeden Phase werden schon die Druckdaten für die nächste Phase in den Druckkopf geschoben und zu Beginn der nächsten Phase durch einen LATCH-Signalimpuls übernommen. Aus dieser Arbeitsteilung für den Mikroprozessor und die Druckdatensteuerung ergeben sich folgende Vorteile:After all the print data (360 pixels) for a first phase of a print column has been shifted with the LH edge of the shift clock to the thermal transfer print head and stored in the shift register, this data is transferred in parallel to a latch unit by a LATCH signal pulse and in the print head driver register. Thereafter, the STROBEx signals are activated and the print head drivers can drive the heating elements. The control of the heating elements then remains enabled by the STROBEx signals until the end of the last phase. During printing in each phase, the print data for the next phase is already pushed into the print head and taken over by a LATCH signal pulse at the beginning of the next phase. From this division of labor for the microprocessor and the pressure data control there are the following advantages:

Die Code (Quadrupel) können durch den Mikroprozessor relativ einfach berechnet werden. Auch benötigen sie weniger Speicherplatz, als wenn die kompletten Druckdaten für jede Phase im Pixelspeicher abgelegt würden.
Durch diese Lösung können Pixelenergiedaten als Code (Quadrupel) im Pixelenergiespeicher gespeichert in einer optimalen Ordnung vorliegen, die den Mikroprozessor bei der Druckbildänderung entlastet. Durch die Datenübertragung per DMA wird der Mikroprozessor ebenfalls entlastet. Die 4-bit codierten Energiewerte lassen sich einfach in übliche Bildformate kopieren und ermöglichen zusätzlich eine einfache Überprüfung.
Die Buslast des Mikroprozessors wird verringert, da je Druckspalte nur einmal Druckdaten per DMA in die Zwischenspeicher der Druckdatensteuerung geladen werden. Es entfällt ein entsprechend hoher Zeitbedarf für die Übermittlung solcher Daten für Aufheizphasen. Somit werden weniger Daten in die Druckdatensteuerung geladen als von letzterer zum Thermotransferdruckkopf geschoben.
Durch die einstellbare Phasenlänge wird der Mikroprozessor entlastet, da bei Parameteränderungen (z.B. der Temperatur) lediglich ein Registerwert der Druckdatensteuerung geändert werden muss und nicht alle Code (Quadrupel) im Pixelenergiespeicher.
Die Energiemenge, die einem Heizelement zugeführt wird, wird durch die Druckimpulsdauer bestimmt. Bei konstanter Spannungshöhe des Druckimpulses ist sie proportional dem Produkt aus der Phasenanzahl und Phasendauer für die das Heizelement angesteuert wird. Die Spannungsversorgung des Druckkopfes kann somit durch ein kostengünstiges Standardnetzteil mit einer festen Ausgangsspannung von 24 V erfolgen und muss nicht einstellbar sein.
The codes (quadruples) can be calculated relatively easily by the microprocessor. They also require less storage space than storing the complete print data for each phase in the pixel memory.
By this solution, pixel energy data can be stored as code (quadruples) in the pixel energy storage in an optimal order, which relieves the microprocessor in the printed image change. Data transfer via DMA also relieves the load on the microprocessor. The 4-bit coded energy values can be easily copied into common image formats and additionally allow a simple check.
The bus load of the microprocessor is reduced because only once print data per DMA print data are loaded into the buffers of the pressure data control. There is no correspondingly high time requirement for the transmission of such data for heating phases. Thus, less data is loaded into the print data controller than pushed by the latter to the thermal transfer print head.
Due to the adjustable phase length, the microprocessor is relieved, since with parameter changes (eg the temperature) only one register value of the pressure data control has to be changed and not all code (quadruples) in the pixel energy storage.
The amount of energy supplied to a heating element is determined by the pressure pulse duration. At a constant voltage level of the pressure pulse, it is proportional to the product of the number of phases and the phase duration for which the heating element is driven. The power supply of the printhead can thus be done by a low-cost standard power supply with a fixed output voltage of 24 V and must not be adjustable.

Indem das STROBE-Signal während aller die Druckimpulsdauer bestimmenden Phasen aktiv bleibt und nicht nach jeder Phase kurzzeitig ausgeschaltet wird, können die Heizelemente zum Drucken von Dot's einer Druckspalte ohne Unterbrechung angesteuert werden. Dadurch kann eine hohe Druckgeschwindigkeit erreicht werden.By keeping the STROBE signal active during all the pressure pulse duration determining phases and not momentarily turning it off after each phase, the heaters for printing dot's of a print column can be driven without interruption. As a result, a high printing speed can be achieved.

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,
vereinfachtes Blockschaltbild der Frankiermaschine ultimail®,
Figur 2,
Blockschaltbild zum Steuern des Druckens einer Frankiermaschine mit einer Druckdatensteuerung für einen Thermotransferdruckkopf,
Figur 3,
Detail des Blockschaltbildes nach Fig.2, mit einer Schaltungsanordnung zum Steuern einer Pixelenergiedatenaufbereitungseinheit,
Figur 4,
Detail der Schaltungsanordnung nach Fig.3, mit einer Schaltungsanordnung der Pixelenergiedatenaufbereitungseinheit,
Figur 5a,
Logiktabelle einer Bewerterlogik,
Figur 5b,
Schaltungsanordnung der Bewerterlogik,
Figur 6,
Flußplan zur Ablaufsteuerung der Druckersteuerung,
Figur 7,
Flußplan der Druckroutine für eine Druckspalte,
Figur 8,
Flußplan zur DMA-Steuerung,
Figur 9,
Flußplan zur Adressengenerierung,
Figur 10,
Flußplan zur Phasenlängengenerierung.
Advantageous developments of the invention are characterized in the subclaims or are presented in more detail below together with the description of the preferred embodiment of the invention with reference to FIGS. Show it:
FIG. 1,
simplified block diagram of the franking machine ultimail®,
FIG. 2,
Block diagram for controlling the printing of a franking machine with a print data controller for a thermal transfer print head,
FIG. 3,
Detail of the block diagram according to FIG. 2, with a circuit arrangement for controlling a pixel energy data processing unit,
FIG. 4,
Detail of the circuit arrangement according to FIG. 3, with a circuit arrangement of the pixel energy data processing unit,
FIG. 5a,
Logic table of evaluator logic,
FIG. 5b,
Circuitry of evaluator logic,
FIG. 6,
Flow chart for the flow control of the printer control,
FIG. 7,
Flow chart of the print routine for a pressure column,
FIG. 8,
Flow chart for DMA control,
FIG. 9,
Flowchart for address generation,
FIG. 10,
Flow plan for phase length generation.

Die Figur 1 zeigt ein vereinfachtes Blockschaltbild der Frankiermaschine ultimail® als Stand der Technik für die Druckdatensteuerung einer FRANKIT-tauglichen Frankiermaschine. Über einen BUS 5' sind mindestens ein Mikroprozessor 6', ein Pixelspeicher RAM 7', ein nichtflüchtiger Speicher NVM 8' und ein Festwertspeicher FLASH 9' mit einer Druckdatensteuerung 4' adress-, daten- und steuerungsmäßig verbunden. In nicht gezeigter Weise wird zur Unterstützung des Mikroprozessors des Mainboards außerdem ein postalisches Sicherheitsmodul (PSD) eingesetzt.
Die Druckdatensteuerung besteht aus einer Pixeldatenaufbereitungseinheit 41', 42' und einer speziellen Steuerung. Letztere umfaßt eine DMA-Steuerung 43', einen Adressengenerator 44' und eine Druckersteuerung 45', an welche ein Encoder 3' angeschlossen ist, der die Druckguttransportbewegung detektiert. Die DMA-Steuerung 43' gestattet einen Zugriff auf die im Pixelspeicher 7' gespeicherten binären Pixeldaten, um letztere der Pixeldatenaufbereitungseinheit 41', 42' datenstringweise zur Verfügung zu stellen. Der Adressengenerator 44' generiert Adressen, die der Pixeldaten-aufbereitungseinheit 41', 42' zur Auswahl der binären Pixeldaten aus einem zwischengespeicherten Datenstring und Gruppierung in der benötigten Reihenfolge zuführt werden. Die Druckersteuerung 45' steuert die Pixeldatenaufbereitungseinheit 41', 42' an, um die binären Pixeldaten gruppenweise einer Treibereinheit 11', 12' des Tintenstrahldruckkopfes 1', 2' zuzuführen. Dazu wird von der Druckersteuerung 45' ein Schiebetaktsignal (Shift clock) sowohl an die Pixeldatenaufbereitungseinheiten 41', 42' als auch an die Teibereinheiten (Pen Driver Board's) 11',12' abgegeben, welche die Tintenstrahldruckköpfe 1', 2' ansteuern.
FIG. 1 shows a simplified block diagram of the franking machine ultimail® as state of the art for the printing data control of a franking machine suitable for FRANKIT. At least one microprocessor 6 ', one pixel memory RAM 7', one non-volatile memory NVM 8 'and one read-only memory FLASH 9' are connected to a print data controller 4 'via an address, data and control unit via a BUS 5'. In a manner not shown, a postal security module (PSD) is also used to support the microprocessor of the mainboard.
The print data control consists of a pixel data processing unit 41 ', 42' and a special controller. The latter comprises a DMA controller 43 ', an address generator 44' and a printer controller 45 ', to which an encoder 3' is connected, which detects the Druckguttransportbewegung. The DMA controller 43 'allows access to the binary pixel data stored in the pixel memory 7' in order to provide the latter data-string-wise to the pixel data processing unit 41 ', 42'. The address generator 44 'generates addresses which are supplied to the pixel data preparation unit 41', 42 'for selecting the binary pixel data from a buffered data string and grouping in the required order. The printer controller 45 'drives the pixel data preparation unit 41', 42 'to supply the binary pixel data in groups to a drive unit 11', 12 'of the ink jet print head 1', 2 '. For this purpose, the printer controller 45 'outputs a shift clock signal to both the pixel data processing units 41', 42 'and the pen driver boards 11', 12 ', which drive the inkjet printheads 1', 2 '.

Die Figur 2 zeigt ein Blockschaltbild zum Steuern des Druckens einer Frankiermaschine mit einer Druckdatensteuerung für einen Thermotransferdruckkopf. Über einen BUS 5 sind mindestens ein Mikroprozessor 6, ein Pixelenergiespeicher RAM 7, ein nichtflüchtiger Speicher NVM 8, ein Festwertspeicher FLASH 9 und ein postalisches Sicherheitsmodul (PSD) 10 mit der Druckdatensteuerung 4 adress-, daten- und steuerungsmäßig verbunden. Der Thermotransferdruckkopf 1 ist mit der Druckdatensteuerung 4 verbunden, welche bei einem direkten Speicherzugriff eingangsseitig 16 bit parallel anliegende Daten vom BUS 5 annimmt und ausgangsseitig seriell binäre Pixeldaten spaltenweise an den Thermotransferdruckkopf 1 ausgibt. Ein Encoder 3 ist mit der Druckdatensteuerung 4 verbunden, um das Zwischenspeichern der Pixelenergiedaten und das Drucken der Dot's der Druckspalten auszulösen, wobei jeder Thermotransferdruckkopf mit einer Schiebetaktfrequenz von ca. 2,5 MHz betrieben wird. Der ca. 30 mm breite Thermotransferdruckkopf 1 ist hochauflösend und besitzt eine interne Ansteuerelektronik und eine Anzahl von 360 Heizelementen, die in einer Reihe angeordnet sind. Ein erster Teil von 180 Heizelementen wird von einem ersten Schieberegister 11 über eine erste Latch-Einheit 12 und erste Treibereinheit 13 parallel angesteuert. Ein zweiter Teil von 180 Heizelementen wird von einem zweiten Schieberegister 21 über eine zweite Latch-Einheit 22 und zweite Treibereinheit 23 parallel angesteuert.
Die Druckdatensteuerung 4 weist deshalb separate Ausgänge für eine erste und zweite Pixelenergiedatenaufbereitungseinheit 41 und 42 sowie die zugehörigen Steuerungen 43, 44, und 45 auf. Die zugehörigen Steuerungen 43, 44, und 45 sind über Adressen- und Steuerleitungen A & S mit den Pixelenergiedatenaufbereitungseinheiten 41 und 42 verbunden. Dabei ist vorgesehen, dass eine Druckersteuerung 45 mit einer DMA-Steuerung 43, mit dem Thermotransferdruckkopf 1 und mit einem Adressengenerator 44 sowie dass letzterer mit der Pixelenergiedatenaufbereitungseinheit 41, 42 steuerungsmäßig verbunden ist. Die Druckersteuerung 45 ist über den BUS 5 direkt mit dem Mikroprozessor 6 verbunden. Die DMA-Steuerung 43 ist über eine Steuerleitung für DMA-Steuersignale DMAACK, DMAREQ mit dem Mikroprozessor 6 verbunden. Die Druckersteuerung 45 ist außerdem mit einem Sensor/Motor-Controller 46 und einem Interrupt-Controller 47 steuerungsmäßig verbunden. Mit dem Sensor/Motor-Controller 46 sind einerseits ein Start-Sensor S1, ein Roller-Sensor S2, ein Klappen-Sensor S3, ein Ende-Sensor S4 und ein Thermistor 19 sowie andererseits ein Motor 2a zum Antrieb einer nicht gezeigten Rolle zum Aufwickeln des verbrauchten Thermotransferfarbbandes, ein Motor 2b zum Antrieb einer Gegendruckrolle zur Druckgutbeförderung während des Druckens und ein Motor 2c zum Betätigen des Andruckmechanismus der Gegendruckrolle, um mittels letzterer das Druckgut an den Thermotransferdruckkopf 1 anzudrücken, verbunden. Der Interrupt-Controller 47 ist über eine Steuerleitung 49 für ein Interruptsignal I direkt mit dem Mikroprozessor 6 verbunden.
Figure 2 is a block diagram for controlling the printing of a postage meter with a print data controller for a thermal transfer print head. At least one microprocessor 6, a pixel energy storage RAM 7, a non-volatile memory NVM 8, a read-only memory FLASH 9 and a postal security module (PSD) 10 are connected to the print data controller 4 in terms of address, data and control via a BUS 5. The thermal transfer printhead 1 is connected to the print data controller 4, which assumes 16 bits of parallel data from the bus 5 in the case of a direct memory access and outputs serial binary data pixel by pixel to the thermal transfer printhead 1 on the output side. An encoder 3 is connected to the print data controller 4 to trigger the buffering of the pixel energy data and the printing of the dots of the print columns, each thermal transfer print head being operated at a shift clock frequency of about 2.5 MHz. The approximately 30 mm wide thermal transfer print head 1 is high-resolution and has an internal control electronics and a number of 360 heating elements, which are arranged in a row. A first part of 180 heating elements is driven in parallel by a first shift register 11 via a first latch unit 12 and first driver unit 13. A second part of 180 heating elements is driven in parallel by a second shift register 21 via a second latch unit 22 and second drive unit 23.
The print data controller 4 therefore has separate outputs for a first and second pixel energy data processing unit 41 and 42 and the associated controllers 43, 44, and 45. The associated controllers 43, 44, and 45 are connected to the pixel energy data conditioning units 41 and 42 via address and control lines A & S. It is provided that a printer controller 45 with a DMA controller 43, with the thermal transfer printhead 1 and with an address generator 44 and that the latter with the pixel energy data processing unit 41, 42 is connected in terms of control. The printer controller 45 is connected directly to the microprocessor 6 via the BUS 5. The DMA controller 43 is connected to the microprocessor 6 via a control line for DMA control signals DMA ACK , DMA REQ . The printer controller 45 is also in control communication with a sensor / motor controller 46 and an interrupt controller 47. With the sensor / motor controller 46 are on the one hand a start sensor S1, a scooter sensor S2, a flap sensor S3, an end sensor S4 and a thermistor 19 and on the other hand, a motor 2a for driving a roller, not shown for winding the consumed thermal transfer ribbon, a motor 2b for driving a counter-pressure roller for Druckgutbeförderung during printing and a motor 2c for actuating the pressure mechanism of the counter-pressure roller to press the latter by means of the printed matter to the thermal transfer printing head 1 connected. The interrupt controller 47 is connected via a control line 49 for an interrupt signal I directly to the microprocessor 6.

Die Figur 3 zeigt ein Detail des Blockschaltbildes nach Fig.2, mit einer Schaltungsanordnung zum Steuern einer Pixelenergiedatenaufbereitungseinheit. Über den Bus 5 sind mindestens der Mikroprozessor 6, der Pixelenergiespeicher 7, der nichtflüchtige Speicher 8 und der Festwertspeicher (FLASH) 9 adress-, daten- und steuerungsmäßig verbunden. Auch die Druckersteuerung 45 ist mit dem Mikroprozessor 6 über den BUS 5 verbunden. Die mit der Druckersteuerung 45 außerdem verbundenen Sensor/Motor-Controller 46 und Interrupt-Controller 47 wurden aus Gründen der Vereinfachung in der Figur 3 nicht näher, sondern nur gestrichelt dargestellt. Der Encoder 3 ist mit der Druckersteuerung 45 zur Abgabe eines Encodersignals e verbunden. Die gezeigte Pixelenergiedatenaufbereitungs-einheit 42 ist ebenso, wie die nicht gezeigte Pixelenergiedatenaufbereitungseinheit 41, mit dem Thermotransferdruckkopf 1, mit einer DMA-Steuerung 43 für einen direkten Speicherzugriff (DMA) sowie mit den in einem Schaltungsblock angeordneten Schaltungen eines Adressengenerators 44, einer Druckersteuerung 45 und eines Phasenzählers 48 in der nachfolgend beschriebenen Weise verbunden. Die Pixelenergiedatenaufbereitungseinheiten 41 und 42 sind gleich aufgebaut und bestehen jeweils aus zwei Zwischenspeichern 411, 412 bzw. 421, 422 und einer Phasendatenaufbereitungseinheit 413 bzw. 423. Das Umschaltsignal SO und das Steuersignal SX werden von der Druckersteuerung 45 generiert und sind über Steuerleitungen mit der - nicht gezeigten - Phasendatenaufbereitungseinheit 413 und mit der gezeigten Phasendatenaufbereitungseinheit 423 verbunden. Das Umschaltsignal SO wird außerdem via Steuerleitung der DMA-Steuerung 43 zugeführt. Die letztere ist mit der Druckersteuerung 45 auch über Steuerleitungen für DMA-Steuersignale (DMA-Start und DMA-busy) verbunden, wobei der DMA-Steuerung 43 von der Druckersteuerung 45 das DMA-Startsignal zugeführt wird und wobei die DMA-Steuerung 43 das DMA-busy-Signal mit dem Wert 'Null' an die Druckersteuerung 45 abgibt, um zu signalisieren, daß der direkte Speicherzugriff erfolgt und die DMA-Zyklen beendet sind. Die DMA-Steuerung 43 erzeugt Adressenschreibsignale AW sowie Auswahlsignale Select-2.1 und Select-2.2 für die gezeigten Zwischenspeicher 421 und 422 der zweiten Pixelenergiedatenaufbereitungseinheit 42 sowie Select-1.1 und Select-1.2 für die nicht gezeigten Zwischenspeicher 411 und 412 der ersten Pixelenergiedatenaufbereitungseinheit 41 zum abwechselnden Einspeichern bzw. Auslesen aller Quadrupel einer Druckspalte. Die Quadrupel sind binäre codierte Pixelenergiedaten von je 4 Bit und werden im Pixelenergiespeicher 7 druckspaltenweise zur Verfügung gestellt. Für jede Druckspalte sind 360 · 4 Bit = 1440 Bit in 90 · 16-Bit-Datenworten gespeichert. Obwohl der Mikroprozessor 6 über einen 32 Bit breiten Datenbus verfügt, wird zur Reduzierung der Herstellkosten ein 16 Bit Speicher verwendet. Ein interner DMA-Controller des Mikroprozessors 6 erlaubt auch die Adressierung von 16 Bit breiten Datenworten. Die Zwischenspeicher 411, 412 und 421, 422 sind am Datenbuss angeschlossen. Das Zwischenspeichern einer Druckspalte beim direkten Speicherzugriff (DMA) erfordert folglich, daß nacheinander in zwei Zwischenspeichern ein Zwischenspeichern von je 45 * 16 Bit Datenworten vorgenommen wird, wobei die Zwischenspeicher durch die Auswahlsignale ausgewählt werden. Unter den Begriffen wie "Datenwort" bzw. "wortweise" sollen in den nachfolgenden Ausfühungsbeispielen immer ein 16 Bit breites Datenwort verstanden werden, wenn nicht ausdrücklich die Datenwortbreite zusätzlich angegegeben wird.
Die DMA-Steuerung 43 weist Mittel zur Generierung und Ausgabe von Auswahlsignalen Sel_1.1, Sel_1.2 bzw. Set_2.1, Sel_2.2 in Abhängigkeit vom Schaltzustand des Umschaltsignals SO auf, um die Quadrupel im jeweils ersten oder jeweils zweiten der beiden Zwischenspeicher 411, 421 oder 412, 422 zwischenzuspeichern. Bei einer Übertragung von je 180 Quadrupeln aus dem jeweils einen der beiden Zwischenspeicher zur Phasendaten-aufbereitungseinheit 413 bzw. 423 werden die jeweils anderen Zwischenspeicher zum Zwischenspeichern der Quadrupel einer nachfolgenden Druckspalte nacheinander ebenfalls durch die Auswahlsignale ausgewählt.
Von der DMA-Steuerung 43 wird zur wortweisen Adressierung ein 6 Bit breites Adressenschreibsignal AW geliefert. Letzteres liegt jeweils an einem separaten Adresseneingang des ersten und zweiten Zwischenspeichers 421 und 422 an. Von der DMA-Steuerung 43 wird ein erstes Auswahlsignal Sel_2.1 für Pixelenergiedaten für die zweite Druckspaltenhälfte geliefert und liegt an einem separaten Steuereingang des ersten Zwischenspeichers 421 für Pixeldaten für den zweiten Druckkopf an. Von der DMA-Steuerung 43 wird ein zweites Auswahlsignal Sel_2.2 für Pixelenergiedaten für die zweite Druckspaltenhälfte geliefert und liegt an einem separaten Steuereingang des zweiten Zwischenspeichers 422 für Pixelenergiedaten für die zweite Druckspaltenhälfte an.
Die Druckersteuerung 45 hat Auswertemittel zur Auswertung der via Bus 5 übermittelten Adress-und Steuerungssignale, die hinsichtlich des Vorkommens eines Druckbefehls ausgewertet werden und steht mit der DMA-Steuerung 43 über mindestens eine Steuerleitung in Verbindung.
Ausgelöst durch einen Druckbefehl wird von der Druckersteuerung 45 ein erstes Steuersignal DMA-start an die DMA-Steuerung 43 abgegeben. Daraufhin wird von der DMA-Steuerung 43 ein Anforderungssignal DMAREQ erzeugt und zum Mikroprozessor 6 gesendet. Der Mikroprozessor verfügt über einen internen DMA-controller (nicht gezeigt), der bei einem direkten Speicherzugriff eine bestimmte Adresse an den Pixelenergiespeicher (RAM) 7 anlegt, wodurch ein wortweises Übermitteln von Quadrupeln der Pixelenergiedaten via Bus 5 an die Zwischenspeicher ermöglicht wird. Von der DMA-Steuerung 43 wird dazu ein Adressenschreibsignal AW an die Zwischenspeicher geliefert. Der Mikroprozessor 6 kann via DMA aus dem Pixelenergiespeicher RAM 7 beispielsweise ein 16 Bit breites Datenwort mit Pixeldaten auslesen und zur Druckdatensteuerungseinheit übermitteln. Der Mikroprozessor 6 sendet ein Bestätigungssignal DMAACK an die DMA-Steuerung 43, um die Generierung des Adressenschreibsignals AW in der DMA-Steuerung 43 mit dem DMA-Zyklus des Mikroprozessors 6 zu synchronisieren. Je DMA-Zyklus gelangt ein 16 Bit breites Datenwort mit 4 Quadrupeln an Pixelenergiedaten in einen Zwischenspeicher. Jeder der vier Zwischenspeicher kann nach je 45 DMA-Zyklen insgesamt 180 · 4 Bit zur weiteren Datenaufbereitung bereitstellen. Zur Erzielung einer Druckauflösung von 360 dpi werden je zwei der vier Zwischenspeicher für ein Einspeichern während der DMA-Zyklen benutzt. In der DMA-Steuerung 43 werden Schaltungsmittel zur Abgabe des zweiten Steuersignals DMA-busy und zur Realsierung mindestens eines Zyklenzählers für eine vorbestimmte Anzahl an 16 Bit-Datenwörtern vorgesehen, wobei der Zyklenzähler durch ein DMA-start-Signal gestartet wird.
Beim wortweisen Einspeichern und Auslesen von Pixelenergiedaten für die erste bzw. zweite Druckspaltenhälfte wechseln sich die beiden Zwischenspeicher 411 und 412 bzw. 421 und 422 ab. Anhand der Figur 8 wird später der Ablauf in der DMA-Steuerung 43 noch genauer erläutert.
Ein Schiebetaktsignal SCL der Druckersteuerung 45 ist über eine Steuerleitung mit dem Thermotransferdruckkopf 1 und dem Adressengenerator 44 verbunden. Es ist vorgesehen, dass der Adressengenerator 44 Mittel zur Generierung und Ausgabe von Adressenlesesignalen AR aufweist. Die Druckersteuerung 45 gibt ein Adressengenerator-Startsignal AG-start an den Adressengenerator 44 ab, der mit dem Schiebetaktsignal SCL der Druckersteuerung 45 beaufschlagt wird, um Lese-Adressen AR zu erzeugen, welche ein Auslesen der Quadrupel aus denjenigen Zwischenspeichern ermöglicht, in welche gerade keine Quadrupel geladen und zwischengespeichert werden.
Alternativ kann der Adressengenerator 44 auch mit einem anderen Steuersignal als dem Schiebetaktsignal SCL der Druckersteuerung 45 beaufschlagt werden, um Lese-Adressen AR zu erzeugen. Beispielsweise wird schaltungsintern oder von einem externem Oszillator ein Taktsignal mit einer Frequenz von ca. 20 MHz erzeugt, wobei zur Taktung des Adressengenerators 44 eine LH-Flanke des schaltungsinternen Taktsignals verwendet wird, welche unmittelbar der LH-Flanke des Schiebetaktsignals SCL folgt.
Weitere Steuerleitungen von der Druckersteuerung 45 sind für Steuersignale Latch und Strobe1 sowie Strobe2 vorgesehen und mit den entsprechenden Steuereingängen des Thermotransferdruckkopfes 1 verbunden.
Eine nicht gezeigte erste Phasendatenaufbereitungseinheit 413 weist ebenso wie die gezeigte zweite Phasendatenaufbereitungseinheit 423 zwei parallele Dateneingänge F, K von 4-Bit auf, die mit den Ausgängen der beiden Zwischenspeicher verbunden sind, um einen binär codierten Wert A = A4,A3,A2,A1 bereitzustellen. Beide Phasendatenaufbereitungseinheiten 413, 423 weisen außerdem einen zweiten parallelen Dateneingang von 4-Bit auf für einen binär codierten Wert B = B4,B3,B2,B1 und einen seriellen 1-Bit Datenausgang D auf. Dabei gilt: A = A 4 2 3 + A 3 2 2 + A 2 2 1 + A 1 2 0

Figure imgb0001
sowie B = B 4 2 3 + B 3 2 2 + B 2 2 1 + B 1 2 0 .
Figure imgb0002
FIG. 3 shows a detail of the block diagram according to FIG. 2, with a circuit arrangement for controlling a pixel energy data processing unit. At least the microprocessor 6, the pixel energy storage 7, the non-volatile memory 8 and the read-only memory (FLASH) 9 are connected to the address, data and control via the bus 5. The printer controller 45 is also connected to the microprocessor 6 via the BUS 5. The sensor / motor controller 46 and interrupt controller 47, which are also connected to the printer controller 45, have not been shown in detail in FIG. 3 for the sake of simplicity, but only as dashed lines. The encoder 3 is connected to the printer controller 45 for outputting an encoder signal e. The pixel energy data processing unit 42 shown, as well as the pixel energy data processing unit 41, with the thermal transfer printhead 1, DMA controller 43 for direct memory access (DMA), and circuitry in an address generator 44, printer controller 45, and a phase counter 48 in the manner described below. The pixel energy data processing units 41 and 42 have the same structure and each consist of two latches 411, 412 and 421, 422 and a phase data processing unit 413 and 423. The switching signal SO and the control signal SX are generated by the printer controller 45 and are via control lines to the - not shown - phase data processing unit 413 and connected to the phase data processing unit 423 shown. The switching signal SO is also supplied via the control line to the DMA controller 43. The latter is also connected to the printer controller 45 via control lines for DMA control signals (DMA start and DMA busy), the DMA controller 43 being supplied with the DMA start signal from the printer controller 45 and the DMA controller 43 being the DMA outputs a value of zero to the printer controller 45 to signal that the direct memory access is taking place and the DMA cycles have ended. The DMA controller 43 generates address write signals AW as well as select signals Select-2.1 and Select-2.2 for the shown latches 421 and 422 of the second pixel energy data processing unit 42 and Select-1.1 and Select-1.2 for the latches 411 and 412 of the first pixel energy data processing unit 41, not shown Storing or reading out all quadruples of a pressure column. The quadruples are binary coded pixel energy data of 4 bits each and are provided in the pixel energy storage 7 by print columns. For each print column, 360 x 4 bits = 1440 bits are stored in 90 x 16-bit data words. Although the microprocessor 6 has a 32-bit data bus, a 16-bit memory is used to reduce manufacturing costs. An internal DMA controller of the microprocessor 6 also allows the addressing of 16-bit data words. The latches 411, 412 and 421, 422 are connected to the data bus. The buffering of a print column in the direct memory access (DMA) thus requires that a buffering of each 45 * 16-bit data words is performed in succession in two latches, the latches are selected by the selection signals. The terms "data word" and "wordwise" are to be understood in the following exemplary embodiments always a 16-bit wide data word, unless explicitly the data word width is additionally specified.
The DMA controller 43 has means for generating and outputting selection signals Sel_1.1, Sel_1.2 or Set_2.1, Sel_2.2 depending on from the switching state of the switching signal SO in order to temporarily store the quadruples in the respectively first or respectively second of the two latches 411, 421 or 412, 422. In a transmission of 180 quadruples from the respective one of the two latches to the phase data processing unit 413 or 423, the respective other latches for buffering the quadruples of a subsequent pressure column are successively also selected by the selection signals.
From the DMA controller 43, a 6-bit address write signal AW is supplied for wordwise addressing. The latter is in each case at a separate address input of the first and second latches 421 and 422. From the DMA controller 43, a first select signal Sel_2.1 for pixel energy data for the second print column half is provided and applied to a separate control input of the first pixel data latch 421 for the second printhead. From the DMA controller 43, a second select signal Sel_2.2 for pixel energy data for the second print column half is provided and applied to a separate control input of the second pixel energy data latch 422 for the second print column half.
The printer controller 45 has evaluation means for evaluating the address and control signals transmitted via bus 5, which are evaluated with regard to the occurrence of a print command and communicates with the DMA controller 43 via at least one control line.
Triggered by a print command, the printer controller 45 delivers a first control signal DMA-start to the DMA controller 43. Then, a request signal DMA REQ is generated by the DMA controller 43 and sent to the microprocessor 6. The microprocessor has an internal DMA controller (not shown) which, in the case of a direct memory access, applies a specific address to the pixel energy storage (RAM) 7, thereby enabling a word-by-word transfer of quads of the pixel energy data via bus 5 to the latches. An address write signal AW is supplied to the latches by the DMA controller 43 for this purpose. Of the Microprocessor 6 can read out, for example, a 16-bit-wide data word with pixel data via DMA from pixel energy storage RAM 7 and transmit it to the print data control unit. The microprocessor 6 sends an acknowledgment signal DMA ACK to the DMA controller 43 to synchronize the generation of the address write signal AW in the DMA controller 43 with the DMA cycle of the microprocessor 6. For each DMA cycle, a 16-bit data word with 4 quadruplets of pixel energy data is put into a buffer. Each of the four latches can provide a total of 180 x 4 bits for further data conditioning after every 45 DMA cycles. To achieve a print resolution of 360 dpi, two of the four buffers each are used for storage during the DMA cycles. In the DMA controller 43, circuit means are provided for outputting the second control signal DMA busy and for realizing at least one cycle counter for a predetermined number of 16-bit data words, the cycle counter being started by a DMA start signal.
When wordwise storing and reading of pixel energy data for the first and second printing column half, the two latches 411 and 412 or 421 and 422 alternate. The sequence in the DMA controller 43 will be explained in more detail later with reference to FIG.
A shift clock signal SCL of the printer controller 45 is connected to the thermal transfer printhead 1 and the address generator 44 via a control line. It is provided that the address generator 44 has means for generating and outputting address read signals AR. The printer controller 45 outputs an address generator start signal AG-start to the address generator 44, which is supplied with the shift clock signal SCL of the printer controller 45 to generate read addresses AR, which allows reading the quadruples from those buffers into which no Quadruples are loaded and cached.
Alternatively, the address generator 44 may be supplied with a control signal other than the shift clock signal SCL of the printer controller 45 to generate read addresses AR. For example is generated in-circuit or by an external oscillator, a clock signal having a frequency of about 20 MHz, wherein the clocking of the address generator 44, an LH edge of the circuit-internal clock signal is used, which immediately follows the LH edge of the shift clock signal SCL.
Further control lines from the printer controller 45 are provided for control signals Latch and Strobe1 and Strobe2 and connected to the corresponding control inputs of the thermal transfer print head 1.
A first phase data conditioning unit 413, not shown, has, like the second phase data conditioning unit 423 shown, two parallel data inputs F, K of 4-bit connected to the outputs of the two latches, a binary coded value A = A4, A3, A2, A1 provide. Both phase data conditioning units 413, 423 also have a second parallel data input of 4-bit for a binary coded value B = B4, B3, B2, B1 and a serial 1-bit data output D. Where: A = A 4 2 3 + A 3 2 2 + A 2 2 1 + A 1 2 0
Figure imgb0001
such as B = B 4 2 3 + B 3 2 2 + B 2 2 1 + B 1 2 0 ,
Figure imgb0002

Das Latch- Steuersignal der Druckersteuerung 45 ist mit einem Zähleingang des Phasenzählers 48 verbunden. Der Phasenzähler 48 legt den binär codierten Wert B = B4,B3,B2,B1 an den zweiten 4-Bit parallelen Dateneingang der Phasendatenaufbereitungseinheiten für Pixelenergiedaten an.
Anhand der Figuren 4, 5a und 5b wird später die Funktion der Phasendatenaufbereitungseinheiten noch genauer erläutert.
The latch control signal of the printer controller 45 is connected to a count input of the phase counter 48. The phase counter 48 applies the binary coded value B = B4, B3, B2, B1 to the second 4-bit parallel data input of the phase data processing units for pixel energy data.
The function of the phase data processing units will be explained in more detail later with reference to FIGS. 4, 5a and 5b.

In der Figur 4 ist ein Detail der Schaltungsanordnung nach Fig.3, mit einer Schaltungsanordnung der Pixelenergiedatenaufbereitungseinheit dargestellt. Die ersten und zweiten Zwischenspeicher 421 und 422 für Pixelenergiedaten für die zweite Druckspaltenhälfte sind beispielsweise als Dualport-RAM's 4210 und 4220 realisiert. Letztere werden für das Einlesen der Pixelenergiedaten ausgewählt, indem das von der DMA-Steuerung gelieferte erste bzw. zweite Auswahlsignal Sel_2.1 bzw. Sel_2.2 an einem separaten Steuereingang des jeweils ersten Ports 4211 bzw. 4221 des ersten bzw. zweiten Dualport-RAM's 4210 bzw. 4220 anliegt. Von der DMA-Steuerung 43 werden dabei während der DMA-Zyklen ein erstes und ein zweites Auswahlsignal Sel_2.1 oder Sel_2.2 wechselweise zum wortweisen Einspeichern von Pixelenergiedaten für die zweite Druckspaltenhälfte geliefert. An den jeweiligen ersten Ports 4211 bzw. 4221 liegt ein Adressenschreibsignal AW beim Einlesen von Pixelenergiedaten an. Die für jede Druckbildspalte gewünschte Pixelanzahl erfordert insgesamt 90 Datenworte a 16 Bit in zwei von vier Zwischenspeichern zwischenzuspeichern.
Auf die gleiche - jedoch nicht näher gezeigten - Weise werden wortweise die Pixelenergiedaten für die ersten Druckspaltenhälfte via Bus 5 geliefert und liegen an einem entsprechenden Dateneingang des ersten und zweiten Zwischenspeichers 411 und 412 für Pixeldaten an, die in der ersten Druckspaltenhälfte gedruckt werden. Die - in Figur 2 nicht detailliert gezeigte - erste Pixelenergiedatenaufbereitungseinheit 41 umfasst ebenfalls einen ersten und zweiten Zwischenspeicher 411 und 412, welche jeweils eingangsseitig an die niederwertigen 16 Bit des Datenbusses des Busses 5 angeschlossen sind. Das von der DMA-Steuerung 43 gelieferte Adressenschreibsignal AW liegt ebenfalls jeweils an einem separaten Adresseneingang des ersten und zweiten Zwischenspeichers 411 und 412 für Pixelenergiedaten an, die für die erste Druckspaltenhälfte vorgesehen sind. Von der DMA-Steuerung 43 wird ein erstes Auswahlsignal Sel_1.1 für Pixelenergiedaten für die erste Druckspaltenhälfte geliefert und liegt an einem separaten Steuereingang des ersten Zwischenspeichers 411 für Pixelenergiedaten für die erste Druckspaltenhälfte an. Von der DMA-Steuerung 43 wird ein zweites Auswahlsignal Sel_1.2 für Pixelenergiedaten für die erste Druckspaltenhälfte für eine nachfolgende Druckspalte geliefert und liegt an einem separaten Steuereingang des zweiten Zwischenspeichers 412 für Pixelenergiedaten an, die für die erste Druckspaltenhälfte der nachfolgenden Druckspalte vorgesehen sind. Die zuvor eingelesenen Pixelenergiedaten werden anschließend beispielsweise aus dem ersten bzw. zweiten Dualport-RAM 4210 bzw. 4220 ausgelesen. Dafür wird am zweiten Port 4212 bzw. 4222 ein Adressenlesesignal AR angelegt, welches vom Adressengenerator 44 geliefert wird. Nachfolgend wird beschrieben, wie die ausgelesenen Pixelenergiedaten weiter verarbeitet werden.
Die - in Figur 2 nicht detailliert gezeigte - erste Pixelenergiedatenaufbereitungseinheit 41 für Pixelenergiedaten der ersten Druckspaltenhälfte ist gleich aufgebaut, wie die in der Figur 4 gezeigte zweite Pixelenergiedatenaufbereitungseinheit 42 für Pixelenergiedaten der zweiten Druckspaltenhälfte.
Das vom Adressengenerator 44 gelieferte Adressenlesesignal AR liegt ebenso wieder an einem separaten Adresseneingang des ersten und zweiten Zwischenspeichers 421 und 422 der zweiten Pixelenergiedatenaufbereitungseinheit 42 für Pixelenergiedaten der zweiten Druckspaltenhälfte an. Die parallelen Datenaus-gänge des ersten und zweiten Zwischenspeichers 421 und 422 für Pixelenergiedaten liegen an einem ersten und zweiten Eingang einer zweiten Phasendatenaufbereitungseinheit 423 für Pixelenergiedaten an.
Je eine Hälfte des Druckbildes wird von einer halben Heizelementereihe des Druckkopfes gedruckt. Die interne Druckkopfelektronik für jede Hälfte der Heizelementereihe ist ebenfalls in gleichartiger Weise aufgebaut.
Da die Druckersteuerung 45 Mittel zur Generierung und Ausgabe des Umschaltsignals SO aufweist, welches die Phasendatenaufbereitungseinheit 423 ansteuert, können die Pixelenergiedaten von dem Ausgang des jeweils ersten oder zweiten der beiden Zwischenspeicher 421 und 422 zur weiteren Datenverarbeitung ausgewählt werden. Die Phasendatenaufbereitungseinheit 423 weist eingangsseitig vier Umschalter 4231, 4232, 4233 und 4234 für die parallelen Dateneingänge sowie eine Bewerterlogik 4235 mit einem ausgangsseitigen Umschalter 4236 auf. Die Druckersteuerung 45 steuert über das Umschaltsignal SO die vier eingangsseitigen Umschalter 4231, 4232, 4233 und 4234 und über das Steuersignal SX den ausgangsseitigen Umschalter 4236. Die Umschaltung durch den Umschalter 4231 erfolgt zwischen den Klemmen H1 und K1 auf einen Ausgang P1. Die übrigen Umschalter 4232, 4233 und 4234 sowie 4236 sind vorzugsweise in gleicher Weise aufgebaut. Die Umschalter können zum Beispiel durch logische Gatter realisiert werden.
Alternativ wird ein 4-bit Multiplexer Mux 2 für die eingangsseitigen Umschalter eingesetzt und durch das Umschaltsignal SO gesteuert, welches von der Druckersteuerung 45 ausgegeben wird und ebenfalls an einem Steuereingang der DMA-Steuerung anliegt (Fig.3).
Der Phasenzähler 48 wird von der LH-Flanke des Latch-Signals weitergeschaltet und ist vorzugsweise als Rückwärtszähler aufgebaut und auf einen Zählwert voreingestellt. Der den binären Wert B liefernden parallele Ausgang des Phasenzählers 48 und der den binären Wert A liefernden parallele Ausgang des 4-bit Multiplexers Mux 2 (bzw. alternativ: die Ausgänge der eingangsseitigen Umschalter oder Gatter) sind mit beiden parallelen Dateneingängen der Bewerterlogik 4235 verbunden. Der serielle Ausgang X der Bewerterlogik 4235 ist mit dem ersten Eingang F6 und ein (Masse)-Potential mit dem Wert 'Null' ist mit dem zweiten Eingang K6 des ausgangsseitigen Umschalters 4236 verbunden, der an seinem Ausgang P6 den binären Wert D = '1' abgibt, wenn ein Impuls gedruckt werden soll und das Steuersignal SX = '1' ist. Nach dem Initialisieren des FPGA und beim ersten direkten Speicherzugriff DMA soll noch kein Impuls gedruckt werden und das Steuersignal ist folglich SX = '0'.
Die Ablaufsteuerung der Druckersteuerung wird anhand der Figur 6 nachfolgend noch genauer erläutert.
Die gesamte Druckdatensteuerung kann vorzugsweise mit einer anwendungsspezifischen Schaltung (ASIC) bzw. programmierbaren Logik, wie beispielsweise Spartan-II 2,5V FPGA der Firma XILINX (www.xilinx.com) realisiert werden.
FIG. 4 shows a detail of the circuit arrangement according to FIG. 3, with a circuit arrangement of the pixel energy data processing unit. The first and second buffer memories 421 and 422 for pixel energy data for the second printing column half are, for example realized as dual port RAM's 4210 and 4220. The latter are selected for reading in the pixel energy data by the first or second selection signal Sel_2.1 or Sel_2.2 supplied by the DMA controller at a separate control input of the respectively first ports 4211 and 4221 of the first and second dual port RAMs 4210 or 4220 is present. During the DMA cycles, a first and a second selection signal Sel_2.1 or Sel_2.2 are alternately supplied by the DMA controller 43 for word-wise storage of pixel energy data for the second half of the printing column. At the respective first ports 4211 and 4221 is an address write signal AW when reading pixel energy data. The number of pixels desired for each print image column requires a total of 90 data words to buffer 16 bits in two out of four latches.
In the same manner-but not shown in detail-the pixel energy data for the first print column half is word-delivered via bus 5 and applied to a corresponding data input of the first and second buffer memories 411 and 412 for pixel data printed in the first print column half. The - not shown in detail in Figure 2 - first pixel energy data processing unit 41 also includes a first and second latches 411 and 412, which are each connected on the input side to the low-order 16 bits of the data bus of the bus 5. The address write signal AW supplied from the DMA controller 43 is also applied to each of a separate address input of the first and second buffer memories 411 and 412 for pixel energy data provided for the first print column half. From the DMA controller 43, a first select signal Sel_1.1 for pixel energy data for the first print column half is provided and applied to a separate control input of the first pixel energy data latch 411 for the first print column half. From the DMA controller 43, a second select signal Sel_1.2 for pixel energy data for the first print column half is provided for a subsequent print column and is applied to a separate control input of the second pixel energy data latch 412 which is the first print column half subsequent printing gaps are provided. The previously read pixel energy data are then read out, for example, from the first and second dual port RAM 4210 and 4220, respectively. For this purpose, an address read signal AR, which is supplied by the address generator 44, is applied to the second port 4212 or 4222. The following describes how the readout pixel energy data is further processed.
The first pixel energy data processing unit 41 of the first printing column half (not shown in detail in FIG. 2) has the same structure as the second pixel energy data processing unit 42 of the second printing column half shown in FIG.
Also, the address read signal AR supplied from the address generator 44 is again applied to a separate address input of the first and second latches 421 and 422 of the second pixel energy data processing unit 42 for pixel energy data of the second print column half. The parallel data outputs of the first and second pixel energy data latches 421 and 422 are applied to first and second inputs of a second phase data processing unit 423 for pixel energy data.
One half of the printed image is printed by half of the heating element row of the print head. The internal printhead electronics for each half of the heating element series is also constructed in a similar way.
Since the printer controller 45 has means for generating and outputting the switching signal SO, which drives the phase data processing unit 423, the pixel energy data can be selected from the output of the respective first or second of the two latches 421 and 422 for further data processing. The phase data processing unit 423 has on the input side four switches 4231, 4232, 4233 and 4234 for the parallel data inputs and an evaluator logic 4235 with an output-side switch 4236. The printer controller 45 controls via the switching signal SO, the four input-side switch 4231, 4232, 4233 and 4234 and the control signal SX the output side switch 4236th Die Switching by the switch 4231 takes place between the terminals H1 and K1 to an output P1. The other switches 4232, 4233 and 4234 and 4236 are preferably constructed in the same way. The switches can be realized for example by logic gates.
Alternatively, a 4-bit multiplexer Mux 2 is used for the input-side switch and controlled by the switching signal SO, which is output from the printer controller 45 and also applied to a control input of the DMA controller (Figure 3).
The phase counter 48 is incremented by the LH edge of the latch signal and is preferably constructed as a down counter and preset to a count. The binary output B supplying parallel output of the phase counter 48 and the binary value A supplying parallel output of the 4-bit multiplexer Mux 2 (or alternatively: the outputs of the input side switch or gate) are connected to two parallel data inputs of the evaluation logic 4235. The serial output X of the evaluator logic 4235 is connected to the first input F6 and a (ground) potential having the value 'zero' is connected to the second input K6 of the output side switch 4236, the binary value D = '1 at its output P6 'outputs when a pulse is to be printed and the control signal SX =' 1 '. After the initialization of the FPGA and the first direct memory access DMA no pulse is yet to be printed and the control signal is therefore SX = '0'.
The sequence control of the printer control will be explained in more detail below with reference to FIG.
The entire print data control can preferably be realized with an application specific circuit (ASIC) or programmable logic, such as Spartan II 2.5V FPGA from XILINX ( www.xilinx.com ).

Die Figur 5a zeigt die Logiktabelle einer Bewerterlogik 4235. Die Quadrupel für Werte A der Pixelenergiedaten sind als Zeilen und die Werte B des Phasenzählers sind als Spalten der Tabelle dargestellt worden, in welcher die Zuordnung eines binären Wertes zu entnehmen ist, der am Ausgang X der Bewerterlogik ausgegeben wird. Der binäre Wert '1' kennzeichnet einen Impuls während einer Phase. Damit ist der Tabelle in Figur 5a auch der Beitrag aufeinanderfolgender Phasen zur Impulsdauer für die Ansteuerung der Heizelemente zu entnehmen. Die Daten der Tabelle sind vorzugsweise in einem im FPGA gebildeten Speicher gespeichert. Beispielsweise lässt sich eine solche aus der Tabelle ersichtliche Zuordnung der Quadrupel für Werte A der Pixelenergiedaten und der Werte B des Phasenzählers zum von einer Bewerterlogik ausgegebenen Wert X mit einem (programmierbaren) Festwertspeicher realisieren. In der Tabelle wird zum Beispiel die maximale Anzahl M gleich großer Phasen definiert als M = 10. Aus der Tabelle wird dann für den Wert A = 0 und für alle Werte A der Pixelenergie größer M der Wert X = 0 ausgegeben. Aus der Tabelle wird auch für alle Zählwerte B des Rückwärtszählers größer gleich dem Wert A der Pixelenergie der Wert X = 0 aber für alle Zählwerte B des Rückwärtszählers kleiner dem Wert A der Pixelenergie der Wert X = 1 ausgegeben. Folglich gilt:

  • Bei A > B sei C = 1 und bei A ≤ M sei Y = 1,
  • bei A ≤B sei C = 0 und bei A > M sei Y = 0
  • sowie C · Y = X.
Figure 5a shows the logic table of evaluator logic 4235. The quads for values A of the pixel energy data are shown as rows and the values B of the phase counter are shown as columns of the table in which the assignment of a binary value can be seen, which is output at the output X of the evaluator logic. The binary value '1' denotes a pulse during one phase. Thus, the table in FIG. 5a also shows the contribution of successive phases to the pulse duration for the control of the heating elements. The data of the table are preferably stored in a memory formed in the FPGA. For example, such assignment of the quadruples for values A of the pixel energy data and the values B of the phase counter for the value X output by an evaluator logic with a (programmable) read-only memory can be realized from the table. In the table, for example, the maximum number M of phases of equal size is defined as M = 10. From the table, the value for the value A = 0 and for all values A of the pixel energy greater than M the value X = 0 is output. From the table, the value X = 0 is also output for all count values B of the backward counter greater than or equal to the value A of the pixel energy but the value X = 1 for all count values B of the backward counter smaller than the value A of the pixel energy. Consequently:
  • For A> B let C = 1 and for A ≤ M let Y = 1,
  • for A ≤B let C = 0 and for A> M let Y = 0
  • and C x Y = X.

Alternativ kann auch eine aus logischen Gattern aufgebaute Logik eingesetzt werden, welche die vorgenannten Bedingungen erfüllt. Die Figur 5b zeigt eine Schaltungsanordnung der Bewerterlogik 4235, die aus logischen NAND-Gattern aufgebaut ist. Durch die Gatter G1 bis G4 werden die binar codierten Werte B4, B3, B2, B1 jeweils logisch negiert, was nachfolgend durch das Zeichen N( ) bzw. N[ ] verdeutlicht wird. Die jeweils nachgeschalteten Gatter G9, G5, G11 und G17 verknüpfen die logisch negierten Werte N(B4), N(B3), N(B2), N(B1) mit den Werten A4, A3, A2, A1 nach einer logischen Funktion N[Ai · N(Bj)] mit i = 1, 2, 3, 4 und j = 1, 2, 3, 4. Für alle Werte Ai > Bj ergibt sich am Ausgang der Gatter G9, G5, G11 und G17 ein Wert '0'. Für alle Werte Ai < Bj ergibt sich am Ausgang der Gatter G9, G5, G11 und G17 ein Wert '1'. Die Gatter G5, G6, G7 und G8, die Gatter G11, G12, G13 und G14 sowie die Gatter G17, G18, G19 und G20 sind als Exclusiv-Oder verschaltet und haben für Werte Ai und N(Bj) bei i = j > 2 folglich die Funktion Ai XOR N(Bj). Für A4 = B4 bzw. A3 = B3 ergibt sich am Ausgang der Gatters G20 bzw. G14 ein Wert '1'. Die Schaltungen für die Bewertung der Werte A3, B3 und A4, B4 bilden jeweils eine gleich aufgebaute Stufe und die Schaltungsanordnung der Bewerterlogik 4235 ist durch solche Stufen prinzipiell erweiterbar.
Für A1 = B1 ergibt sich am Ausgang des Gatters G9 ebenfalls ein Wert '1'. Das Gatter G9 hat eine Doppelfunktion und bildet mit dem nachgeschalteten Gatter G10 ein durch das Gatter G8 gesteuertes Tor, welches für Werte A2 = B2 offen ist und den ausgangsseitigen Wert des Gatters G9 an einen Eingang des Gatters G10 anlegt. Eine ebensolche Doppelfunktion haben die Gatter G15 und G21. Bei A4 < B4 ist wegen des vom Ausgang des Gatters G20 abgegebenen Wertes '0' das nachgeordnete vom Gatter G21 gebildete Tor geschlossen. Der Ausgang C des Gatters G22 gibt den Wert '0' ab, weil die vorgenannte Bedingung A > B für die Ausgabe eines Wertes X = 1 nicht gegeben ist. Ein Wert X = 1 wird aber zur Bildung für die Ansteuerung der Heizelemente erforderlichen Impulses benötigt. Für A4 = B4 ergibt sich am Ausgang der Gatters G20 ein Wert '1' und das durch Gatter 20 gesteuerte und die Gatter G21 und G22 gebildete Tor ist offen für den Übertrag aus der vorherigen Stufe, der am Ausgang des Gatters 16 bereitgestellt wird. Der Wert am Ausgang X ist vom Wert des Übertrags zum Ausgang C abhängig. Es gilt: C Y = X

Figure imgb0003
Alternatively, logic built up from logic gates may also be used which satisfies the aforementioned conditions. Figure 5b shows a circuitry of evaluator logic 4235 constructed of NAND logic gates. The gates G1 to G4 logically negate the binary coded values B4, B3, B2, B1, which is subsequently illustrated by the symbol N () or N []. The respective downstream gates G9, G5, G11 and G17 combine the logically negated values N (B4), N (B3), N (B2), N (B1) with the values A4, A3, A2, A1 according to a logical function N. [Ai · N (Bj)] with i = 1, 2, 3, 4 and j = 1, 2, 3, 4. For all values Ai> Bj, a value results at the output of the gates G9, G5, G11 and G17 '0'. For all values Ai <Bj results at the output of the gates G9, G5, G11 and G17 a value '1'. The gates G5, G6, G7 and G8, the gates G11, G12, G13 and G14 and the gates G17, G18, G19 and G20 are connected as exclusive-or and have values Ai and N (Bj) at i = j> 2 thus the function Ai XOR N (Bj). For A4 = B4 or A3 = B3, a value of '1' results at the output of the gates G20 or G14. The circuits for the evaluation of the values A3, B3 and A4, B4 each form an identically constructed stage, and the circuit arrangement of the evaluator logic 4235 is in principle expandable by such stages.
For A1 = B1, a value of '1' also results at the output of the gate G9. The gate G9 has a double function and forms with the downstream gate G10 a gate controlled by the gate G8 which is open for values A2 = B2 and applies the output side value of the gate G9 to an input of the gate G10. The gates G15 and G21 have the same dual function. At A4 <B4, the gate formed by gate G21 is closed due to the value '0' output from the output of gate G20. The output C of the gate G22 outputs the value '0' because the aforementioned condition A> B for the output of a value X = 1 is not given. However, a value X = 1 is needed to form the pulse required for driving the heating elements. For A4 = B4, a value of '1' results at the output of gate G20, and the gate formed by gate 20 and gates G21 and G22 is open for carry from the previous stage provided at the output of gate 16. The value at the output X depends on the value of the carry to the output C. The following applies: C Y = X
Figure imgb0003

Der Schaltungsteil mit den Gattern G1 bis G21 gibt am Ausgang C für alle Zählwerte B des Rückwärtszählers, die kleiner als der Wert A der Pixelenergie sind, den Wert C = 1 aus.
Der Schaltungsteil mit den Gattern G23 bis G32 gibt am Ausgang Y für alle Werte A der Pixelenergie größer gleich M den Wert X = 0 aus. Beim Einsatz eines 16 bit Rückwärtszählers als Phasenzähler 28 wird aus den binaren Werten A4, A3, A2, A1 mittels des Gatters G30 der Wert A = 11, mittels des Gatters G29 der Wert A = 12, mittels des Gatters G28 der Wert A = 13, mittels des Gatters G27 der Wert A = 14 und mittels des Gatters G26 der Wert A = 15 bestimmt, indem der jeweilige NAND-Gatter-Ausgang den Wert = 0 annimmt. Die Verschaltung der NAND-Gatter 26 bis 31 bilden logisch ein Oder-Glied, welches am Ausgang den Wert = 1 annimmt, wenn die Bedingungen zutrifft, dass die Energiewerte A ≥ M = 10 übertragen wurden. Durch Negation des Ausgangswertes des Gatters G31 mittels des Gatters G32 wird eine NOR-Funktion und damit der Wert Y = 0 erreicht. Dabei gilt: Y = Q 26 Q 27 Q 28 Q 29 Q 30

Figure imgb0004
mit Q 26 = N [ A 4 A 3 A 2 A 1 ]
Figure imgb0005
am Ausgang des Gatters G26, Q 27 = N [ A 4 A 3 A 2 N ( A 1 ) ]
Figure imgb0006
am Ausgang des Gatters G27, Q 28 = N [ A 4 A 3 N ( A 2 ) A 1 ]
Figure imgb0007
am Ausgang des Gatters G28, Q 29 = N [ A 4 N ( A 3 ) N ( A 2 ) A 1 ]
Figure imgb0008
am Ausgang des Gatters G29, Q 30 = N [ A 4 N ( A 3 ) A 2 A 1 ]
Figure imgb0009
am Ausgang des Gatters G30.The circuit part with the gates G1 to G21 outputs the value C = 1 at the output C for all count values B of the backward counter, which are smaller than the value A of the pixel energy.
The circuit part with the gates G23 to G32 outputs the value X = 0 at the output Y for all values A of the pixel energy greater than or equal to M. When using a 16 bit backward counter as a phase counter 28 is from the binary values A4, A3, A2, A1 by means of the gate G30 the value A = 11, by means of the gate G29 the value A = 12, by means of the gate G28 the value A = 13, by means of the gate G27 the value A = 14 and by of the gate G26, the value A = 15 determined by the respective NAND gate output assumes the value = 0. The interconnection of the NAND gates 26 to 31 form logically an OR gate which assumes the value = 1 at the output if the conditions apply that the energy values A ≥ M = 10 were transmitted. By negating the output value of the gate G31 by means of the gate G32, a NOR function and thus the value Y = 0 is achieved. Where: Y = Q 26 Q 27 Q 28 Q 29 Q 30
Figure imgb0004
With Q 26 = N [ A 4 A 3 A 2 A 1 ]
Figure imgb0005
at the exit of the gate G26, Q 27 = N [ A 4 A 3 A 2 N ( A 1 ) ]
Figure imgb0006
at the exit of the gate G27, Q 28 = N [ A 4 A 3 N ( A 2 ) A 1 ]
Figure imgb0007
at the exit of the gate G28, Q 29 = N [ A 4 N ( A 3 ) N ( A 2 ) A 1 ]
Figure imgb0008
at the exit of the gate G29, Q 30 = N [ A 4 N ( A 3 ) A 2 A 1 ]
Figure imgb0009
at the output of the gate G30.

Auch die Funktion Y ist prinzipiell mit weiteren Gattern für eine weitere Stelle der binär codierten Zahl für Pixelenergiedaten erweiterbar. Der gezeigte Aufbau mittels NAND-Gattern dient nur als ein Ausführungsbeispiel und soll einen Aufbau mit NOR oder anderen logischen Gattern nicht ausschließen.The function Y can in principle also be extended with further gates for a further digit of the binary coded number for pixel energy data. The construction by means of NAND gates shown serves only as an embodiment and is not intended to preclude a structure with NOR or other logic gates.

Die Figur 6 zeigt einen Flußplan zur Ablaufsteuerung der Druckersteuerung. Nach dem Einschalten und Start im Schritt 101 wird ein Schritt 102 erreicht und in der Routine 100 der Ablaufsteuerung werden alle Auswahlsignale Sel_1.1, Sel_1.2, Sel_2.1, Set_2.2 auf den Wert 'Null' gesetzt. In einem ersten Abfrageschritt 103 wird nun ein via Bus übermitteltes Datenwort hinsichtlich des Auftretens eines Befehls zum Druckstart ausgewertet. Ist der letztere noch nicht erteilt worden, dann wird in eine Warteschleife verzweigt. Andererseits wird nach dem Druckstart in einem Schritt 104 ein Setzen des Spaltenzählwertes V auf den Wert 'Null'. Das Umschaltsignal SO wird auf den Wert 'Eins' gesetzt und ausgegeben. In einem zweiten Abfrageschritt 105 wird nun das Encodersignal e hinsichtlich des Auftretens einer LH-Flanke ausgewertet. Ist die letztere noch nicht aufgetreten, dann wird in eine Warteschleife verzweigt. Andererseits wird in einem Schritt 106 ein Signal DMA-Start ausgegeben und eine Subroutine 300 gestartet, welche bestimmte Auswahlsignale Sel_1.1, Sel_1.2, Sel_2.1 oder Sel_2.2 auf den Wert 'Eins' setzt, um die binären Pixelenergiedaten vom RAM 7 in die Zwischenspeicher der Pixeldatenaufbereitungseinheiten 41 und 42 zu übernehmen, was anhand der Figur 8 später noch genauer erläutet wird.
In einem Schritt 107 wird von der Druckersteuerung ein Steuersignal SX ausgegeben und eine Subroutine zur Generierung und Ausgabe von 180 Schiebetakten SCL gestartet. In einem dritten Abfrageschritt 108 wird nun das DMA-busy-Signal hinsichtlich dessen ausgewertet, ob es auf den Wert 'Null' gesetzt worden ist. Ist das letztere noch nicht der Fall, dann wird in eine Warteschleife verzweigt. Ist jedoch das DMA-busy-Signal auf den Wert 'Null' gesetzt worden, dann wird ein vierter Abfrageschritt 109 erreicht, in welchem das Encodersignal hinsichtlich des Auftretens einer LH-Flanke ausgewertet wird. Ist die letztere noch nicht aufgetreten, dann wird in eine Warteschleife verzweigt. Andererseits wird in einem Schritt 110 das Umschaltsignal SO logisch negiert, das Steuersignal SX := 1 gesetzt und ausgegeben. Anschließend wird im Schritt 111 ein DMA-Start-Signal ausgegeben und die DMA-Steuerung aktiviert, zum erneuten Starten der vorgenannten Subroutine 300 (Fig. 8). Zur Subroutine 300 können parallel zueinander weitere Subroutinen im FPGA ablaufen. Nun wird im Schritt 112 eine Spaltendruck-Subroutine 500 gestartet (Fig.7). Wenn die Spaltendruck-Subroutine 500 fertig ist, wird ein Signal Column-busy = 0 ausgegeben. In einem fünften Abfrageschritt 113 wird abgefragt, ob ein Signal Column-busy = 0 ausgegeben und ob das DMA-busy-Signal auf den Wert 'Null' gesetzt worden ist. Ist das erstere oder letztere noch nicht der Fall, dann wird in eine Warteschleife verzweigt. Anderenfalls wird ein Schritt 114 erreicht, in welchem der Spaltenzählwert beim Auftreten der LH-Flanke des Encodertaktes inkrementiert V:= V + 1 wird.
FIG. 6 shows a flow chart for the flow control of the printer controller. After switching on and starting in step 101, a step 102 is reached and in routine 100 of the sequence control all selection signals Sel_1.1, Sel_1.2, Sel_2.1, Set_2.2 are set to the value 'zero'. In a first query step 103, a data word transmitted via the bus is evaluated with regard to the occurrence of a command for printing start. If the latter has not yet been issued, then it branches into a waiting loop. On the other hand, after the Start printing in a step 104 setting the column count V to the value 'zero'. The switching signal SO is set to the value 'one' and output. In a second interrogation step 105, the encoder signal e is now evaluated with regard to the occurrence of an LH edge. If the latter has not yet occurred, a branch is made to a waiting loop. On the other hand, in a step 106, a signal DMA start is output and a subroutine 300 is started, which sets certain selection signals Sel_1.1, Sel_1.2, Sel_2.1 or Sel_2.2 to the value 'one' to the binary pixel energy data from the RAM 7 in the latches of the pixel data processing units 41 and 42, which will be explained in more detail later with reference to FIG.
In a step 107, a control signal SX is output by the printer controller and a subroutine for generating and outputting 180 shift clocks SCL is started. In a third interrogation step 108, the DMA-busy signal is now evaluated as to whether it has been set to the value 'zero'. If the latter is not yet the case, then it branches into a waiting loop. However, if the DMA-busy signal has been set to the value 'zero', then a fourth interrogation step 109 is reached, in which the encoder signal is evaluated with regard to the occurrence of an LH edge. If the latter has not yet occurred, a branch is made to a waiting loop. On the other hand, in a step 110, the switching signal SO is logically negated, the control signal SX: = 1 is set and output. Subsequently, in step 111, a DMA start signal is output and DMA control is enabled to restart the aforementioned subroutine 300 (FIG. 8). For subroutine 300, further subroutines in the FPGA can run parallel to one another. Now, in step 112, a column pressure subroutine 500 is started (Fig. 7). When the column pressure subroutine 500 is finished, a column-busy signal = 0 is output. In a fifth query step 113, a query is made as to whether a signal Column busy = 0 has been output and whether the DMA busy signal has been set to the value 'Zero'. If the former or the latter is still not the case, then a branch is made in a waiting loop. Otherwise, a step 114 is reached in which the column count is incremented at the occurrence of the LH edge of the encoder clock V: = V + 1.

In einem sechsten Abfrageschritt 115 wird ausgewertet, ob der Spaltenzählwert V einen Grenzwert U erreicht hat. Wenn ein vorgegebener Grenzwert U erreicht ist wird, wird das Drucken des Druckbildes, vorzugsweise eines Frankierabdruckes, beendet. Ist das noch nicht der Fall, dann wird auf den vierten Abfrageschritt 109 verzweigt. Anderenfalls wird auf den ersten Abfrageschritt 103 verzweigt und die Routine beginnt erneut, sobald im ersten Abfrageschritt 103 ein Druckstartbefehl festgestellt wird.In a sixth query step 115, it is evaluated whether the column count value V has reached a limit value U. When a predetermined limit value U is reached, the printing of the printed image, preferably a franking imprint, is ended. If this is not the case, then the fourth query step 109 is branched. Otherwise, the first interrogation step 103 is branched and the routine starts again as soon as a print start command is detected in the first interrogation step 103.

In der Figur 7 wird ein Flußplan der Druckroutine für eine Druckspalte dargestellt. Letztere wird als Spaltendruck-Subroutine 500 im Verlauf der Routine 100 der Ablaufsteuerung aufgerufen, um alle Pixeldaten einer Spalte in die Schieberegister des Thermotransferdruckkopfes seriell einzuschreiben und Latch-Impulse zu erzeugen.
Nach dem Start im Schritt 501 wird ein Schritt 502 erreicht, in welchen ein Signal Column-busy := 1 gesetzt und ein Latch-Impuls generiert wird. Das bewirkt eine Übergabe von Pixeldaten zunächst beispielsweise mit dem Wert 'Null' der beim Steuersignal SX := O in das jeweilige Schieberegister 11, 12 des Thermotransfer-druckkopfes 1 geladen worden ist, in dessen jeweilige Latcheinheit 12, 22 und ein Bereitstellen für dessen jeweilige Treibereinheit 13, 23. Dann werden im Schritt 503 die Druck-Signale Strobe1 := 0 und Strobe2 := 0 generiert und an die Treibereinheiten 13, 23 ausgegeben.
Anschließend wird im Schritt 504 der Pasenzähler 48 auf den Wert M - 1, d.h. Phase_counter := ""1001" voreingestellt. Im Schritt 505 wird von der Druckersteuerung 45 das Adressengeneratorstartsignal AG-start zum Starten der Subroutine 400 ausgegeben. Die Details der Adressengenerierung werden nachfolgend anhand der Figur 9 näher erläutert. Dann wird im nächsten Schritt 506 ein Phasenlängenzähler bzw. eine Subroutine 200 zur Phasenlängengenerierung gestartet. Der Phasenlängenzähler ist beispielsweise als voreinstellbarer Rückwärtszähler ausgebildet. Die Details der Subroutine 200 zur Phasenlängengenerierung werden nachfolgend anhand der Figur 10 näher erläutert.
FIG. 7 shows a flow chart of the pressure column for a pressure column. The latter is called as a column pressure subroutine 500 in the course of routine 100 of the scheduler to serially write all pixel data of a column into the shift registers of the thermal transfer printhead and generate latch pulses.
After the start in step 501, a step 502 is reached in which a signal Column-busy: = 1 is set and a latch pulse is generated. This causes a transfer of pixel data initially, for example, with the value 'zero' in the control signal SX: = O has been loaded into the respective shift register 11, 12 of the thermal transfer printhead 1, in its respective latch unit 12, 22 and providing its respective Driver unit 13, 23. Then, in step 503, the pressure signals Strobe1: = 0 and Strobe2: = 0 are generated and output to the driver units 13, 23.
Subsequently, in step 504, the pasal counter 48 is preset to the value M-1, ie, phase_counter: = "" 1001. "In step 505, the printer controller 45 outputs the address generator start signal AG-start to start the subroutine 400. The details of the address generation 9, a phase length counter or a subroutine 200 for phase length generation is then started in the next step 506. The phase length counter is embodied, for example, as a presettable downwards counter The details of the subroutine 200 for phase length generation are explained in more detail below with reference to FIG.

Dann erfolgt im nächsten Schritt 507 eine Generierung und Ausgabe von 180 Schiebetaktimpulsen SCL von der Druckersteuerung 45. Der Schiebetakt SCL wird generiert, um via der seriellen Datenausgabe D alle Pixeldaten für die Reihe an Heizelementen zum Schieberegister weiterzuschieben. Anschließend wird im Abfrageschritt 508 der Phasenlängenzähler abgefragt, ob dessen Wert PLC = 0 ist. Ist das nicht der Fall, dann wird auf den Beginn des Schrittes 508 zurückverzweigt. Anderenfalls wird im Schritt 509 ein Latch-Impuls generiert. Die Ansteuerung der Heizelemente bleibt durch beide STROBEx-Signale strobe1 := 0 und strobe2 := 0 bis zum Ende der letzten Phase freigegeben. Während einer jeden Phase werden die Druckdaten für die nächste Phase in die Schieberegister des Druckkopfes geschoben und im Schritt 509, d.h. zu Beginn der nächsten Phase durch einen LATCH-Impuls in die jeweilige Latcheinheit 12, 22 übernommen.
Anschließend wird im Schritt 510 der Phasenzähler 48 um den Wert '1' dekrementiert, wobei für dessen Zählwert gilt: Phase_counter : = Phase_counter 1.

Figure imgb0010
Then, in the next step 507, generation and output of 180 shift clock pulses SCL from the printer controller 45 are performed. The shift clock SCL is generated to advance, via the serial data output D, all the pixel data for the row of heaters to the shift register. Subsequently, in the interrogation step 508, the phase length counter is queried as to whether its value PLC = 0. If this is not the case, then branching back to the beginning of step 508. Otherwise, a latch pulse is generated in step 509. The control of the heating elements remains enabled by both STROBEx signals strobe1: = 0 and strobe2: = 0 until the end of the last phase. During each phase, the print data for the next phase are pushed into the shift register of the printhead and in step 509, ie at the beginning of the next phase by a LATCH pulse in the respective latch unit 12, 22 taken.
Subsequently, in step 510, the phase counter 48 is decremented by the value '1', the following being valid for its count value: Phase_counter : = Phase_counter - 1.
Figure imgb0010

Im nächsten Abfrageschritt 511 wird der Zählwert des Phasenzählers 48 abgefragt und geprüft, ob bereits der Wert Phase_counter = "1111" erreicht ist, welcher bei einer Rückwärtszählung dem Wert Phase_counter = "0000" nachfolgt. Ist der Wert Phase_counter = "1111" noch nicht erreicht, dann wird auf den Beginn des Schrittes 505 zum Start der Subroutine 400 zurückverzweigt. Anderenfalls wird ein Schritt 512 erreicht, in welchem die Signale Strobe1 := 1 und Strobe2 := 1 generiert und an die Treibereinheiten 13, 23 ausgegeben werden, um das Drucken der Druckspalte zu beenden. Das Beenden wird durch ein Signal Column-busy := 0 im Schritt 513 der Druckersteuerung signalisiert. Danach erfolgt ein Stop der Subroutine 500 im Schritt 514.In the next query step 511, the count of the phase counter 48 is queried and checked whether the value Phase_counter = "1111" has already been reached, which follows the value Phase_counter = "0000" in a countdown. If the value Phase_counter = "1111" has not yet been reached, then the start of subroutine 400 is branched back to the beginning of step 505. Otherwise, a step 512 is reached, in which the signals Strobe1: = 1 and Strobe2: = 1 are generated and output to the driver units 13, 23 in order to terminate the printing of the printing column. The termination is signaled by a signal Column busy: = 0 in step 513 of the printer control. Thereafter, a stop of the subroutine 500 is made in step 514.

In der Figur 8 ist ein Flußplan zur DMA-Steuerung dargestellt. Eine solche Subroutine 300 wird aufgerufen, wenn von der Druckersteuerung 45 ein DMA-Startsignal an die DMA-Steuerung 43 ausgegeben wird (Schritt 301). In einem Schritt 302 der Subroutine 300 wird ein Wortzählwert W auf den Wert 'Null' gesetzt. Ein DMA-busy-Signal wird auf den Wert 'Eins' gesetzt und zur Druckersteuerung 45 übermittelt. In einem weiteren Schritt 303 der Subroutine 300 wird ein DMA-Anforderungssignal DMAREQ mit einem Wert 'Null' an den Mikroprozessor 6 übermittelt. Letzterer übermittelt ein Quittungssignal DMAACK an die DMA-Steuerung 43. In einem ersten Abfrageschritt 304 der Subroutine 300 wird beim Nichtempfangen des Quittungssignals DMAACK mit einem Wert 'Null' in eine Warteschleife verzweigt. Vom ersten Abfrageschritt 304 der Subroutine 300 wird beim Empfangen des Quittungssignals DMAACK mit einem Wert 'Null' zu einem zweiten Abfrageschritt 305 weitergesprungen, wobei der Zustand des Umschaltsignals SO ermittelt wird. Hat das Umschaltsignal SO den Zustand gleich Eins, dann wird zu einem dritten Abfrageschritt 306 verzweigt. Anderenfalls hat das Umschaltsignal SO den Zustand gleich 'Null' und es wird zu einem vierten Abfrageschritt 309 verzweigt. Im dritten Abfrageschritt 306 wird geprüft, ob der Wortzähler einen Wert W kleiner als fünfundvierzig aufweist. Für diesen Fall (W < 45) wird auf einen Schritt 307 verzweigt. Im Schritt 307 wird das erste Auswahlsignal Sel_1.1. für die erste Pixelenergiedatenaufbereitungseinheit 41 der ersten Druckspaltenhälfte auf den Wert 'Eins' umgeschaltet und das Adressenschreibsignal AW erhält den aktuellen Wert W des Wortzählers. Im nachfolgenden Schritt 312 werden die Pixeldaten in einen so ausgewählten Zwischenspeicher der Pixelenergie-datenaufbereitungseinheiten 41, 42 übernommen. Anschließend werden im Schritt 313 alle Auswahlsignale auf den Wert 'Null' umgeschaltet und ein DMA-Anforderungssignal DMAREQ mit einem Wert 'Eins' an den Mikroprozessor 6 übermittelt.
Dann wird im Schritt 314 der Wortzählwert W mit dem Wert 'Eins' inkrementiert. In einem anschließenden Abfrageschritt 315 wird geprüft, ob der Wortzähler einen Wert W kleiner als neunzig aufweist. Für diesen Fall, in welchem der Wortzähler einen Wert W < 90 aufweist, wird auf einen Schritt 303 zurückverzweigt. Anderenfalls wird auf einen Schritt 316 verzweigt, um ein Signal DMA-busy mit dem Wert 'Null' auszugeben, bevor das Ende (Schritt 317) der Subroutine 300 erreicht ist.
FIG. 8 shows a flow chart for DMA control. Such a subroutine 300 is called when a DMA start signal is output from the printer controller 45 to the DMA controller 43 (step 301). In a step 302 of the subroutine 300, a word count W is set to the Value 'zero' set. A DMA-busy signal is set to the value 'one' and transmitted to the printer controller 45. In a further step 303 of the subroutine 300, a DMA request signal DMA REQ having a value 'zero' is transmitted to the microprocessor 6. The latter transmits an acknowledgment signal DMA ACK to the DMA controller 43. In a first interrogation step 304 of the subroutine 300, a non-receipt of the acknowledgment signal DMA ACK branches to a waiting loop with a value 'zero'. From the first interrogation step 304 of the subroutine 300, on receipt of the acknowledgment signal DMA ACK , a value 'zero' is jumped to a second interrogation step 305, the state of the switching signal SO being determined. If the switching signal SO has the state equal to one, then a branch is made to a third interrogation step 306. Otherwise, the switching signal SO has the state equal to 'zero' and a branch is made to a fourth interrogation step 309. In the third interrogation step 306, it is checked whether the word counter has a value W less than forty-five. For this case (W <45), a branch is made to a step 307. In step 307, the first selection signal Sel_1.1. for the first pixel energy data processing unit 41 of the first printing column half is switched to the value 'one' and the address writing signal AW receives the current value W of the word counter. In the subsequent step 312, the pixel data are taken over into a buffer of the pixel energy data processing units 41, 42 selected in this way. Subsequently, in step 313, all selection signals are switched to the value 'zero' and a DMA request signal DMA REQ with a value 'one' is transmitted to the microprocessor 6.
Then, in step 314, the word count W is incremented with the value 'one'. In a subsequent query step 315, it is checked whether the word counter has a value W smaller than ninety. For this case, in which the word counter has a value W <90, a branch back to a step 303. Otherwise, a branch is made to a step 316 to output a signal DMA busy having the value 'zero' before the end (step 317) of the subroutine 300 is reached.

Anderenfalls, wenn also im dritten Abfrageschritt 306 festgestellt wird, dass der Wortzählwert W nicht kleiner als fünfundvierzig ist, dann wird auf einen Schritt 308 verzweigt, in welchem das erste Auswahlsignal Sel_2.1. für die zweite Pixelenergiedatenaufbereitungseinheit 42 für die Pixelenergiedaten der nachfolgenden zweiten Druckspaltenhälfte auf den Wert 'Eins' umgeschaltet wird und das Adressenschreibsignal AW den um den Wert 'fünfundvierzig' veminderten aktuellen Wert W des Wortzählers erhält. Im nachfolgenden Schritt 312 werden die Pixeldaten wieder in den so ausgewählten Zwischenspeicher übernommen.
Im vorgenannten vierten Abfrageschritt 309 wird ebenfalls geprüft, ob der Wortzähler den Wert W < 45 aufweist, und zwar dann, wenn zuvor im Abfrageschritt 305 festgestellt wurde, das Umschaltsignal SO den Zustand gleich Eins nicht aufweist. Wenn der Wortzähler den Wert W < 45 aufweist, dann wird im Schritt 310 das zweite Auswahlsignal Sel_1.2. für die erste Pixelenergiedatenaufbereitungseinheit 41 für die Pixelenergiedaten der ersten Druckspaltenhälfte einer nachfolgenden Druckspalte auf den Wert Eins' umgeschaltet und das Adressenschreibsignal AW erhält den aktuellen Wert W des Wortzählers. Im nachfolgenden Schritt 312 werden die Pixeldaten wieder in den so ausgewählten Zwischenspeicher übernommen.
Anderenfalls, wenn der Wortzähler den Wert W < 45 nicht aufweist, wird vom vierten Abfrageschritt 309 auf einen Schritt 311 verzweigt, in welchem das zweite Auswahlsignal Sel_2.2 für die zweite Pixelenergiedaten-aufbereitungseinheit 42 für die Pixelenergiedaten der nachfolgenden zweiten Druckspaltenhälfte einer nachfolgenden Druckspalte auf den Wert 'Eins' umgeschaltet wird und das Adressenschreibsignal AW den um den Wert 'fünfundvierzig' veminderten aktuellen Wert W des Wortzählers erhält. Im nachfolgenden Schritt 312 werden die Pixeldaten wieder in den so ausgewählten Zwischenspeicher übernommen.
Otherwise, if it is determined in the third interrogation step 306 that the word count value W is not less than forty-five, then a branch is made to a step 308, in which the first selection signal Sel_2.1. is changed to the value 'one' for the second pixel energy data processing unit 42 for the pixel energy data of the subsequent second printing column half, and the address write signal AW receives the current value W of the word counter which is reduced by the value 'forty five'. In the subsequent step 312, the pixel data are taken over again in the buffer selected in this way.
In the aforementioned fourth interrogation step 309, it is also checked whether the word counter has the value W <45, namely, if it was previously determined in the interrogation step 305, the switching signal SO does not have the state equal to one. If the word counter has the value W <45, then in step 310, the second selection signal Sel_1.2. for the first pixel energy data processing unit 41 for the pixel energy data of the first printing column half of a subsequent printing column is switched to the value of one 'and the address writing signal AW receives the current value W of the word counter. In the subsequent step 312, the pixel data are taken over again in the buffer selected in this way.
Otherwise, if the word counter does not have the value W <45, the fourth query step 309 branches to a step 311 in which the second selection signal Sel_2.2 for the second pixel energy data processing unit 42 of the pixel energy data of the subsequent second print column half of a subsequent print column the value 'one' is switched over and the address write signal AW receives the value W of the word counter which is reduced by the value 'forty-five'. In the subsequent step 312, the pixel data are taken over again in the buffer selected in this way.

Die Figur 9 zeigt einen Flußplan zur Adressengenerierung. Die Adressen von gespeicherten binären Pixelenerigiedaten beginnen mit der Startadresse Null, die auf folgende Weise für das Adressenlesesignal AR generiert wird. Nach dem Start im Schritt 401 des Adressengenerators 44 wird im Schritt 402 ein Anfangswert aufgerufen, A := 0 für einen Zähler des Adressenlesesignals AR. Im nachfolgenden Schritt 403 erfolgt die Ausgabe des Adressenlesesignals AR an die Zwischenspeicher zu deren Adressierung. Im ersten Abfrageschritt 404 wird gefragt, ob eine HL-Flanke des Schiebetaktsignals SCL an die Schieberegister 11, 21 abgegeben wurde. Ist dies nicht der Fall, dann wird in eine Warteschleife auf den Beginn des Abfrageschrittes 404 zurückverzweigt. Ist das der Fall, dann wird der Abfrageschrittes 405 ausgeführt, in welche geprüft wird, ob ein Wert des Adressenlesesignals AR = 180 erreicht wurde. Ist dies nicht der Fall, dann wird über einen Schritt 406 auf den Beginn des Schrittes 403 zur Ausgabe des Adressenlesesignals AR zurückverzweigt, welches im Schritt 406 um den Wert 'Eins' inkrementiert wurde. Anderenfalls wird auf den Schritt 407 verzweigt, um einen Stop der Subroutine 400 zu bewirken.Figure 9 shows a flow chart for address generation. The addresses of stored binary pixel data begin with the start address zero, which is the following for the address read signal AR is generated. After the start in step 401 of the address generator 44, an initial value is called in step 402, A: = 0 for a counter of the address read signal AR. In the subsequent step 403, the output of the address read signal AR to the latches takes place for their addressing. In the first query step 404, it is asked whether a HL edge of the shift clock signal SCL has been output to the shift registers 11, 21. If this is not the case, then a queue is branched back to the beginning of the query step 404. If so, then the query step 405 is executed, in which it is checked whether a value of the address read signal AR = 180 has been reached. If this is not the case, it is branched back via a step 406 to the beginning of step 403 for the output of the address read signal AR, which was incremented by the value 'one' in step 406. Otherwise, a branch is made to step 407 to cause the subroutine 400 to stop.

In der Figur 10 wird ein Flußplan zur Phasenlängengenerierung gezeigt. Die Druckersteuerung 45 weist beispielsweise einen auf einen Wert PL voreinstellbaren Rückwärtszähler auf, der eine gleiche Zeitdauer für jede Phase beim Drucken von Dot's einer Spalte bewirkt. Der Rückwärtszähler arbeitet nach der Subroutine 200 und wird im Schritt 201 gestartet. Der Rückwärtszähler wird im Schritt 202 auf einen Zahlwert PLC := PL gesetzt. Der Phasenlänge genannte Wert PL wird von einem Register der Druckersteuerung 45 zur Verfügung gestellt. Der Registerwert wird vom Mikroprozessor 6 eingeschrieben und bei Parameteränderungen entsprechend geändert.
Die Druckersteuerung 45 ist vorzugsweise Bestandteil eines FPGA's, welches einen internen Taktgenerator aufweist oder ein externes Taktsignal benutz, der ein Signal FPGA_CLK mit hoher Frequenz zum Beispiel 20 MHz erzeugt. Wird vom Rückwärtszähler im nachfolgenden ersten Abfrageschritt 203 eine LH-Flanke des Signals FPGA_CLK festgestellt, dann wird im Schritt 204 der Zahlwert PLC um den Wert 'Eins' dekrementiert. Anderenfalls wird auf den Beginn des ersten Abfrageschrittes 203 in eine Warteschleife zurückverzweigt, um auf eine eine LH-Flanke zu warten. Nach dem Dekrementieren im Schritt 204 wird ein weiterer Abfrageschritt 205 erreicht, in welchen der Zählstand PLC = 0 abgefragt wird. Auf den Beginn des ersten Abfrageschrittes 203 wird zurückverzweigt, wenn der Zählstand PLC noch nicht den Wert 'Null'erreicht hat. Anderenfalls wird die Subroutine 200 im Schritt 206 gestopt.
FIG. 10 shows a flow chart for phase length generation. The printer controller 45 has, for example, a down-counter that can be preset to a value PL, which causes an equal time duration for each phase when printing dot's of a column. The backward counter operates on subroutine 200 and is started in step 201. The backward counter is set to a numerical value PLC: = PL in step 202. The value PL of the phase length is provided by a register of the printer controller 45. The register value is written by the microprocessor 6 and changed accordingly when parameter changes.
The printer controller 45 is preferably part of an FPGA which has an internal clock generator or uses an external clock signal which generates a high frequency signal FPGA_CLK, for example 20 MHz. If an LH edge of the signal FPGA_CLK is detected by the backward counter in the subsequent first interrogation step 203, then in step 204 the number value PLC is decremented by the value 'one'. Otherwise, the beginning of the first interrogation step 203 is branched back into a waiting loop in order to switch to a to wait an LH flank. After decrementing in step 204, a further interrogation step 205 is reached in which the count value PLC = 0 is interrogated. The beginning of the first interrogation step 203 is branched back if the count value PLC has not yet reached the value 'zero'. Otherwise, the subroutine 200 is disabled in step 206.

Die Erfindung ist sowohl für einen einzigen Thermotransferdruckkopf mit zwei Schieberegistern, die Pixeldaten für jeweils eine Hälfte einer Reihe an Heizelementen bereitstellen, als auch mehrerer solcher Thermotransferdruckköpfe mit orthogonaler Ausrichtung zur Transportrichtung des Druckgutes anwendbar. Dafür sind mehrere Pixeldatenaufbereitungseinheiten und die spezielle Steuerung 43, 44, 45 und 48 erforderlich.The invention is applicable to both a single thermal transfer printhead having two shift registers which provide pixel data for one-half of a row of heaters, as well as a plurality of such orthogonal-aligned thermal transfer printheads to the transport direction of the print material. This requires several pixel data conditioning units and the special controller 43, 44, 45 and 48.

In einer Ausführungvariante mit nur einem einzigen Schieberegister im Thermotransferdruckkopf für eine unaufgeteilte Reihe an 360 Heizelementen sind natürlich nur eine einzige Pixeldatenaufbereitungseinheit 42 und die spezielle Steuerung 43, 44, 45 und 48 erforderlich.Of course, in an embodiment with only a single shift register in the thermal transfer printhead for an undivided array of 360 heaters, only a single pixel data processing unit 42 and special controller 43, 44, 45 and 48 are required.

Von allen Ausführungsformen unabhängig kann in vorteilhafter Weise die Anordnung von Pixelenergiedaten im Pixelenergiespeicher RAM 7 so organisiert werden, dass eine Änderung von Bildelementen leicht bzw. unaufwendig möglich ist. Die Druckdatensteuerung zur Pixeldatenaufbereitung während des Druckens mit einem Druckkopf ermöglicht somit auch eine höhere Flexibilität hinsichtlich der Anforderungen unterschiedlicher nationaler Postbehörden an ein druckendes Postverarbeitungsgerät.Independently of all embodiments, the arrangement of pixel energy data in the pixel energy storage RAM 7 can advantageously be organized such that a change of picture elements is easily possible. The print data control for pixel data processing during printing with a printhead thus also enables a higher flexibility with regard to the requirements of different national postal authorities to a printing mail processing device.

Die Erfindung ist nicht auf die vorliegenden Ausführungsform beschränkt. So können offensichtlich weitere andere Ausführungen der Erfindung entwickelt bzw. eingesetzt werden, die vom gleichen Grundgedanken der Erfindung ausgehen und von den anliegenden Ansprüchen umfaßt werden.The invention is not limited to the present embodiment. Thus, obviously other other embodiments of the invention can be developed or used, which are based on the same basic idea of the invention and are covered by the appended claims.

Claims (23)

Verfahren zur Steuerung des Druckens eines Thermotransferdruckgeräts, wobei jeweils Pixelenergiewerte mittels einer Druckdatensteuerung in eine dem Pixelenergiewert entsprechende Anzahl an binären Pixeldaten mit dem gleichen Binärwert umgesetzt werden, wobei jeder binäre Pixeldatenwert in zeitlich nacheinander ablaufenden Phasen einer Druckimpulsdauer von jeweiligem Heizelement eines Thermotransferdruckkopfes als ein Bestandteil eines einzigen Druckimpulses ausgegeben wird, der ein in einer Druckspalte eines Druckbildes liegendes gedrucktes Dot ergibt.A method of controlling the printing of a thermal transfer printing device, wherein each pixel energy values are converted by means of a pressure data control into a pixel energy value corresponding to the pixel energy value with the same binary value, wherein each binary pixel data in successive phases of a pressure pulse duration of respective heating element of a thermal transfer printhead as a part of single print pulse is output, which results in a print column of a printed image lying printed dot. Verfahren, nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass die Druckimpulsdauer der vorgenannten Anzahl an binären Pixeldaten mit dem Wert gleich Eins proportional ist.Method according to Claim 1, characterized in that the pressure pulse duration is proportional to the aforementioned number of binary pixel data having the value equal to one. Verfahren, nach den Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, dass bei konstanter Druckimpulsspannungshöhe die Druckimpulsdauer einem Pixelenergiewert A entspricht, der für ein jedes Pixel durch einen zugeordneten Code vorgebbar ist, dass die maximale Druckimpulsdauer in eine vorbestimmte maximale Anzahl M an Phasen von jeweils gleicher Phasenlänge aufteilbar ist, dass ein Phasenzählwert B auf einen Wert M - 1 voreingestellt wird, welcher der um einen Wert 'Eins' verminderten vorbestimmten maximalen Anzahl M an Phasen entspricht, dass der Phasenzählwert B schrittweise um einen Wert 'Eins' dekrementiert wird und dass während jeder Phase der Anzahl an Phasen, die durch den Phasenzählwert B auswählbar ist, zum Drucken von Dot's einer Druckspalte nacheinander alle Pixelenergiewerte A ausgewählt und mit dem aktuellen Phasenzählwert B verglichen werden, wobei binäre Pixeldaten mit dem Wert 'Eins' erzeugt werden, wenn der Phasenzählwert B kleiner als der jeweils ausgewählte Pixelenergiewert A ist.A method according to claims 1 and 2, characterized in that at constant pressure pulse voltage height, the pressure pulse duration corresponds to a pixel energy value A, which is predetermined for each pixel by an associated code, that the maximum pressure pulse duration in a predetermined maximum number M of phases of the same It is possible to divide the phase length such that a phase count value B is preset to a value M-1 which corresponds to the predetermined maximum number M of phases reduced by a value 'one', that the phase count value B is decremented stepwise by a value 'one' and that during For each phase of the number of phases selectable by the phase count B, for printing dots of a print column, successively select all pixel energy values A and compare them to the current phase count B, generating binary pixel data of value 'one' if the phase count B smaller than the selected Pi xenerergiewert A is. Verfahren, nach den Ansprüchen 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, dass der Code ein Binärcode ist.Method according to claims 1 to 3, characterized in that the code is a binary code. Verfahren, nach den Ansprüchen 1 bis 4, gekennzeichnet d a-d u r c h, dass die spaltenweise gespeicherten Pixelenergiewerte jeweils als Quadrupel binär codierter Daten vorliegen und dass eine sequentielle Auswahl eines von allen zwischengespeicherten Quadrupel der Druckspalte für ein jeweils bestimmtes Heizelement in einer Reihe an Heizelementen des Thermotransferdruckkopfes durch Adressierung während jeder Phase einer Anzahl an Phasen, die zum Drucken der Dot's der Druckspalte beitragen, erfolgt.Method according to claims 1 to 4, characterized in that the column-wise stored pixel energy values are in each case in the form of quadruples of binary coded data and in that a sequential selection of one of all cached quadruples of the printing gaps for a particular heating element in a row of heating elements of the thermal transfer printing head by addressing during each phase a number of phases contributing to the printing of the dots of the print gaps. Verfahren, nach den Ansprüchen 1 bis 5, gekennzeichnet dadurch, dass die Druckimpulsdauer zu unterschiedlichen Zeitpunkten für diejenige Heizelemente beginnt, denen ein unterschiedlicher Pixelenergiewert zugeordnet ist und dass die Druckimpulsdauer für alle angesteuerten Heizelemente der Reihe an Heizelementen jeweils zum gleichen Zeitpunkt endet.A method according to claims 1 to 5, characterized in that the pressure pulse duration begins at different times for those heating elements, which a different pixel energy value is assigned and that the pressure pulse duration for all controlled heating elements of the series of heating elements ends at the same time. Verfahren, nach den Ansprüchen 1 bis 6, gekennzeichnet dadurch, dass ein STROBE-Signal während aller die Druckimpulsdauer bestimmenden Phasen aktiv bleibt.A method according to claims 1 to 6, characterized in that a STROBE signal remains active during all the pressure pulse duration determining phases. Anordnung zum Steuern des Druckens eines Thermotransferdruckgeräts mit Relativbewegung zwischen einem Thermotransferdruckkopf und dem Druckgut, mit einer Druckdatensteuerung (4), die mit einem Encoder (3) und über einen Bus (5) mit mindestens einem Mikroprozessor (6) und Speichern (8, 9) adress-, daten- und steuerungsmäßig verbunden ist, gekennzeichnet dadurch, dass der Mikroprozessor (6) zur Energiewertberechnung und Codierung programmiert ist, um Pixelenergiedaten im Pixelenergiespeicher (7) bereitzustellen, und dass die Druckdatensteuerung (4) zur Pixelenergiedatenaufbereitung durch Decodierung in eine dem Codewert entsprechende Anzahl an binären Pixeldaten mit dem gleichen Binärwert während des Druckens ausgebildet ist.Arrangement for controlling the printing of a thermal transfer printing device with relative movement between a thermal transfer print head and the print material, with a print data controller (4) connected to an encoder (3) and via a bus (5) with at least one microprocessor (6) and memories (8, 9 ) is address, data and control-connected, characterized in that the microprocessor (6) is programmed for energy value calculation and encoding to provide pixel energy data in the pixel energy storage (7), and that the print data controller (4) for pixel energy data processing by decoding into a Code value corresponding number of binary pixel data is formed with the same binary value during printing. Anordnung, nach Anspruch 8, gekennzeichnet dadurch, dass die Druckdatensteuerung (4) mindestens eine mit dem Pixelenergiespeicher (7) datenbusmäßig verbundene Pixelenergiedatenaufbereitungseinheit (41, 42), eine DMA-Steuerung (43), einen Adressengenerator (44), eine Druckersteuerung (45) und einen Phasenzähler (48) umfasst, wobei die DMA-Steuerung (43) einen Zugriff auf die im Pixelenergiespeicher (7) als Code gespeicherten Pixelenergiedaten erlaubt, um letztere der mindestens einen Pixelenergiedatenaufbereitungseinheit (41, 42) druckspaltenweise zur Verfügung zu stellen, wobei der Adressengenerator (44) Mittel zur Generierung und Ausgabe von Adressenlesesignalen (AR) aufweist, zur Auswahl der zwischengespeicherten Code während jeder Phase einer Anzahl an Phasen und wobei der Phasenzähler (48) einen Phasenzählwert an eine Phasendatenaufbereitungseinheit (413, 423) liefert, in welcher der Codewert A und Phasenzählwert B verglichen werden, um binäre Pixeldaten zu erzeugen, welche vom Ausgang D seriell mindestens einem Schieberegister (11, 21) des Thermotransferdruckkopfes zugeführt werden, wobei binäre Pixeldaten mit dem Wert 'Eins' erzeugt werden, wenn der Phasenzählwert B kleiner als der jeweils ausgewählte Codewert A ist.Arrangement according to Claim 8, characterized in that the print data controller (4) has at least one pixel energy data processing unit (41, 42) connected to the pixel energy store (7), a DMA controller (43), an address generator (44), a printer controller (45 ) and a phase counter (48), the DMA controller (43) allowing access to the pixel energy data stored as code in the pixel energy storage means (7) to provide the latter pressure columnwise to the at least one pixel energy data processing unit (41, 42) the address generator (44) comprises address reading signal (AR) generation and output means for selecting the cached codes during each phase of a number of phases, and wherein the phase counter (48) provides a phase count to a phase data conditioning unit (413, 423) the code value A and phase count B are compared to generate binary pixel data, which is e from the output D serially fed to at least one shift register (11, 21) of the thermal transfer printhead, wherein binary pixel data with the value 'one' are generated when the phase count B is smaller than the respectively selected code value A. Anordnung, nach Anspruch 9, gekennzeichnet dadurch, dass die Druckdatensteuerung (4) ein Register für einen via Mikroprozessor einstellbaren Registerwert aufweist, wobei vom Mikroprozessor bei Parameteränderungen lediglich der Registerwert der Druckdatensteuerung geändert wird.Arrangement according to Claim 9, characterized in that the print data controller (4) has a register for a microprocessor-adjustable register value, wherein the microprocessor only changes the register value of the print data control during parameter changes. Anordnung, nach Anspruch 10, gekennzeichnet dadurch, dass der Registerwert die Phasenlänge (PL) ist.Arrangement according to claim 10, characterized in that the register value is the phase length (PL). Anordnung, nach den Ansprüchen 8 und 9, gekennzeichnet dadurch, dass die mindestens eine Pixeldatenaufbereitungseinheit (41, 42) zwei Zwischenspeicher (411 und 412, 421 und 422) aufweist, welche jeweils eine vorbestimmte Anzahl an aufeinanderfolgenden Datenworten mit binären Pixelenergiedaten einer Druckspalte speichern, dass die DMA-Steuerung (43) und der Adressengenerator (44) mit der mindestens einen Pixelenergiedatenaufbereitungseinheit (41, 42) steuerungsmäßig verbunden sind, um abwechselnd die binären Pixelenergiedaten druckspaltenweise zwischenzuspeichern und um während des Druckens die zwischengespeicherten Code zur Pixelenergiedatenaufbereitung zur Verfügung zu stellen und dass die Druckersteuerung (45) mit der DMA-Steuerung (43), mit dem Adressengenerator (44) und mit der Pixeldatenaufbereitungseinheit (41, 42) steuerungsmäßig verbunden ist, um am Ausgang D binäre Pixeldaten zu erzeugen.Arrangement according to claims 8 and 9, characterized in that the at least one pixel data processing unit (41, 42) comprises two latches (411 and 412, 421 and 422) each storing a predetermined number of successive data words with binary pixel energy data of a printing column, the DMA controller (43) and the address generator (44) are control connected to the at least one pixel energy data processing unit (41, 42) to alternately buffer the binary pixel energy data in a column-by-column manner and to provide the cached code for pixel energy data processing during printing; in that the printer controller (45) is connected to the DMA controller (43), to the address generator (44) and to the pixel data processing unit (41, 42) for generating binary pixel data at the output D. Anordnung, nach den Ansprüchen 8 bis 9 und 12, gekennzeich-net dadurch, dass die DMA-Steuerung (43) mit dem Mikroprozessor (6) und den Zwischenspeichern (411 und 412, 421 und 422) steuerungsmäßig verbunden ist, dass die DMA-Steuerung (43) Mittel zur Generierung und Ausgabe von Adressenschreibsignalen (AW) aufweist, die bei einem Zugriff auf die im Pixelenergiespeicher (7) gespeicherten binären Pixelenergiedaten deren Einschreiben in die Zwischenspeicher (411, 412, 421, 422) der Pixelenergiedatenaufbereitungseinheit (41, 42) gestatten sowie dass die DMA-Steuerung (43) einen Zyklenzähler für eine vorbestimmte Anzahl an Datenworten aufweist.Arrangement according to claims 8 to 9 and 12, characterized in that the DMA controller (43) is connected to the microprocessor (6) and the latches (411 and 412, 421 and 422) in a manner that the DMA Control unit (43) has means for generating and outputting address write signals (AW) which, when accessing the binary pixel energy data stored in the pixel energy store (7), write them into the latches (411, 412, 421, 422) of the pixel energy data processing unit (41, 42 ) and that the DMA controller (43) has a cycle counter for a predetermined number of data words. Anordnung, nach den Ansprüchen 8 bis 9 und 12 bis 13, gekenn- zeichnet dadurch, dass die Druckersteuerung (45) Mittel zur Generierung und Ausgabe eines Umschaltsignals (SO) aufweist, um damit die Pixelenergiedatenaufbereitungseinheit (41, 42) anzusteuern, wodurch die Pixelenergiedaten mit einem Wert A von dem jeweils ersten oder dem jeweils zweiten der beiden Zwischenspeicher (411 und 421 oder 412 und 422) für einen Vergleich mit einem Phasenzählwert B eines Phasenzählers (48) ausgewählt werden sowie dass die Druckersteuerung (45) mit der DMA-Steuerung (43) über eine Steuerleitung für das Umschaltsignal (SO) verbunden ist und dass die DMA-Steuerung (43) Mittel zur Generierung und Ausgabe von Auswahlsignalen (Sel_1.1, Sel_1.2, Sel_2.1, Sel_2.2) in Abhängigkeit vom Schaltzustand des Umschaltsignals (SO) aufweist, um die binären Pixeldaten in den jeweils ersten oder den jeweils zweiten der beiden Zwischenspeicher (411 und 421 oder 412 und 422) zwischenzuspeichern, wobei jeweils andere Zwischenspeicher zum Zwischenspeichern der binären Pixelenergiedaten einer Druckspalte nacheinander durch die Auswahlsignale ausgewählt werden.Arrangement according to claims 8 to 9 and 12 to 13, characterized in that the printer controller (45) has means for generating and outputting a switching signal (SO) in order to drive the pixel energy data processing unit (41, 42), whereby the pixel energy data are selected with a value A from the respective first or the respective second of the two latches (411 and 421 or 412 and 422) for a comparison with a phase count value B of a phase counter (48) and that the printer control (45) is connected to the DMA controller (43) via a switching signal for the switching signal (SO) and that the DMA controller (43) comprises means for generating and outputting selection signals (Sel_1.1, Sel_1.2, Sel_2.1 , Sel_2.2) in response to the switching state of the switching signal (SO) in order to buffer the binary pixel data in the respective first or the respective second of the two latches (411 and 421 or 412 and 422), wherein in each case other latches for buffering the binary Pixel energy data of a print column are successively selected by the selection signals. Anordnung, nach den Ansprüchen 8 bis 9 und 12 bis 14, gekenn- zeichnet dadurch, dass der Zyklenzähler der DMA-Steuerung (43) ein Wortzähler für eine vorbestimmte Anzahl an 16 Bit-Datenworten ist, der durch ein DMA-start-Signal gestartet wird, dass die Mittel zur Generierung und Ausgabe von Auswahlsignalen der DMA-Steuerung (43) mindestens ein Ausgabemittel und ein erstes und zweites Vergleichsmittel aufweisen, wobei das erste Vergleichsmittel in Abhängigkeit vom SO-Signal mindestens ein Ausgabemittel ansteuert, um bis zum Erreichen einer ersten vorbestimmten Anzahl an 16 Bit-Datenworten ein für die erste Pixeldaten-aufbereitungseinheit (419 bestimmtes Auswahlsignal Sel_1.1 oder Sel_1.2 und um nach dem Erreichen der ersten vorbestimmten Anzahl an 16 Bit-Datenworten ein für die zweite Pixeldatenaufbereitungseinheit (42) bestimmtes Auswahlsignal Sel_2.1 oder Sel_2.2 auszugeben und wobei das zweite Vergleichsmittel nach dem Erreichen einer zweiten vorbestimmten Anzahl an 16 Bit-Datenworten ein DMA-busy-Signal mit dem Wert 'Null' erzeugt und mit einer Steuerleitung verbunden ist, die am Zyklenzähler anliegt, um das Zählen von DMA-Zyklen zu beenden.Arrangement according to claims 8 to 9 and 12 to 14, characterized in that the cycle counter of the DMA controller (43) is a word counter for a predetermined number of 16 bit data words started by a DMA start signal in that the means for generating and outputting selection signals of the DMA controller (43) have at least one output means and a first and second comparison means, wherein the first comparison means in response to the SO signal drives at least one output means to reach a first predetermined number of 16-bit data words for the first pixel data processing unit (419 specific selection signal Sel_1.1 or Sel_1.2 and after reaching the first predetermined number of 16-bit data words for the second pixel data processing unit (42) specific selection signal Sel_2 .1 or Sel_2.2 output and wherein the second comparison means after reaching a second predetermined number of 16-bit data In response, a DMA-busy signal is generated with the value 'zero' and connected to a control line which is applied to the cycle counter to terminate the counting of DMA cycles. Anordnung, nach den Ansprüchen 8 bis 9 und 12 bis 15, gekenn- zeichnet dadurch, dass die Druckersteuerung (45) über den BUS (5) mit dem Mikroprozessor (6) verbunden ist und dass die Druckersteuerung (45) einen Druckspaltenzähler aufweist und mit dem Encoder (3) verbunden ist, wobei nach jeder gedruckten Druckspalte der Wert (V) des Datenstringzählers bei Auftreten des Encodertaktes inkrementiert wird und wobei das Drucken eines Druckbildes beendet wird, wenn ein vorgegebener Wert (U) erreicht ist.Arrangement according to claims 8 to 9 and 12 to 15, characterized in that the printer controller (45) is connected to the microprocessor (6) via the bus (5) and that the printer controller (45) has a print column counter and the encoder (3) is connected, wherein after each printed pressure column, the value (V) of the Data string counter is incremented when the encoder clock occurs and wherein the printing of a printed image is terminated when a predetermined value (U) is reached. Anordnung, nach den Ansprüchen 8 bis 9 und 12 bis 16, gekenn- zeichnet dadurch, dass die Druckersteuerung (45) mit der DMA-Steuerung (43) direkt über Steuerleitungen für erste DMA-Steuersignale (DMA-Start und DMA-busy) verbunden ist, wobei der DMA-Steuerung (43) von der Druckersteuerung (45) das DMA-Startsignal zugeführt wird und wobei die DMA-Steuerung (43) das DMA-busy-Signal mit dem Wert 'Null' an die Druckersteuerung (45) abgibt, um zu signalisieren, daß der direkte Speicherzugriff erfolgt ist und dass die Druckersteuerung (45) mit dem Adressengenerator (44) über eine Steuerleitung zur Zuführung eines Adressengeneratorstartsignals verbunden ist.Arrangement according to claims 8 to 9 and 12 to 16, characterized in that the printer controller (45) is connected to the DMA controller (43) directly via control lines for first DMA control signals (DMA start and DMA busy) with the DMA controller (43) being supplied with the DMA start signal from the printer controller (45) and the DMA controller (43) outputting the DMA busy signal with the value 'zero' to the printer controller (45) to signal that the direct memory access has occurred and that the printer controller (45) is connected to the address generator (44) via a control line for supplying an address generator start signal. Anordnung, nach den Ansprüchen 8 bis 9 und 12 bis 17, gekenn- zeichnet dadurch, dass die DMA-Steuerung (43) mit dem Mikroprozessor (6) über Steuerleitungen für zweite DMA-Steuersignale (DMAACK, DMAREQ) verbunden ist.Arrangement according to claims 8 to 9 and 12 to 17, characterized in that the DMA controller (43) is connected to the microprocessor (6) via control lines for second DMA control signals (DMA ACK , DMA REQ ). Anordnung, nach den Ansprüchen 8 bis 9 und 12 bis 14, gekenn- zeichnet dadurch, dass die Zwischenspeicher (421, 422 bzw. 411, 412) als Dual-Port-RAMs realisiert sind.Arrangement according to claims 8 to 9 and 12 to 14, characterized in that the latches (421, 422 and 411, 412) are implemented as dual-port RAMs. Anordnung, nach den Ansprüchen 8 bis 9 und 12, gekennzei- chnet dadurch, dass zur Taktung des Adressengenerators (44) ein Schiebetaktsignal SCL angelegt wird und dass dessen LH-Flanke verwendet wird.Arrangement according to claims 8 to 9 and 12, characterized by the fact that a shift clock signal SCL is applied to the clocking of the address generator (44) and that its LH edge is used. Anordnung, nach den Ansprüchen 8 bis 9 und 12, gekennzeic hnet dadurch, dass zur Taktung des Adressengenerators (44) ein schaltungsinternes Taktsignal angelegt wird und dass dessen LH-Flanke verwendet wird, welche unmittelbar der LH-Flanke des Schiebetaktsignals SCL folgt.Arrangement according to claims 8 to 9 and 12, gekennzeic characterized in that the clocking of the address generator (44) an in-circuit clock signal is applied and that its LH edge is used, which immediately follows the LH edge of the shift clock signal SCL. Anordnung, nach den Ansprüchen 8 bis 9, gekennzeichnet dadurch, dass die Phasendatenaufbereitungseinheit (423, 413) zwei parallele Dateneingänge F, K aufweist, die mit den Ausgängen der beiden Zwischenspeicher (421 bzw. 422, 411 bzw. 412) verbunden sind, um einen binären Codewert A bereitzustellen, dass die Phasendatenaufbereitungseinheit (413, 423) außerdem einen zweiten parallelen Dateneingang für einen binär codierten Phasenzählwert B und den seriellen 1-Bit Datenausgang D aufweist.Arrangement according to claims 8 to 9, characterized in that the phase data conditioning unit (423, 413) has two parallel data inputs F, K, which are connected to the outputs of the two latches (421 and 422, 411 and 412, respectively) provide a binary code value A such that the phase data conditioning unit (413, 423) also has a second parallel data input for a binary coded phase count B and the serial 1-bit data output D. Anordnung, nach einem der Ansprüche 8 bis 22, gekennzeichnet dadurch, dass die Druckdatensteuerung (4) als anwendungsspezifische Schaltung bzw. programmierbare Logik realisiert wird.Arrangement according to one of claims 8 to 22, characterized in that the pressure data control (4) is implemented as an application-specific circuit or programmable logic.
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