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Die
Erfindung betrifft einen Drucker für ein Kassensystem, das einen
Rechner aufweist, der über
ein Anzahl von Schnittstellen zur Anbindung einer Kassenlade, einer
Tastatur, einer Kundenanzeige, einer Bedienanzeige, eines Scanners
und/oder eines Bildschirms sowie über eine Netzwerkschnittstelle
verfügt,
wobei der Drucker ein Druckergehäuse aufweist,
in dem eine Druckersteuereinheit und eine Druckermechanik angeordnet
sind, und wobei der Rechner und der Drucker über ein Netzteil mit elektrischer
Spannung versorgbar sind.
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Es
sind Kassensysteme, beispielsweise das von der Anmelderin unter
dem Handelsnamen „Beetle” vertriebene
Kassensystem, für
den Einsatz in Warenhäusern,
Lebensmittelfachgeschäften
und dergleichen bekannt, die über
einen auf der bewährten PC-Technologie
basierenden Rechner verfügen.
Der Rechner besitzt ein Gehäuse,
das dem eines Desktoprechners sehr ähnlich ist. Das Gehäuse befindet sich
vorzugsweise auf der Verkaufstheke oder der Arbeitsplatte des Kassenarbeitsplatzes
und kann als Standfläche
für einen
als Bedienanzeige dienenden Flachbildschirm fungieren. An den Rechner
des Kassensystems werden eine Vielzahl von Peripheriegeräten, beispielsweise
Scanner, Drucker, Kundenanzeige, Kassenlade oder dergleichen über eine
Vielzahl standardisierter und/oder handelsspezifischer Schnittstellen
angeschlossen. Einzelne Peripheriegeräte wie ein Handscanner werden
hierbei typischerweise über
die Schnittstelle mit elektrischem Strom versorgt. Andere Peripheriegeräte, beispiels weise
der Drucker, verfügen über einen
eigenen Stromanschluss mit separatem Netzteil. Nachteilig ist hierbei
insbesondere die Baugröße des Kassensystems.
Die zur Verfügung
stehende Thekenfläche
sollte eher für
den Verkauf von Waren genutzt werden als für das Aufstellen eines Kassensystems.
Ferner sind die Verkabelung des Rechners und der Peripheriegeräte sowie
das Vorsehen separater Netzteile für einzelne Peripheriegeräte aufwendig
und teuer.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, ein Kassensystem derart weiterzubilden,
dass der Platzbedarf zum Aufstellen desselben reduziert wird und
der Aufwand für
die Verkabelung des Rechners mit den Peripheriegeräten und
die Energieversorgung sinkt.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe ist die Erfindung in Verbindung mit dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Rechner als
ein Minirechner mit einem derart kompakt bauenden Kleinstgehäuse ausgebildet
ist, dass der Minirechner einerseits in das Druckergehäuse integriert
angeordnet ist, und dass der Minirechner und der Drucker andererseits über ein
gemeinsames Netzteil mit elektrischer Spannung versorgbar sind.
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Der
besondere Vorteil der Erfindung besteht darin, dass durch die Integration
des Minirechners in das Druckergehäuses ein Drucker mit integriertem Rechner
und den üblichen
Schnittstellen zur Anbindung von Tastatur, Kundenanzeige, Bedienanzeige, Scanner,
Kassenlade, Bildschirm und dergleichen entsteht. Die Einbindung
in das Netzwerk des Marktes ist über
eine integrierte Netzwerkschnittstelle möglich. Im Vergleich zu den
aus dem Stand der Technik bekannten konventionellen Kassensystemen ist
die benötigte
Stellfläche deutlich
kleiner, so dass mehr Raum für
die Präsentation
der Ware bleibt. Gleichzeitig weisen moderne Minirechner eine gegenüber konventionellen
Rechnern verringerte Leistungsaufnahme auf. Dadurch kann auf eine
aktive Kühlung,
beispielsweise mittels Lüfter,
verzichtet werden, so dass ein sehr leises und wartungsarmes Kassensystem
entsteht. Da das Netzteil des Druckers auch den Minirechner mit
Energie versorgt, ist kein zusätzliches
Rechnernetzteil erforderlich. Kostenvorteile gegenüber der
bekannten Lösung
ergeben sich daher durch den Verzicht auf ein zweites Netzteil,
die Integration in nur einem Gehäuse
und den Wegfall von typischerweise zwei Verbindungskabeln zwischen
Drucker und Rechner.
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Nach
einer bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung ist das gemeinsame Netzteil von Drucker und Minirechner
außerhalb
des Druckergehäuses
angeordnet. Die für
Netzteile typische Verlustwärme
fällt außerhalb
des Druckergehäuses
an, so dass die thermische Belastung des Minirechners weiter reduziert
und auch hier auf eine aktive Kühlung mittels
Lüfter
verzichtet werden kann. Der Verzicht auf den Lüfter begünstigt wiederum den sehr leisen Betrieb
und reduziert den Wartungsaufwand.
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Nach
einer Weiterbildung der Erfindung ist das Kleinstgehäuse des
Minirechners benachbart zu der Druckersteuereinheit angeordnet.
Minirechner und Druckersteuereinheit können somit über ein sehr kurzes Kabel miteinander
verbunden werden. Gegenüber
der heute üblichen
Verbindung mittels zweier Kabel lassen sich somit eine Gewichtsersparnis sowie
eine Kostenreduktion erzielen.
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Nach
einer Weiterbildung der Erfindung übernimmt die Druckersteuereinheit
eine Druckeremulation, eine Zeichenaufbereitung und/oder eine Diagnose.
Die Druckersteuereinheit ist über
eine USB-Schnittstelle mit dem Minirechner verbunden und besitzt
zumindest einen Mikroprozessor, einen wiederbeschreibbaren Festwertspeicher,
einen Arbeitsspeicher und/oder eine Motorsteuereinheit. Die Druckersteuereinheit
ist hiermit quasi baugleich mit heute in konventionellen Kassendruckern
verwendeten Druckersteuereinheiten. Die Kombination von Drucker
und Rechner ist hierdurch in sehr einfacher Weise möglich, da
auf eine funktionale Integration, beispielsweise das Übertragen
von Aufgaben der Druckersteuereinheit auf den Minirechner, verzichtet wird.
Die ausschließliche
räumliche
Integration und der Einsatz erprobter Baugruppen reduzieren hierbei das
Risiko von Funktionsstörungen
und Systemausfällen.
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Nach
einer bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung umfasst die Druckersteuereinheit lediglich einen programmierbaren
integrierten Schaltkreis zur schnellen Signalverarbeitung von an
die Druckermechanik (Druckwerk) gesendeten und von derselben empfangenen
Signalen. Darüber
hinaus ist die Druckersteuereinheit über eine den PCI-Express-Erweiterungsstandard
nutzende Datenverbindung mit dem Chipsatz des Minirechners verbunden. Der
programmierbare integrierte Schaltkreis, der beispielsweise als
Field Programmable Gate Array (FPGA) ausgeführt sein kann, übernimmt
hierbei die zeitkritische Ansteuerung von Motoren, Thermozeile und/oder
Druckkopf. Die Druckeremulation, Zeichenaufbereitung und Diagnose
werden jedoch im Minirechner realisiert. Hierdurch können weitere
Kosten, insbesondere für
die Druckersteuereinheit, eingespart werden.
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Weitere
Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert.
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Es
zeigen:
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1 eine
Prinzipdarstellung eines Druckers für ein Kassensystem nach einem
ersten Ausführungsform
und
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2 eine
Prinzipdarstellung eines Druckers für ein Kassensystem nach einer
zweiten Ausführungsform.
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Der
Drucker 1 für
ein Kassensystem gemäß 1 besteht
im Wesentlichen aus den Komponenten Minirechner 2, Druckersteuereinheit 3,
Druckermechanik 4 und Speicher 5. Die Komponenten
sind in einem gemeinsamen Druckergehäuse 6 angeordnet und
werden über
ein gemeinsames Netzteil 7, welches sich außerhalb
des Druckergehäuses 6 befindet,
mit elektrischer Spannung versorgt.
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Der
Minirechner 2 besitzt ein kompakt bauendes Kleinstgehäuse 8,
in dem ein Chipsatz 9 sowie eine Schnittstelle 10 zur
Anbindung der Kassenlade 11, eine Schnittstelle 12 zur
Anbindung einer Tastatur 13, eine Schnittstelle 14 zur
Anbindung einer Kundenanzeige 15, eine Schnittstelle 16 zur
Anbindung einer Bedienanzeige 17, eine Schnittstelle 18 zur
Anbindung eines Scanners 19, eine Schnittstelle 20 zur Anbindung
eines Bildschirms 21 sowie eine Schnittstelle 22 zur
Anbindung des Minirechners 2 an ein Netzwerk 23.
Ferner umfasst der Minirechner 2 eine Schnittstelle 24 zur
Anbindung an die Druckersteuereinheit 3.
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Abhängig von
der Art des Peripheriegeräts kann
die Schnittstelle einem üblichen
Standard (USB, RS232, VGA, ...) entsprechen oder handelsspezifisch
ausgestaltet sein. So wird die Kassenlade 11 über eine
handelsspezifische Datenleitung 25 mit dem Minirechner
verbunden. Die Tastatur 13, die Kundenanzeige 15,
die Bedienanzeige 17 und der Scanner 19 werden über ein
USB-Kabel 26 an den Minirechner 2 angebunden.
Der Bildschirm 21 ist über
eine Datenverbindung 27, die den DVI- oder VGA-Standard
nutzt, mit dem Minirechner 2 verbunden. Die Anbindung des
Minirechners an das Netzwerk 23 erfolgt über ein
LAN-Kabel 28. Die verschiedenen Peripheriegeräte können hierbei
eine nicht dargestellte eigene Stromversorgung besitzen oder über die
Datenleitung mit elektrischer Spannung versorgt werden.
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Nach
einer nicht dargestellten alternativen Ausführungsform können die
Peripheriegeräte über einen
anderen als den in 1 dargestellten Verbindungsstandard
mit dem Minirechner 2 verbunden sein. Beispielsweise kann
der Minirechner 2 über eine
WLAN-Verbindung kabellos mit dem Netzwerk 23 kommunizieren.
Ebenso ist es möglich,
weitere Peripheriegeräte,
beispielsweise einen Handscanner, an den Minirechner 2 anzuschließen. Hierzu
können
nicht dargestellte, in der Konfiguration gemäß 1 ungenutzte
zusätzliche
Schnittstellen dienen.
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Dem
Minirechner 2 ist außerdem
ein Speicher 5 zugeordnet. Der Speicher 5 kann
als Festplattenspeicher (Hard Disc Drive, HDD) oder als Festkörperlaufwerk
(Solid State Drive, SDD) ausgeführt
sein.
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Die
Druckersteuereinheit 3 besitzt eine Schnittstelle 29 zur
Anbindung an den Minirechner 2, einen Mikroprozessor 30,
einen wiederbeschreibbaren Festwertspeicher 31, einen Arbeitsspeicher 32 und
eine Motorsteuereinheit 33. Die Schnittstelle 29 ist
hierbei zum Beispiel als USB-Schnittstelle 29 ausgebildet,
so dass die Druckersteuereinheit 3 über ein USB-Kabel 34 mit
dem Minirechner 2 verbunden ist. Zur Realisierung einer
kompakten Bauweise und zur Reduzierung von Gewicht und Kosten kann
das USB-Kabel 34 kurz ausgeführt sein. Hierzu sind die Schnittstelle 29 der
Druckersteuereinheit 3 und die Schnittstelle 24 des
Minirechners 2 einander zugewandt angeordnet.
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Die
Druckersteuereinheit 3 ist über eine Datenleitung 35 mit
dem Druckwerk 4 verbunden. Das Druckwerk 4 umfasst
unter anderem nicht dargestellte Aktuatoren und Sensoren, den Papiereinzug
und -vorschub, den Druckkopf sowie eine Thermozeile.
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Dem
Minirechner 2 kommt in der vorliegenden Konfiguration die
gleiche Funktion zu, die ein Standard-PC in den aus dem Stand der
Technik bekannten Kassensystemen übernimmt. Er dient der Ansteuerung
der verschiedenen Peripheriegeräte, der
Erfassung der gescannten Waren, der Ermittlung des Kaufpreises und
dergleichen. Ferner kommuniziert der Minirechner 2 mit
der Druckersteuereinheit 3 in der Art, dass er den Druckauftrag
auslöst
und die zu druckenden Informationen zur Verfügung stellt.
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Der
Minirechner 2 besitzt ein Kleinstgehäuse 8, das auch unter
dem Fachbegriff Small Form Factor- bzw. SFF-Gehäuse bekannt ist. Der Chipsatz 9 des
Minirechners 2 ist beson ders energiesparend ausgebildet
und besitzt eine gegenüber
vergleichbaren Single Core-Prozessoren etwa um den Faktor 10 reduzierte
Leistungsaufnahme. Durch die deutlich geringere Leistungsaufnahme
des Chipsatzes 9 kann auf eine aktive Kühlung, beispielsweise mittels Lüfter, verzichtet
werden. Hierdurch kann der Minirechner 2 sehr leise betrieben
und wartungsarm ausgeführt
werden.
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Die
Druckersteuereinheit 3 empfängt von dem Minirechner 2 den
Druckauftrag. Sie übernimmt die
Druckeremulation, die Zeichenaufbereitung, die Zeichensätze, die
Diagnose und dergleichen und steuert die Aktoren der Druckermechanik
an. Ferner empfängt
die Druckersteuereinheit die Signale, die von den Sensoren zur Verfügung gestellt
werden, speichert dies – falls
erforderlich – zwischen
und verarbeitet sie weiter. Hierzu sind der Mikroprozessor 30 (Master
Control Unit, MCU), der wiederbeschreibbare Festwertspeicher 31 (Flash),
der Arbeitsspeicher 32 (RAM) und die Motorsteuereinheit 33 vorgesehen.
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Der
Minirechner 2, die Druckersteuereinheit 3 und
der Speicher 5 können
auf einem gemeinsamen, nicht dargestellten, als eine Trägerplatte
ausgebildeten Träger
befestigt sein. Ferner können
die Druckersteuereinheit 3 und der Minirechner 2 benachbart
angeordnet sein, derart, dass die dem Minirechner 2 zugeordnete
Schnittstelle 24 zur Anbindung der Druckersteuereinheit 3 und
die der Druckersteuereinheit 3 zugeordnete Schnittstelle 29 zur
Anbindung des Minirechners 2 einander zugewandt sind. Hierdurch
können
eine sehr kompakte Bauweise und eine effiziente Verkabelung dieser
Komponenten erfolgen. Die Trägerplatte
muss hierbei nicht als separates Bauteil ausgeführt sein. Sie kann Bestandteil
des Druckergehäuses 6 sein.
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Das
Netzteil 7 versorgt die in dem Druckergehäuse 6 angeordneten
Baugruppen Minirechner 2, Druckersteuereinheit 3,
Druckermechanik 4 und Speicher 5 mit Energie.
Das Netzteil 7 selbst ist hierbei außerhalb des Druckergehäuses 6 angeordnet. Die
entstehende Abwärme
fällt hierdurch
nicht innerhalb des Druckergehäuses 6 an
und kann in einfacher Weise abgeführt werden. Das Netzteil 7 ist über ein
nicht dargestelltes Netzkabel mit einem ebenfalls nicht dargestellten
Stromnetz verbunden.
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Durch
das außerhalb
des Druckergehäuses 6 angeordnete
Netzteil 7 und den Verzicht auf die aktive Kühlung des
Chipsatzes 9 kann ein sehr leises und wartungsarmes Kassensystem
realisiert werden. Durch die geringe Leistungsaufnahme des Chipsatzes 9 wird
der Energieverbrauch des Kassensystems deutlich reduziert. Hierdurch
steigen Wirtschaftlichkeit und ökologischer
Nutzen.
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Nach
einer alternativen Ausführungsform
der Erfindung gemäß 2 weist
ein Drucker 1' eine
in einem Druckergehäuse 6' angeordnete
Druckersteuereinheit 40 auf, die über eine Schnittstelle 41 zur
Anbindung der Druckersteuereinheit 41 an einen Minirechner 2' und einen programmierbaren
integrierten Schaltkreis 42 verfügt. Der programmierbare integrierte
Schaltkreis 42 kann hierbei beispielsweise als ein Field
Programmable Gate Array (FPGA) ausgebildet sein.
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Der
Minirechner 2' verfügt über eine
Schnittstelle 43 zur Anbindung der Druckersteuereinheit 40. Sein
weiterer Aufbau gleicht dem des Minirechners 2 aus Anwendungsbeispiel 1.
Gleiche Bezugszeichen kennzeichnen hierbei gleiche Bauteile und
Bauteilfunktionen.
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Die
Druckersteuereinheit 40 und der Minirechner 2' sind über eine
den PCI-Express-Erweiterungsstandard (PCI: Peripheral Component
Into connect) nutzende Datenleitung miteinander gekoppelt.
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In
der zweiten Ausführungsform übernimmt der
Minirechner 2' die
Ansteuerung der Druckermechanik 4. Anstelle von Mikroprozessor 30,
wiederbeschreibbarem Festwertspeicher 31, Arbeitsspeicher 32 und
Motorsteuereinheit 33 besitzt die Druckersteuereinheit 40 lediglich
eine programmierbare Logik 42, die als FPGA ausgebildet
ist. Das FPGA übernimmt
die zeitkritische Ansteuerung von Motoren, Thermozeile und/oder
Druckkopf. Die Druckeremulation, Zeichenaufbereitung, Zeichensätze, Diagnosefunktion
und dergleichen werden jedoch zentral im Minirechner 2 realisiert.
Die Verbindung 44 mittels PCI-Express stellt hierbei einen
Erweiterungsstandard dar, der dazu dient, Peripheriegeräte mit dem Chipsatz 9 des
Minirechners 2' anzusteuern.
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Die
Druckersteuereinheit 40 kann durch den Verzicht auf Mikroprozessor 30,
Speicher 31, 32 und Motorsteuereinheit 33 sehr
kostengünstig
ausgeführt werden.
Gleichzeitig kann durch eine weitgehende funktionale Integration
von Minirechner 2' und
Druckersteuereinheit 40 eine besonders kompakte Bauform
des Druckers 1' realisiert
werden. Insgesamt kann das Druckergehäuse 6' besonders kompakt bauen, so dass
eine extrem kleine Stellfläche
gegenüber
konventionellen Kassensystemen realisiert werden kann.
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- 1,
1'
- Drucker
- 2,
2'
- Minirechner
- 3
- Druckersteuereinheit
- 4
- Druckermechanik
- 5
- Speicher
- 6,
6'
- Druckergehäuse
- 7
- Netzteil
- 8
- Kleinstgehäuse
- 9
- Chipsatz
- 10
- Schnittstelle
- 11
- Kassenlade
- 12
- Schnittstelle
- 13
- Tastatur
- 14
- Schnittstelle
- 15
- Kundenanzeige
- 16
- Schnittstelle
- 17
- Bedienanzeige
- 18
- Schnittstelle
- 19
- Scanner
- 20
- Schnittstelle
- 21
- Bildschirm
- 22
- Schnittstelle
- 23
- Netzwerk
- 24
- Schnittstelle
- 25
- Datenleitung
- 26
- USB-Kabel
- 27
- Datenkabel
- 28
- LAN-Kabel
- 29
- Schnittstelle
- 30
- Mikroprozessor
- 31
- Festwertspeicher
- 32
- Arbeitsspeicher
- 33
- Motorsteuereinheit
- 34
- USB-Kabel
- 35
- Datenleitung
- 40
- Drucksteuereinheit
- 41
- Schnittstelle
- 42
- integrierter
Schaltkreis
- 43
- Schnittstelle
- 44
- Datenleitung