DE10034861A1 - Verfahren zum Bestimmen des optimalen Zeitpunkts zum Ersetzen der Medienzuführungsrolle einer Druckvorrichtung - Google Patents

Abstract

Ein Verfahren zum Alarmieren eines Benutzers, wenn der Zeitpunkt erreicht ist, um eine Medienzuführungsrolle einer Druckvorrichtung zu ersetzen, verwendet eine statistische Analyse von Daten, die bezüglich der Anzahl von Seiten gesammelt wurden, zwischen denen Fehlzuführungen, die der Medienzuführungsrolle zugeordnet sind, aufgetreten sind. Am Anfang mit einer neuen Medienzuführungsrolle bleibt die Zuführungsfehlerrate, die üblicherweise als die Anzahl der zwischen Fehlzuführungen gedruckten Seiten gemessen wird, relativ konstant. Wenn sich jedoch der Zeitpunkt für den Austausch nähert, beginnt der graphische Verlauf (A) steil abzufallen, wenn Fehlzuführungen damit beginnen, mit einer erhöhten Regelmäßigkeit aufzutreten. Nach dem Abfall erhöht sich die Fehlzuführungsrate weiter, jedoch mit einer verringerten Rate. Tatsächlich erreicht die Zuführungsfehlerrate einen Wert, der eine Fehlzuführung während jeder zugeführten Seite darstellt. Es wird angenommen, daß sich die optimale Zeitdauer für einen Austausch kurz nach dem Zeitpunkt befindet, nachdem der Graph abzufallen beginnt. Das bevorzugte Verfahren zum Bereitstellen einer Rollenaustauschanweisung an den Benutzer besteht darin, damit zu beginnen, Zuführungsfehler nachzuverfolgen, wenn eine Zuführungsfehlerrate zum ersten Mal in einen vorbestimmten Austauschbereich fällt. Nachdem eine statistisch signifikante Anzahl von nachfolgenden Fehlausrichtungen anzeigt, daß sich der Fehlausrichtungsratenmittelwert innerhalb des ...

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf Druckvorrichtungen und ins­ besondere auf die Notwendigkeit, Zuführungsrollen an solchen Vorrichtungen wechseln zu müssen, wenn die Rollen einen Ver­ schleiß aufweisen und/oder die Rollen mit Teilchen von abge­ riebenen Medien verunreinigt werden.

Auf dem Gebiet von Peripheriegeräten für Datenverarbeitungs­ systeme ist es kaum vorstellbar, daß ein Gerät noch zuver­ lässiger als ein moderner Laser- oder Tintenstrahldrucker ist. Trotz ihrer inhärenten Zuverlässigkeit erfordern diese Drucker eine periodische, wenn auch ziemlich seltene War­ tung. Einer der Gegenstände, der während der Verwendung ei­ ner Beeinträchtigung bzw. einer Verschlechterung ausgesetzt ist, ist die Medienzuführungs- oder Medienaufnahme-Rolle, die dafür verantwortlich ist, ein einzelnes Druckmedienblatt aus einem Papierspeicherbehälter oder -Fach zu greifen und das Blatt zu einer Reihe von Transportrollen zuzuführen, die das Blatt entlang eines Wegs innerhalb des Druckers führen. Abhängig von dem Druckertyp können verschiedene Druckmedien­ typen, wie z. B. Verbundpapier (bond paper), Baumwollfaser- Verbundpapier, Recycling-Papier und Kunststofftransparentfo­ lien, verwendet werden. Typischerweise ist die Medienzufüh­ rungsrolle entweder zylindrisch oder ein Zylinderabschnitt (d. h. kreissegmentförmig, wenn ein Querschnitt senkrecht zu der Zylinderachse angenommen wird). Im Normalfall weisen Medienzuführungsrollen einen Außenüberzug, eine Außenschicht oder eine Außenhülse aus einem elastischen Gummimaterial auf, das einen hohen Reibungskoeffizienten aufweist. Es gibt drei Hauptgründe, warum Zuführungsrollen periodisch ersetzt werden müssen. Erstens, die Außenoberfläche der Rolle ist während der Verwendung einem allmählichen Verschleiß ausge­ setzt, wodurch sich deren Radius verringert. Wenn sich der Radius verringert, verringert sich auch die Fläche der Rol­ le, die das oberste Blatt eines Stapels von Druckmedienblät­ tern unter einem angelegten Druck während einer Medienzufüh­ rungsoperation berührt. Wenn sich die Berührungsfläche ver­ ringert, verringert sich auch die Fähigkeit, einzelne Druck­ medienblätter zuverlässig aufzunehmen. Zweitens, der Rei­ bungskoeffizienten kann sich durch die normale Alterung der Gummiverbindung verringern, wenn diese z. B. Ozon in der At­ mosphäre ausgesetzt ist. Drittens, die Medienzuführungsrolle wird typischerweise mit abgeriebenen Medienteilchen verun­ reinigt. Papier, das das am weitesten verbreitete Druckme­ dium ist, enthält eine Vielzahl von Bestandteilen, wie z. B. Zellulosefasern, Kolophonium (das als Schlichtleim hinzuge­ fügt wird, um die Rate zu verringern, mit der Zellulosefa­ sern Wasser absorbieren), Füllstoffe, wie z. B. Ton, Titan­ dioxid, Talk und Kalziumkarbonat (die hauptsächlich in Re­ cycling-Papier aus Europa zu finden sind) und verschiedene Farbstoffe. Wenn das Papier durch die Zuführungsrolle abge­ rieben wird, wird ein Teil der resultierenden Zellulose- und Füllstoffteilchen (z. B. Ton, Titandioxid) in die Oberfläche der Rolle eingebettet werden. Weitere abgeriebene Teilchen (vor allem die Abietinsäuremoleküle aus dem Kolophonium und die verschiedenen organischen Moleküle, aus denen die Farb­ stoffe gebildet sind) werden in dem Gummi selbst gelöst. So­ bald diese gelöst sind, können sie frei in dem Gummi wan­ dern, wodurch sich die chemischen und mechanischen Charakte­ ristika des Gummis ändern. Eine Verunreinigung des Gummis auf der Medienzuführungsrolle verringert unweigerlich den Reibungskoeffizienten, wodurch Papierzuführungsfehler zuneh­ mend wahrscheinlicher auftreten. Zuführungsfehler können verschiedene Formen annehmen, wie z. B. ein vollständiges Versagen dabei, das Medienblatt zuzuführen, ein spätes Zu­ führen des Medienblatts oder eine Stauung bezüglich unter­ schiedlicher Zuführungsraten von einer Seite des Blatts zu der anderen. Diese Medienzuführungsfehler werden zusammen als Fehlzuführungen bezeichnet. Obwohl die Rolle mit einem organischen Lösungsmittel, wie z. B. Alkohol, gereinigt wer­ den kann, ist es unwahrscheinlich, daß der Reibungskoeffizi­ ent derselben wieder auf die ursprünglichen Spezifikationen hergestellt werden kann. Es ist klar, daß Verunreinigungen, die in dem Gummimaterial gelöst sind, nicht durch eine ein­ fache Reinigung entfernt werden können. An einem bestimmten Punkt muß die Medienzuführungsrolle ersetzt werden, um die Medienfehlzuführungen zu minimieren und das Druckerverhalten wiederherzustellen.

Die Fehlzuführungsrate, die durch eine Medienzuführungsrol­ lenfehlfunktion verursacht wird, folgt einem interessanten Muster. Bei einem High-End-Drucker, d. h. einem hochwertigen Drucker der oberen Preisklasse, mit einer neuen Medienzufüh­ rungsrolle wird die Zuführungsfehlerrate etwa eine (1) Fehl­ zuführung pro 10.000 Seiten betragen, wobei ein Austausch der Rolle durchgeführt wird, wenn die Fehlerrate größer als etwa eine (1) Fehlzuführung pro 500 Seiten ist. Wenn Druck­ medien mit niedrigen Abriebeigenschaften und einem niedrigen Schmutzstoffgehalt verwendet werden, wird diese übermäßige Papierstau- bzw Störungsrate schließlich auftreten, wenn die Rolle etwa 350.000 Seiten zugeführt hat. Für einen neuen Low-End-Drucker, d. h. einem Drucker der unteren Preisklasse, wird eine etwas höhere auf die Zuführungsrolle bezogene Zuführungsfehlerrate von etwa einer (1) Fehlzuführung pro 3.000 Seiten als annehmbar betrachtet, wobei ein Austausch üblicherweise durchgeführt wird, wenn die Fehlerrate größer als etwa eine (1) Fehlzuführung pro 100 Seiten ist. Im Ide­ alfall wird die unannehmbar hohe Fehlzuführungsrate erst er­ reicht werden, wenn die Rolle etwa 100.000 Seiten zugeführt hat.

Folglich besteht ein Bedarf nach einem Verfahren, um den Be­ nutzer oder einen Netzwerkadministrator dahingehend zu alar­ mieren, daß ein Austausch der Medienzuführungsrolle erfor­ derlich ist. In den meisten Fällen ist es jedoch nicht aus­ reichend, den Benutzer einfach zu alarmieren, nachdem eine Gesamtzahl von Seiten gedruckt worden ist, die der erwarte­ ten Lebensdauer der Rolle unter idealen Betriebsbedingungen entspricht. Aufgrund der stark unterschiedlichen Druckbedin­ gungen kann es auch erforderlich sein, die Rolle früher zu ersetzen.

Ausgehend von diesem Stand der Technik besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Konzept zu schaffen, mittels dem der Benutzer eines Druckgeräts darauf aufmerksam gemacht werden kann, wann der optimale Zeitpunkt vorliegt, um eine abgenutzte Zuführungsrolle des Druckgeräts auszutau­ schen.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Bestimmen, wann die Zuführungsrolle das Ende ihrer Nutzlebensdauer erreicht hat, gemäß Anspruch 1, 12 und 19 gelöst.

Diese Erfindung schafft ein Verfahren zum Bestimmen des op­ timalen Zeitpunkts, um eine Medienzuführungsrolle in einer Druckvorrichtung, wie z. B. einem Drucker, der in Verbindung mit einem Datenverarbeitungssystem verwendet wird, oder in einem eigenständigen Kopierer auszutauschen. Es ist festge­ stellt worden, daß die Fehlzuführungsrate, die einem Medien­ zuführungsrollenfehler zugeordnet ist, einem charakteristi­ schen Muster folgt, das als eine Stufenfunktion behandelt werden kann. Folglich bleibt die Zuführungsfehlerrate, die üblicherweise als die Anzahl der zwischen Fehlzuführungen gedruckten Seiten gemessen wird, am Anfang mit einer neuen Medienzuführungsrolle relativ konstant. Wenn man sich jedoch dem Austauschzeitpunkt nähert, beginnt der graphische Ver­ lauf steil abzufallen, wenn die Fehlzuführungen damit begin­ nen, mit steigender Regelmäßigkeit aufzutreten. Nach dem Ab­ fall erhöht sich die Fehlzuführungsrate weiter, wobei dies jedoch mit einer abnehmenden Rate geschieht. Die Zuführungs­ fehlerrate erreicht schließlich einen Wert, der einer (1) Fehlzuführung während jeder zugeführten Seite entspricht. Wie bei den meisten gesetzmäßigen Prozessen gibt es eine normale Schwankung der Fehlerzuführungsrate. Außerdem kann die Kurve durch die Verwendung von Druckmedien mit starkem Abrieb oder von Druckmedien mit vielen Schmutzstoffen linear komprimiert sein oder die Kurve kann durch die Verwendung von Druckmedien mit wenigen Schmutzstoffen und geringen Ab­ riebeigenschaften linear ausgedehnt sein. Als der optimale Zeitpunkt für einen Austausch wird der Zeitpunkt betrachtet, kurz nachdem der graphische Verlauf damit beginnt, abzufal­ len. Da jedoch ein bestimmter Zufälligkeitsgrad bezüglich des Zuführungsfehlerphänomens vorhanden ist, ist es notwen­ dig, daß die Benachrichtigung dahingehend, daß der Austausch der Medienzuführungsrolle erforderlich ist, basierend auf gesammelten Daten gegeben wird, wobei diese ausreichen, um dem Druckerbenutzer eine statistisch gültige Anweisung zu geben, und um nicht eine Anweisung zu geben, die einfach auf einem oder auf einigen wenigen Datenpunkten basiert, die sich an den Extrempunkten einer normalen Verteilung befinden können und folglich nicht für den wahren Zustand der Medien­ zuführungsrolle repräsentativ sind. Die einfachste und ver­ nünftigste Technik, um dem Benutzer eine Rollenaustauschan­ weisung bereitzustellen, besteht darin, damit zu beginnen, die Zuführungsfehler nachzuverfolgen, wenn ein Zuführungs­ fehlerratenwert zum ersten Mal in einen vorbestimmten Aus­ tauschbereich fällt. Nachdem eine statistisch signifikante Anzahl von nachfolgenden Fehlzuführungen angibt, daß sich der Fehlzuführungsratenmittelwert in einem feststehenden Austauschbereich befindet, kann die Austauschanweisung aus­ gegeben werden. Die Mitteilung kann eine oder mehrere unter­ schiedliche Formen annehmen, wie z. B. eine Warnung mit einer synthetischen Stimme, eine Warnmitteilung, die auf einer di­ gitalen Anzeige erscheint, das Einschalten eines Warnlichts oder die Tonausgabe eines Summers. Wenn der Drucker in ein Netzwerk eingebunden ist, kann die Benachrichtigung an den den Ausdruck vornehmenden Benutzer, an die Netzwerkserver­ konsole oder an beide Positionen gesendet werden. Bei einem weiteren, komplexeren Verfahren zum Bestimmen des Zeitpunkts für einen Rollenaustausch wird angenommen, daß die Fehlzu­ führungsrate eine Funktion der Gesamtzahl von gedruckten Seiten ist. Folglich kann eine nicht-lineare Regressionsana­ lyse bezüglich der Datenpunkte durchgeführt werden, die be­ reits aufgezeichnet sind, um die erwartete Form eines zu­ künftigen Abschnitts der Fehlzuführungsratenkurve zu extra­ polieren. Obwohl die grundlegende Form der Fehlzuführungsra­ tenkurve experimentell für jeden Medienzuführungsrollentyp bestimmt werden kann, wird die Kurve für eine Verwendung in der realen Welt für jede Druckvorrichtung variieren. Der Grad der Abweichung von dem experimentell bestimmten Verlauf wird von den tatsächlichen Verwendungsbedingungen (z. B. der Mischung der chemischen Papierzusammensetzung und den Ab­ riebeigenschaften über der Lebensdauer der Rolle) abhängen. Durch Nachverfolgen der Fehlzuführungsrate und durch die Kenntnis der grundlegenden Kurvenform aus den unter experi­ mentellen Bedingungen gesammelten Daten ist es möglich, eine Extrapolation dahingehend vorzunehmen, wie die Kurve wahr­ scheinlich aussehen wird, wenn die Druckmedienbedingungen relativ unverändert bleiben. Um so näher sich der Kurvenab­ schnitt, den man versucht, zu extrapolieren, an dem Ab­ schnitt der Kurve befindet, der bereits aus einer Analyse von aufgezeichneten Datenpunkten bestimmt wurde, um so ge­ nauer wird diese vorgegriffene Extrapolation sein. Obwohl diese letztere Technik beträchtlich komplexer ist, kann die­ se eine frühere Warnung dahingehend, daß der Austausch der Medienzuführungsrolle erforderlich ist, geben. Aus prakti­ scher Sicht ist jedoch die erstgenannte Technik geeigneter, da die Zeitdauer, die erforderlich ist, damit mehrere Fehl­ zuführungen auftreten, nachdem die Medienzuführungsrolle den Übergang von einem Zustand, der gerade noch annehmbar ist, in einen Zustand, der einen Austausch erfordert, vorgenommen hat, sehr wahrscheinlich innerhalb einiger Stunden auftritt, wenn die Druckvorrichtung in einem Bereich in der Nähe ihres maximalen Auslastungsgrades verwendet wird. Folglich wird im Interesse einer verringerten Komplexität und verringerter Kosten das erste Verfahren zum Bestimmen des Zeitpunkts des Austausches als das bevorzugte Verfahren angesehen.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Schnittansicht durch einen typi­ schen Laserdrucker, wobei sowohl der Simplex- als auch Duplex-Papierweg gezeigt ist;

Fig. 2 ein repräsentativer graphischer Verlauf der Fehlzu­ führungsrate, die als die Seitenzahl, zwischen Fehlzuführungen über der Gesamtzahl von Seiten, die gedruckt wurden, seitdem die Medienzuführungsrolle neu war, gemessen wird; und

Fig. 3 ein vereinfachtes Blockdiagramm einer Druckerelek­ tronik, die erforderlich ist, um die vorliegende Erfindung zu implementieren.

Im folgenden wird nun auf Fig. 1 Bezug genommen. Die schema­ tische Schnittansicht durch einen Laserdrucker 100 zeigt so­ wohl den Simplex- als auch Duplex-Medienweg (Simplex = Ein­ seitendruck; Duplex = Zweiseitendruck). Eine photoleitfähige Trommel 101 ist in einer Tonerkassettenanordnung 102 drehbar angebracht. Um ein druckbares Bild zu erzeugen, wird die Trommel 101 von einem Schrittmotor (nicht gezeigt) gedreht, während ein Laserstrahl (auch nicht gezeigt) Zeile für Zeile ein latentes elektrostatisches Bild auf dieselbe schreibt. Daraufhin wird Tonerpulver von innerhalb der Tonerkassetten­ anordnung 102 zu dem latenten elektrostatischen Bild auf der Trommel 101 übertragen. Ein Papierablagebehälter 103 liefert eine Ablage für einen Stapel 104 aus einzelnen Medienblät­ tern 105. Obwohl xerographisches Verbundpapier das am weite­ sten verbreitete Medium ist, das bei Laserdruckern verwendet wird, stellen Umschläge und Polymertransparentfolien jedoch zwei weitere zusätzliche Typen von Druckmedien dar. Die ein­ zelnen Medienblätter 105 werden von einer Medienzuführungs­ rolle 106 von der Oberseite des Stapels 104 entnommen. Die Aufnehmeroberfläche (Pick-Up-Oberfläche) der Medienzufüh­ rungsrolle 106 ist im allgemeinen mit einer Schicht aus ei­ nem elastischen Polymermaterial 107, wie z. B. Gummi, be­ deckt. Nach dem Passieren einer Führungsrolle 108 wird ein entnommenes Medienblatt 105 zwischen ein Paar von aneinander anliegenden, axial parallelen Ausrichtungsrollen 109 zuge­ führt. Das Medienblatt 105 läuft dann zwischen der photo­ leitfähigen Trommel 101 und einer Übertragungsrolle 110 hin­ durch, wodurch das Tonerpulverbild auf das Medienblatt 105 übertragen wird. Wenn das bildtragende Medienblatt 105 zwi­ schen einer Druckrolle 111 und einer geheizten Fixierrolle 112 hindurch läuft, wird das Bild mit der Oberfläche des Me­ dienblatts 105 verschmolzen, d. h. daran fixiert. Eine schwenkbare Duplex/Simplex-Führung 113, die wie eine Schie­ nenweiche arbeitet, führt das Medienblatt 105, auf dem sich das fixierte Bild befindet, entweder zu einem Weg 114 mit einem endgültigen Ausgang für einen Simplex-Druckvorgang oder zu einer Umkehranordnung 115, die mit umkehrbaren Dup­ lex-Rollen 116 versehen ist, und die die Zuführungsrichtung oder Transportrichtung des Medienblatts 105 für einen Dupl­ ex-Druckvorgang umkehrt. Eine Reihe von paarweise angeordne­ ten Transportrollen 117 transportiert das Medienblatt 105 zu einem Haltebehälter 118 unterhalb des Papierablagebehälters 103, in dem das Medienblatt solange bleibt, bis ein neues Bild auf die photoleitfähige Trommel 101 aufgebracht ist, und daraufhin wieder zu den Ausrichtungsrollen 109. Der Druckprozeß wird daraufhin wie vorher fortgesetzt, wobei das neue Bild auf die gegenüberliegende Seite des Medienblatts 105 aufgebracht wird. Dieses Mal wird das bedruckte Blatt für die endgültige Ausgabe in den Weg 114 ausgegeben. Ein manueller Medienzuführungsweg 119 kann für wenig verwendete Medien oder für Medien mit einer unüblichen Größe verwendet werden.

Im folgenden wird nun auf Fig. 2 Bezug genommen. Eine Kurve A zeigt einen experimentell hergeleiteten graphischen Ver­ lauf einer Fehlzuführungsrate, die als die Anzahl von Seiten zwischen Fehlzuführungen gemessen ist, als Funktion der Ge­ samtzahl der Seiten, die gedruckt wurden, seitdem die Medi­ enzuführungsrolle neu war. Obwohl während der Lebensdauer einer einzelnen Medienzuführungsrolle eine relativ geringe Anzahl von Datenpunkten gesammelt wurde, würde sich eine Normalverteilung von Datenpunkten um diese Kurve ergeben, wenn Papierstaudaten für eine große Anzahl von identischen Druckern, die identische Medienzuführungsrollen aufweisen und mit identischen Medientypen geladen sind, zusammenge­ stellt und während der Lebensdauer der jeweiligen Medien­ zuführungsrollen auf den gleichen Achsen graphisch aufgetra­ gen würden. Für die Zwecke dieser Erfindung kann die Kurve A als eine Stufenfunktion behandelt werden, die ausgehend von dem Anfangspunkt BP in Richtung eines Wendepunkts IP aus ei­ nem nach unten gerichteten konkaven Abschnitt besteht, auf den dann ein nach oben gerichteter konkaver Abschnitt folgt. Nachdem sich die Fehlzuführungsrate während des größten Teils ihrer Lebensdauer lediglich allmählich erhöht, beginnt dieselbe steil abzufallen, wenn der Reibungskoeffizient mar­ ginal wird, d. h. einen Grenzwert erreicht. An dem Wendepunkt IP beginnt die Änderungsrate damit, sich zu verringern, und die Kurve erreicht tatsächlich die horizontale Achse, d. h. einen Fehlzuführungsratenwert von Null, der einer Fehlzufüh­ rung bei jeder zugeführten Seite entspricht. Der Wendepunkt IP wird als der bevorzugte Zeitpunkt betrachtet, an dem der Rollenaustausch vorgenommen werden sollte. Da die Änderungs­ rate der Fehlzuführungsrate an diesem Punkt am höchsten ist, werden Fehlzuführungen in einer immer schnelleren Folge auf­ treten. Die Verfügbarkeit mehrerer Datenpunkte, während re­ lativ wenige Seiten gedruckt werden, macht es ziemlich ein­ fach, diesen Abschnitt des graphischen Verlaufs zu erfassen. Zusätzlich wird davon ausgegangen, daß der Austausch der Rolle am Wendepunkt oder in der Nähe des Wendepunkts des graphischen Verlaufs ein guter Kompromiß zwischen den wirt­ schaftlichen Gesichtspunkten und dem Wunsch, das Ärgernis zu häufiger Fehlzuführungen zu beseitigen, darstellt.

Die Kurve A von Fig. 2 kann durch die Verwendung von Druck­ medien mit hohen Abriebeigenschaften oder von Druckmedien mit vielen Schmutzstoffen horizontal komprimiert werden. Die Kurve B ist das Ergebnis der Komprimierung. Entsprechend kann die Kurve durch die Verwendung von Druckmedien mit we­ nigen Schmutzstoffen und mit niedrigen Abriebeigenschaften auch horizontal ausgedehnt werden. Die Kurve C stellt eine horizontale Ausdehnung der Kurve A dar. Die Kurve behält ih­ re charakteristische, doppelt-konkave Form bei, auch wenn die Kurve komprimiert oder ausgedehnt ist.

Im folgenden wird weiterhin auf Fig. 2 Bezug genommen. RI entspricht der anfänglichen Fehlzuführungsrate einer neuen Rolle. Wie im vorhergehenden angegeben, kann dieser Wert et­ wa ein (1) Zuführungsfehler pro 10.000 Seiten für einen hochwertigen Drucker und etwa ein (1) Zuführungsfehler pro 3.000 Seiten für einen minderwertigen Drucker sein. Die mi­ nimale annehmbare Anzahl "MAN" von Seiten zwischen Zufüh­ rungsfehlern ist die Austauschgrenze. Dieser Wert ist auf etwa einen (1) Zuführungsfehler pro 500 Seiten für einen hochwertigen Drucker und auf einen (1) Zuführungsfehler bei etwa 100 Seiten für einen minderwertigen Drucker einge­ stellt. Die Lebenserwartung einer Medienzuführungsrolle als Gesamtzahl von gedruckten Seiten ist durch den Wert NT dar­ gestellt. NT kann etwa gleich 350.000 für einen hochwertigen Drucker und 100.000 für einen minderwertigen Drucker sein.

Da ein bestimmter Zufälligkeitsgrad bezüglich des Zufüh­ rungsfehlerphänomens vorhanden ist, ist es notwendig, daß die dahingehende Benachrichtigung, daß der Austausch der Me­ dienzuführungsrolle erforderlich ist, basierend auf gesam­ melten Daten gegeben wird, wobei diese ausreichen, um eine statistisch gültige Anweisung an den Druckerbenutzer zu ge­ ben, und nicht um eine Anweisung zu geben, die lediglich einfach auf einem oder einigen wenigen Datenpunkten basiert, die sich an den Extrempunkten einer normalen Verteilung be­ finden können und folglich nicht für den Zustand der Rolle repräsentativ sind. Die einfachste Technik zum Bereitstellen einer Rollenaustauschanweisung an den Benutzer besteht da­ rin, damit zu beginnen, Fehlzuführungsraten nachzuverfolgen, wenn ein Fehlzuführungsratenwert zum ersten Mal in einen vorbestimmten Austauschbereich fällt. Nachdem eine stati­ stisch signifikante Anzahl von nachfolgenden Fehlzuführungen anzeigt, daß sich der Fehlzuführungsratenmittelwert inner­ halb des feststehenden Austauschbereichs befindet, kann die Austauschanweisung ausgegeben werden. Die Mitteilung kann eine oder mehrere unterschiedliche Formen annehmen, wie z. B. eine Warnung mit einer synthetischen Stimme, eine Warnmit­ teilung, die auf einer digitalen Anzeige erscheint, das Ein­ schalten eines Warnlichts oder die Tonausgabe eines Summers. Falls der Drucker in ein Netzwerk eingebunden ist, kann die Benachrichtigung an den den Ausdruck vornehmenden Benutzer, an die Netzwerkserverkonsole oder an beide Positionen ge­ schickt werden. Eine Verbesserung der vorhergehenden Erfas­ sungsprozedur kann eine statistische Analyse von weiteren aufgezeichneten Daten umfassen. Verschiedene Faktoren, wie z. B. die Gesamtzahl von Seiten, die gedruckt wurde, seitdem die Rolle neu war, und der Trend der Fehlzuführungsdaten, die aufgezeichnet wurden, bevor ein Fehlzuführungsratenwert in den Austauschbereich fällt, können analysiert und auf ei­ ne korrekte Korrelation überprüft werden. Falls die Existenz von Fehlzuführungsratendaten innerhalb des Austauschbereichs nicht mit den vorherigen Datentrends konsistent ist, oder wenn die Fehlzuführungsdaten ungewöhnlich früh in den vorbe­ stimmten Austauschbereich fallen, kann dies ein Anzeichen eines Problems darstellen, das nicht auf den Zustand der Gummischicht auf der Medienzuführungsrolle bezogen ist. Bei­ spielsweise können sich Schrauben gelöst haben, wodurch sich die Medienzuführungsrolle möglicherweise fehlausgerichtet haben kann, oder es können nicht zugelassene oder nicht vor­ gesehene Medien mit einem ungewöhnlich niedrigen Reibungsko­ effizienten geladen worden sein.

Ein weiteres, komplexeres Verfahren zum Bestimmen des opti­ malen Zeitpunkts zum Austauschen der Rolle nimmt an, daß die Fehlzuführungsrate eine Funktion der Gesamtzahl von Seiten ist, die gedruckt wurden, seitdem die Medienzuführungsrolle neu war. Folglich kann die erwartete Form eines zukünftigen Abschnitts der Kurve aus bereits aufgezeichneten Datenpunk­ ten extrapoliert werden. Im folgenden wird wieder auf die Kurve A von Fig. 2 Bezug genommen. Es wird offensichtlich, daß der graphische Verlauf aus einem nach unten gerichteten konkaven Abschnitt, der in einen nach oben gerichteten kon­ kaven Abschnitt übergeht, besteht, wohingegen eine echte Stufenfunktion aus zwei flachen Abschnitten bestehen würde, die durch einen vertikalen Abschnitt verbunden ist. Obwohl die Kurve als eine Stufenfunktion behandelt werden kann, um eine Analyse zu vereinfachen, gibt es bestimmte Anzeichen, daß die Fehlzuführungsrate äußerst genau als Paar von mit­ einander verbundenen Exponentialfunktionen beschrieben wer­ den kann. Ob jedoch eine exponentielle Korrelation vorhanden ist oder nicht, ist nicht besonders wichtig. Wichtig ist da­ gegen, daß sich die Steigung anscheinend kontinuierlich än­ dert. Obwohl die Grundform der Kurve für eine bestimmte Me­ dienzuführungsrolle experimentell bestimmt werden kann, ist es jedoch nicht bekannt, wie Bedingungen, die für einen be­ stimmten Benutzer eindeutig sind (z. B. die chemische Papier­ zusammensetzung und die Abriebeigenschaften), die lineare Komprimierung oder Ausdehnung der Kurve beeinflussen werden, bis eine statistisch signifikante Anzahl von Datenpunkten gesammelt worden ist, die die Rate angeben kann, mit der sich die Kurve ändert, so daß man ungefähr planen kann, wann dieselbe durch die Austauschlinie abfallen wird. Um die Form und natürlich die Steigung der Kurve zu bestimmen, wenn eine neue Fehlzuführung auftritt, kann eine nicht-lineare Regres­ sionsanalyse verwendet werden. Obwohl eine solche Technik eine frühere Warnung geben und dadurch den Frustrationsgrad der Benutzer in gewissem Maße reduzieren kann, wird in der Praxis die Zeitdauer, die erforderlich ist, damit mehrere Fehlzuführungen auftreten, nachdem die Medienzuführungsrolle den Übergang von einem Zustand, der gerade annehmbar ist, in einen Zustand, der einen Austausch erfordert, vorgenommen hat, äußerst wahrscheinlich in einem Bereich von Stunden liegen, wenn die Druckvorrichtung irgendwo in der Nähe ihrer maximalen Arbeitsauslastung verwendet wird. Folglich wird im Interesse einer reduzierten Komplexität das erste Verfahren zum Bestimmen des Zeitpunkts des Austauschens als das bevor­ zugte Verfahren angesehen.

Im folgenden wird nun auf Fig. 3 Bezug genommen. Um die Er­ findung auf der Hardwareebene zu implementieren, muß die Druckvorrichtung bestimmen können, ob eine Fehlzuführungssi­ tuation das Ergebnis eines Fehlers der Medienzuführungsrolle ist oder nicht. Eine Beteiligung der Medienzuführungsrolle kann üblicherweise festgestellt werden, wenn am Anfang des Druckzyklusses keine Zuführung oder ein Fehlzuführungszu­ stand auftritt. Viele moderne Drucker einschließlich aller hochwertigen Drucker, die von Hewlett-Packard Co. herge­ stellt und verkauft werden, sind in der Lage, diese Bedin­ gungen zu erfassen. Zusätzlich gibt es bei den meisten mo­ dernen Druckern typischerweise mehrere solche Sensoren. Ein Sensor ist jedoch nicht nur vorgesehen, um Fehlzuführungen zu erfassen, sondern auch um einen internen Papierstau und Bedingungen mit wenig Toner zu erfassen. In Fig. 3 umfaßt die Druckerelektronik 300 einen Fehlzuführungssensor 304. Zwei zusätzliche Sensoren, Sensor X 305 und Sensor Y 306, erfassen weitere anomale Bedingungen während des Druckerbe­ triebs. Die Druckerelektronik umfaßt ferner einen nicht- flüchtigen Speicher 303 zum Speichern von Betriebsdaten, wie z. B. der Gesamtzahl von gedruckten Blättern, der Gesamtzahl von gedruckten Blättern für jede Druckmediengröße, der Ge­ samtzahl von Fehlzuführungen und/oder Papierstauereignissen für jede Mediengröße, der Gesamtzahl der bedruckten Blätter, wenn ein Papierstau oder eine Fehlzuführung auftritt, und von Daten bezüglich jeder Fehlzuführung. Für eine verein­ fachte Nachverfolgung von Fehlzuführungen und/oder Papier­ stauereignissen, die auf die Medienzuführungsrolle bezogen sind, kann der Drucker optional einfach Werte speichern, die der Anzahl von Blättern entsprechen, die seit der letzten Fehlzuführung oder dem letzten Papierstau gedruckt wurden. Die Druckerelektronik 300 umfaßt ferner einen eingebauten Mikroprozessor 301 zum Verarbeiten der gespeicherten Daten und von codierten Routinen, die in einem Nur-Lese-Speicher (ROM; ROM = read-only memory) 302 zum Implementieren der Speicherungs-, Verarbeitungs- und Benachrichtigungsfunktio­ nen gespeichert sind. Da die meisten gegenwärtigen Druckvor­ richtungen einen eingebauten Mikroprozessor 301, einen ein­ gebauten nicht-flüchtigen Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM; RAM = random access memory) 303 und einen ROM-Speicher aufweisen, kann das Rollenaustausch-Benachrichtigungsverfah­ ren mit der Hinzufügung eines speziellen Codes in den ROM- Speicher 302 implementiert werden. Eine Benachrichtigung be­ züglich des Fehlzuführungszustands wird von dem Mikroprozes­ sor 301 entweder durch Senden eines Codes für eine anzeigba­ re Mitteilung, die in dem ROM-Speicher 302 gespeichert ist, an eine Druckeranzeige 307, durch Senden eines Signals, das ein Warnlicht 308 einschaltet, das den Zustand anzeigt, durch Senden eines Signals an einen Tongenerator 309, der den Benutzer hörbar warnt, oder durch Senden eines anzeig­ baren Codes an den Bildschirm eines Anzeigemonitors eines mit dem Drucker gekoppelten Computers vorgenommen. Wenn die Druckvorrichtung 100 über einen Netzwerkdatenbus 312 mit einem Netzwerk 311 gekoppelt ist, kann der Anzeigebildschirm entweder zu einem Client-System 313C oder zu einem Netzwerk­ serversystem 313S gehören. Puffer, die üblicherweise den Mikroprozessor 301 von der Druckeranzeige 307 trennen, das Warnlicht 308 und der Tongenerator 309 sind nicht gezeigt. Ein Puffer 310 trennt den Mikroprozessor 301 von dem Daten­ bus 312.

Claims (22)

1. Verfahren, das in Kombination mit einer elektronischen Druckvorrichtung (100) mit einer Medienzuführungsrolle (106), die mit einer Schicht aus einem elastischen Po­ lymermaterial (107) bedeckt ist, verwendet wird, zum Bestimmen, wann die Rolle das Ende ihrer Nutzlebens­ dauer erreicht hat, und zum Bereitstellen einer Be­ nachrichtigung dahingehend, daß der Austausch dieser Rolle erforderlich ist, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:
Festlegen einer minimalen annehmbaren Anzahl (MAN) von Seiten, die zwischen Medienzuführungsfehlern gedruckt werden;
Ausrüsten der Druckvorrichtung (100) mit einem nicht- flüchtigen Speicher (303), einem Mikroprozessor (301) und einem ROM-Speicher (302) zum Speichern von codier­ ten Routinen, die das Verfahren auf einer Hardwareebe­ ne implementieren;
Bereitstellen einer Einrichtung für die Druckvorrich­ tung (100), um alle Medienzuführungsfehler zu identi­ fizieren, die der Medienzuführungsrolle (106) zugeord­ net sind;
Speichern eines Datengegenstands, der auf zumindest diejenigen Medienzuführungsfehler bezogen ist, die un­ ter die MAN fallen, wobei jeder Datengegenstand aus­ reicht, damit der Mikroprozessor (301) die Anzahl von Seiten bestimmen kann, die seit dem vorhergehenden Me­ dienzuführungsfehler gedruckt wurden;
Verwenden des Mikroprozessors (301), um die gespei­ cherten Datengegenstände zu analysieren, um zu bestim­ men, ob die Rolle (106) das Ende ihrer Nutzlebensdauer erreicht hat oder nicht; und
Bereitstellen einer Benachrichtigung, daß bestimmt wurde, daß die Rolle (106) nicht länger verwendbar ist.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem eine Bestimmung, ob die Rolle (106) das Ende ihrer Nutzlebensdauer er­ reicht hat oder nicht, durchgeführt wird, indem der Mikroprozessor (301) verwendet wird, um alle Datenge­ genstände zu analysieren, indem eine Kurve mit bester Anpassung für alle Datengegenstände berechnet wird, und indem bestimmt wird, ob die am besten passende Kurve unter die MAN fällt oder nicht.

3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, bei dem ausgehend von dem Zeitpunkt, zu dem die Rolle (106) neu ist, bis zu dem Zeitpunkt, zu dem dieselbe ausgetauscht wird, für jeden Zuführungsfehler ein Datengegenstand ge­ speichert wird.

4. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem eine fortlaufende Zählung der Gesamtzahl von Seiten, die gedruckt wurden, seitdem die Rolle neu war, in dem nicht-flüchtigen Speicher beibehalten wird.

5. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem eine Bestimmung, ob die Rolle (106) das Ende ihrer Nutzlebensdauer erreicht hat oder nicht, durchgeführt wird, indem der Mikroprozessor (301) verwendet wird, um die gesammelten gespeicherten Datengegenstände im Anschluß an die Aufzeichnung jedes Datengegenstands, der unter die MAN fällt, zu analysieren, um zu bestim­ men, ob ein Mittelwert der analysierten Datengegen­ stände unter die MAN fällt oder nicht.

6. Verfahren gemäß Anspruch 5, das ferner den Schritt des Analysierens aller Datengegenstände, des Berechnens einer besten Anpassung für alle Datengegenstände und des Bestimmens, daß ein Zuführungsfehler, der unter die MAN fällt, zu diesem Zeitpunkt ein erwartetes Ereignis ist, bevor der Benutzer davon unterrichtet wird, daß der Austausch der Medienzuführungsrolle (106) erforderlich ist, aufweist.

7. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Benachrichtigung mittels einer Druckerer­ zeugten Mitteilung auf einem Druckeranzeigebildschirm einem Benutzer bereitgestellt wird.

8. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem die Benachrichtigung einem Benutzer bereitgestellt wird, indem ein Druckerwarnlicht eingeschaltet wird.

9. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem die Benachrichtigung durch eine hörbare Sprachmittei­ lung, die von dem Drucker erzeugt wird, einem Benutzer bereitgestellt wird.

10. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem die Benachrichtigung mittels einer Mitteilung, die von dem Drucker erzeugt wird und zu einem Computeranzeige­ bildschirm gesendet wird, bereitgestellt wird.

11. Verfahren gemäß Anspruch 10, bei dem die Mitteilung zu einer Serverkonsole geschickt wird, falls der Drucker in eine Netzwerkumgebung eingebunden ist.

12. Verfahren, das in Verbindung mit einer elektronischen Druckvorrichtung, die eine mit Gummi bedeckte Medien­ zuführungsrolle aufweist, verwendet wird, zum Bestim­ men, wann die Rolle (106) das Ende ihrer Nutzlebens­ dauer erreicht hat, und zum Bereitstellen einer Be­ nachrichtigung, daß der Austausch dieser Rolle erfor­ derlich ist, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:
Festlegen einer minimalen annehmbaren Anzahl (MAN) von Seiten, die zwischen Medienzuführungsfehlern gedruckt werden;
Ausrüsten der Druckvorrichtung (100) mit einem nicht- flüchtigen Speicher (303), einem Mikroprozessor (301) und einem ROM-Speicher (302) zum Speichern von codier­ ten Routinen, die das Verfahren auf einer Hardwareebe­ ne implementieren;
Bereitstellen einer Einrichtung für die Druckvorrich­ tung, um alle Medienzuführungsfehler zu identifizie­ ren, die der Medienzuführungsrolle (106) zugeordnet sind;
Speichern eines Datengegenstands bezüglich jedes Medi­ enzuführungsfehlers, der unter die MAN fällt, wobei jeder Datengegenstand ausreicht, damit der Mikropro­ zessor (301) die Anzahl von Seiten bestimmen kann, die seit dem vorhergehenden Medienzuführungsfehler ge­ druckt wurden;
Speichern eines Datengegenstands bezüglich jedes Feh­ lers, der einem Zuführungsfehler folgt, der unter die MAN fällt,
Verwenden des Mikroprozessors (301), um die gespei­ cherten Datengegenstände zu analysieren, um zu bestim­ men, ob ein Mittelwert der gespeicherten Datengegen­ stände unter die MAN fällt; und
Bereitstellen einer Benachrichtigung, falls der Mit­ telwert unter die MAN fällt.

13. Verfahren gemäß Anspruch 12, bei dem ausgehend von dem Zeitpunkt, zu dem die Rolle neu ist, bis zu dem Zeit­ punkt, zu dem dieselbe ausgetauscht wird, für jeden Zuführungsfehler ein Datengegenstand gespeichert wird.

14. Verfahren gemäß Anspruch 13, bei dem jeder Datengegen­ stand ferner die Gesamtzahl von Seiten aufweist, die gedruckt wurden, seitdem die Rolle neu war.

15. Verfahren gemäß Anspruch 14, das ferner den Schritt des Analysierens aller Datengegenstände, des Berech­ nens einer besten Anpassung für alle Datengegenstände und des Bestimmens, daß ein Zuführungsfehler, der un­ ter die MAN fällt, zu diesem Zeitpunkt ein erwartetes Ereignis ist, bevor der Benutzer davon unterrichtet wird, daß der Austausch der Medienzuführungsrolle (106) erforderlich ist, aufweist.

16. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 12 bis 15, bei dem die Benachrichtigung mittels einer Computer-erzeugten Mitteilung auf einem Druckerbildschirm einem Benutzer bereitgestellt wird.

17. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 12 bis 15, bei dem die Benachrichtigung durch den Drucker (100), auf dem ein Warnlicht einschaltet wird, einem Benutzer bereit­ gestellt wird.

18. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 12 bis 15, bei dem eine Benachrichtigung mittels einer hörbaren Sprach­ mitteilung, die von dem Drucker (100) erzeugt wird, einem Benutzer bereitgestellt wird.

19. Verfahren, das in Verbindung mit einer elektronischen Druckvorrichtung, die eine Medienzuführungsrolle auf­ weist, die mit einer Schicht aus einem elastischen Po­ lymermaterial bedeckt ist, verwendet wird, zum Bestim­ men, wann die Rolle (106) das Ende ihrer Nutzlebens­ dauer erreicht hat, und zum Ausgeben einer Benachrich­ tigung, daß der Austausch der Rolle erforderlich ist, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:
Festlegen einer minimalen annehmbaren Anzahl (MAN) von Seiten, die zwischen Medienzuführungsfehlern gedruckt werden;
Ausrüsten der Druckvorrichtung (100) mit einem nicht- flüchtigen Speicher (303), einem Mikroprozessor (301) und einem ROM-Speicher (302) zum Speichern von codier­ ten Routinen, die das Verfahren auf einer Hardwareebe­ ne implementieren;
Bereitstellen einer Einrichtung für die Druckvorrich­ tung, um alle Medienzuführungsfehler zu identifizie­ ren, die der Medienzuführungsrolle (106) zugeordnet sind;
Speichern eines Datengegenstands bezüglich jedes Me­ dienzuführungsfehlers, wobei jeder Datengegenstand ausreicht, damit der Mikroprozessor (301) die Anzahl von Seiten bestimmen kann, die seit dem vorhergehenden Medienzuführungsfehler gedrückt wurden;
Verwenden des Mikroprozessors, um alle Datengegenstän­ de zu analysieren, um eine Kurve mit bester Anpassung für alle Datengegenstände zu berechnen; und
Unterrichten des Benutzers, falls die Kurve mit bester Anpassung unter die MAN fällt.

20. Verfahren gemäß Anspruch 19, bei dem die Benachrichti­ gung mittels einer Druckererzeugten Mitteilung auf einer Druckeranzeige einem Benutzer bereitgestellt wird.

21. Verfahren gemäß Anspruch 19, bei dem die Benachrichti­ gung durch Einschalten eines Warnlichts einem Benutzer bereitgestellt wird.

22. Verfahren gemäß Anspruch 19, bei dem die Benachrichti­ gung mittels einer hörbaren Sprachmitteilung, die von dem Drucker (100) erzeugt wird, einem Benutzer bereit­ gestellt wird.