DE69426131T2

DE69426131T2 - Schwingrahmendrucker und Betriebsverfahren

Info

Publication number: DE69426131T2
Application number: DE69426131T
Authority: DE
Inventors: Izadpour Khormaee
Original assignee: Hewlett Packard Co
Current assignee: HP Inc
Priority date: 1993-11-01
Filing date: 1994-10-25
Publication date: 2001-03-01
Anticipated expiration: 2014-10-26
Also published as: JPH07186480A; DE69426131D1; EP0875392A1; EP0650844A3; EP0650844A2; EP0650844B1; DE69416242T2; DE69416242D1; EP0872354B1; EP0872354A3; EP0872354A2; US5397192A; JP3484245B2

Description

TECHNISCHES GEBIET

Diese Erfindung bezieht sich auf Drucker vom Pendelwagentyp und Verfahren zum Betreiben derselben.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Drucker vom Pendelwagentyp sind eine Klasse von Druckern mit einem bewegbaren Pendelwagen oder Wagen, das bzw. der über eine Druckoberfläche hin und her bewegt wird. Ein Druckkopf ist an dem Pendelwagen befestigt und mit der Bewegung des Pendelwagens synchronisiert, um erwünschte Bilder zu drucken. Die Druckerklasse vom Pendelwagentyp umfaßt sowohl Anschlagdrucker, wie z. B. Punktmatrix- und Typenrad- Drucker, als auch anschlagfreie Drücker, wie z. B. Tintenstrahldrucker.
Ein Pendelwagenantriebsmechanismus manövriert den Pendelwagen über die Druckoberfläche. Der Pendelwagenantriebsmechanismus besteht typischerweise aus einem Motor und einer Riemen/Rollen-Anordnung, die den Pendelwagen mit dem Motor wirksam koppelt. Übliche Motoren, die bei solchen Mechanismen verwendet werden, umfassen einen Gleichstrommotor, der Geschwindigkeit und Richtung bezüglich des Pegels und der Polarität einer Gleichspannung ändert, die an denselben angelegt wird, und einen Schrittmotor, der Geschwindigkeit und Richtung ansprechend auf intermittierende Pulse ändert. Der Schrittmotor ist beim Liefern einer genauen Positionskontrolle im Vergleich zum Gleichstrommotor samt Wellencodierer weniger wirksam. Der Schrittmotor ist jedoch dahingehend vorteilhaft, daß er preisgünstiger als der Gleichstrommotor und Codierer ist.
Ein Problem bei Druckern vom Pendelwagentyp ist der inhä rente Mangel an genauer Positionskontrolle aufgrund von mechanischen Toleranzen des Pendelwagenantriebsmechanismusses. Der Motor und die Antriebsriemenanordnung besitzen Herstellungsvarianzen, die kleine jedoch akzeptierbare Fehler beim Pendelwagenpositionierverfahren einführen. Diese Fehler zeigen sich in zusammengebauten Druckern und variieren von Drucker zu Drucker. Dementsprechend würde es vorteilhaft sein, die inhärenten mechanischen Fehler innerhalb eines zusammengebauten Druckers zu identifizieren und zu kompensieren. Eine Lösung zum Bestimmen der absoluten Wagenposition relativ zu einer Auflageplatte ist in der Europäischen Patentanmeldung Nr. 94307814.7 (EP-A-0650844) beschrieben und beansprucht, wobei aus dieser Europäischen Patentanmeldung die vorliegende Anmeldung herausgeteilt worden ist.
Ein weiteres Problem, das Druckern zugeordnet ist, betrifft das Beibehalten einer konsistenten Druckqualität. Üblicherweise besteht die Tendenz, daß die Druckqualität mit der Zeit abnimmt. Diese Verschlechterung kann das Ergebnis mechanischer Abnutzung oder anderer Faktoren sein, wie z. B. einer Änderung des Tintentropfenvolumens (für Tintenstrahldrucker) oder einer Variationen beim Nadelaufschlag (für Punktmatrixdrucker). Während eine Verschlechterung der Druckqualität üblicherweise durch den Benutzer erfaßt wird, würde es wünschenswert sein, einen automatischen Lösungsansatz zum Überwachen der Druckqualität zu schaffen.
Die vorliegende Erfindung, wie sie in dem beigefügten Patentanspruch spezifiziert ist, liefert ein Verfahren zum Betreiben eines Druckers vom Pendelwagentyp, bei dem die Druckqualität überwacht wird.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend bezugnehmend auf die folgende beigefügte Zeichnung beschrieben, in der Beispiele dargestellt sind, die die beste Art und Weise zum Ausführen der Erfindung wiedergeben.
Fig. 1 ist eine schematische Darstellung eines Drucksystems für einen erfindungsgemäßen Drucker vom Pendelwagentyp.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Fig. 1 zeigt ein Drucksystem 10 eines Druckers vom Pendelwagentyp. Das System 10 umfaßt eine Auflageplatte 12, eine Pendelwagenanordnung 20, einen Druckkopf 40, einen optischen Sensor 50 und ein Steueruntersystem 60. Die Auflageplatte 12 ist vorzugsweise fest und trägt ein Aufzeichnungsmedium 14 während des Druckens. Das Aufzeichnungsmedium 14 hat eine obere Kante 15, eine erste Seitenkante 16 und eine zweite Seitenkante 18. Das Medium 14 kann ein Material mit durchgehender Form oder mit einzelnen Blättern sein, und es kann aus Papier, selbstklebenden Etiketten oder anderen Typen von bedruckbaren Gegenständen bestehen.
Eine Medienzuführvorrichtung (nicht gezeigt), wie z. B. Reibungsrollen oder ein Traktorzuführsystem, wird verwendet, um das Medium durch den Drucker entlang eines Medienzuführwegs zu treiben. Der Medienzuführweg wird durch gestrichelte Begrenzungslinien 19 dargestellt und hat eine Breite, die so ist, daß sie mit einem ersten Abschnitt der Auflageplatte 12 zusammenfällt, während ein zweiter Abschnitt der Auflageplatte freiliegend ist. Insbesondere hat die Auflageplatte 12 eine mittlere Region 17, die den Medienzuführweg 19 definiert, und zwei gegenüberliegende Endregionen 21, 23, die sich über den Medienzuführweg hinaus erstrecken.
Die Pendelwagenanordnung 20 umfaßt einen Wagen 22, der an einem festen länglichen Stab 24 verschiebbar befestigt ist, um bidirektional über die Auflageplatte 12 bewegt zu werden.
Der Wagen 22 wird vorzugsweise über die gesamte Breite der Auflageplatte manövriert, um über dem Medienzuführweg 19 an der Mittenregion 17 der Auflageplatte und über den zwei gegenüberliegenden Endregionen 21, 23 außerhalb des Medienzuführwegs 19 positionierbar zu sein. Der Wagen 22 hat einen Nasenabschnitt 25, der sich neben der Auflageplatte 12, jedoch von derselben beabstandet, befindet, um einen Durchgang des Aufzeichnungsmediums 14 zwischen denselben zu erlauben.
Die Pendelwagenanordnung 20 umfaßt ferner eine Antriebsunteranordnung 26, die mechanisch gekoppelt ist, um den Wagen 22 entlang des Stabs 24 hin und her anzutreiben. Die Antriebsunteranordnung 26 umfaßt einen Draht oder Riemen 28, der an dem Wagen 22 angebracht ist und um zwei gegenüberliegende Rollen 30 gewickelt ist, sowie einen Motor 32, der angeschlossen ist, um eine der Rollen mit Leistung zu versorgen. Vorzugsweise ist der Motor 32 ein Schrittmotor, wobei jedoch auch ein Gleichstrommotor verwendet werden kann. Ein Drehcodierer 24 ist mit der Motorantriebswelle gekoppelt, um die inkrementelle Wellendrehung zu überwachen. Dieser Inkrementalzählwert liefert Rückkopplungsdaten zur Verwendung beim Positionieren und Steuern des Wagens. Die Pendelwagenanordnung 20 ist aus Erklärungsgründen in einer typischen Form dargestellt, wobei der Aufbau derselben in der Technik bekannt ist. Andere Typen von Pendelwagenanordnungskonfigurationen können jedoch ebenfalls bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
Der Druckkopf 40 ist an einem Nasenabschnitt 25 des Wagens 22 neben der Auflageplatte 12 angebracht. Der Druckkopf 40 ist schematisch als Block auf dem Nasenabschnitt 25 des Wagens 22 dargestellt und kann als Tintenstrahldruckkopf, als Punktmatrixdruckkopf, als Typenrad oder als irgend ein anderer Typ eines Druckkopfs dargestellt werden, der auf einem Pendelwagen getragen wird.
Ein optischer Sensor 50 ist ebenfalls auf dem Wagen 22 befestigt, um über der Auflageplatte 12 und/oder dem Medium 14 positionierbar zu sein. Der optische Sensor 50 umfaßt eine Lichtquelle (z. B. einen Photoemitter, eine LED, eine Laserdiode, eine Superlumineszenzdiode, eine faseroptische Quelle), die ausgerichtet ist, um einen Lichtstrahl zu der Auflageplatte 12 zu emittieren, sowie einen lichtempfindlichen Detektor (z. B. einen Photodetektor, ein ladungsgekoppeltes Element, eine Photodiode), der ausgerichtet ist, um Licht zu erfassen, das von der Auflageplatte oder dem Medium reflektiert wird. Der optische Sensor 50 ist vorzugsweise neben und in wesentlicher Ausrichtung mit dem Druckkopf 40 angeordnet, um Textzeilen oder andere Bilder zu überwachen, die bereits gedruckt worden sind.
Das Steuerungsuntersystem 60 des Drucksystems 10 besteht aus verschiedenen Komponenten, die verwendet werden, um den Betrieb des Drucksystems zu überwachen und zu steuern. Dasselbe umfaßt eine Druckkopfsteuerung 62, eine Steuerung 64 für einen optischen Sensor, eine Wagensteuerung 66, einen Speicher 68 und einen Prozessor 69. Diese Komponenten sind aus Gründen der Klarheit der Erörterung in Blockform dargestellt. Die Druckkopfsteuerung 62 ist mit dem Druckkopf 40 elektrisch gekoppelt, um die Aufgaben zu verwalten, die dem Transformieren von digitalen Daten, die zu dem Drucker geladen werden, in erwünschte Muster zugeordnet sind, die auf dem Aufzeichnungsmedium aufgebracht werden sollen. Die Steuerung 64 für den optischen Sensor ist elektrisch gekoppelt, um Signale zu überwachen, die von dem optischen Sensor 50 erzeugt werden. Die Wagensteuerung 66 ist konfiguriert, um den Motor 32 zu verwalten, und um eine inkrementelle Bewegungsrückkopplung von dem Drehcodierer 34 zu empfangen, um den Wagen 22 an ausgewählten Positionen relativ zu der Auflageplatte 12 oder dem Medium 14 steuerbar zu positionieren. Der Speicher 68 ist vorzugsweise ein nicht-flüchtiger Direktzugriffsspeicher, der positionsbezogene Informationen speichert. In der Praxis ist das Steuerungsuntersystem 60 als ein oder als mehrere Mikroprozessoren, Mikrosteuerungen, ASICs oder als eine andere Schaltungsanordnung und Logikanordnung ausgeführt.
Das Drucksystem 10 hat ferner zumindest eine optisch wirksame Auflageplatten-Markierung 70, die an einem Ende 21 der Auflageplatte 12 angebracht ist. Vorzugsweise ist eine Auflageplatten-Markierung an jeder der zwei gegenüberliegenden Endregionen 21 und 23 außerhalb des Medienzuführwegs 19 angebracht, wie es durch die Markierungen 70 bzw. 72 dargestellt ist. Auf diese Art und Weise bleiben die Markierungen 70 und 72 neben dem Medium freiliegend, wenn das Medium 14 durch das Drucksystem 10 zwischen dem Wagen 22 und der Auflageplatte 12 eingebracht wird.
Die Markierung besitzt eine deutlich unterschiedliche optische Dichte im Vergleich zu der optischen Dichte der Auflageplatte, um eine erfaßbare Änderung in der Signalausgabe einzuführen, wenn der optische Sensor 50 über die Markierung läuft. Die Markierungen sind als Öffnungen, die in der Auflageplatte gebildet sind, ausgeführt. Die Markierungen 70, 72 werden in Verbindung mit dem optischen Sensor 50 verwendet, um eine Messung der absoluten Wagenposition relativ zu der Auflageplatte zu ermöglichen, wie es in der EP-A-0650844 beschrieben und beansprucht ist.

DRUCKQUALITÄT

Das Verfahren gemäß dieser Erfindung betrifft einen einfachen preisgünstigen Lösungsansatz, um die Druckqualität zu überwachen. Sobald das Medium 14 in das Drucksystem eingespeist ist, nimmt der optische Sensor 50 eine Probeablesung des Mediums, um einen Hintergrundreflektivitätspegel zu errichten. Dieser Pegel wird in dem Speicher 68 gespeichert. Der Wagen 22 wird dann zu einer Position mit einer Marke mit einer ausgewählten optischen Dichte bewegt, die sich von der des Mediums unterscheidet. Lediglich beispielhaft kann die Marke permanent auf der Auflageplatte vorgesehen sein, oder alternativ auf dem Aufzeichnungsmedium vorgedruckt sein, oder auf demselben durch den Druckkopf 40 aufgebracht wer den. Der optische Sensor 50 nimmt eine weitere Probeablesung der Marke, um einen Vordergrundreflektivitätspegel zu errichten, der sich von dem Hintergrundreflektivitätspegel unterscheidet. Der Vordergrundreflektivitätspegel wird ebenfalls in dem Speicher 68 gespeichert.
Der Drucker wird dann in seinem normalen Druckmodus betrieben, um Bilder auf dem Aufzeichnungsmedium 14 zu drucken. Der optische Sensor 50 überwacht routinemäßig die gedruckten Bilder und vergleicht die erfaßten Bilder mit dem Hintergrund- und dem Vordergrund-Reflektivitätspegel, die in dem Speicher 68 gespeichert sind, um jegliche Reflektivitätsänderungen der erfaßten Bilder zu erfassen. Über der Zeit nimmt die Druckqualität der gedruckten Bilder ab (aufgrund des Ausgehens der Tinte, einer Änderung der Nadelaufschlagstärke, usw.), was eine identifizierbare Reflektivitätsänderung bewirkt. Wenn sich die überwachte Reflektivität bezüglich der bevorzugten gespeicherten Pegel ändert, warnt das Steueruntersystem 60 den Benutzer, daß sich die Druckqualität verschlechtern könnte.

Claims

1. Ein Verfahren zum Betreiben eines Druckers vom Pendelwagentyp, wobei der Drucker vom Pendelwagentyp eine Auflageplatte (12), einen Wagen (22), der sich bidirektional über die Auflageplatte bewegt, und einen Druckkopf (40) und einen optischen Sensor (50) hat, der an dem Wagen befestigt ist, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:

Zuführen eines Aufzeichnungsmediums (14) mit einer ersten optischen Dichte zwischen die Auflageplatte (12) und den Wagen (22) entlang eines Medienwegs (19);

optisches Erfassen des Aufzeichnungsmediums (14), um einen Hintergrundreflektivitätspegel festzulegen;

Bewegen des Wagens (22) zu einer Position mit einer Marke mit einer ausgewählten zweiten optischen Dichte;

optisches Erfassen der Marke, um einen Vordergrundreflektivitätspegel festzulegen, der sich von dem Hintergrundreflektivitätspegel unterscheidet;

Drucken von Bildern auf das Aufzeichnungsmedium (14);

optisches Erfassen der Bilder, die auf dem Aufzeichnungsmedium gedruckt worden sind; und

Vergleichen der erfaßten Bilder mit dem Hintergrund- und dem Vordergrundreflektivitätspegel, um Änderungen der Reflektivität der erfaßten Bilder zu erfassen, wobei Änderungen der Reflektivität Änderungen der Druckqualität anzeigen.