DE102008014631A1

DE102008014631A1 - Verfahren und Wandlereinheit zum Übertragen von Steuerinformationen zwischen mindestens zwei Verarbeitungseinheiten eines Druck- oder Kopiersystems

Info

Publication number: DE102008014631A1
Application number: DE102008014631A
Authority: DE
Inventors: Johannes Dipl.-Wirtsch.-Ing. Dipl.-Ing. Weber (BA); Timo Dipl.-Inf. Sponer
Original assignee: Oce Printing Systems GmbH and Co KG
Current assignee: Canon Production Printing Germany GmbH and Co KG
Priority date: 2008-03-17
Filing date: 2008-03-17
Publication date: 2009-11-05
Anticipated expiration: 2028-03-18
Also published as: US20090231616A1; US8325364B2; DE102008014631B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Wandlereinheit und ein Verfahren zum Übertragen von Steuerinformationen zwischen mindestens zwei Verarbeitungseinheiten eines Druck- oder Kopiersystemms mit mindestens einer ersten Verarbeitungseinheit (12), die eine erste Datenschnittstelle gemäß einem ersten Schnittstellenstandard zum Austausch von Steuerinformationen aufweist, wobei die erste Verarbeitungseinheit (12) zusätzlich mindestens ein steuerleitungsbasiertes Steuersignal bereitstellt. Eine zweite Verarbeitungseinheit (14) weist mindestens eine echtzeitfähige zweite Datenschnittstelle gemäß einem zweiten Schnittstellenstandard zum Austausch von Steuerinformationen auf. Eine Wandlereinheit (18) wandelt den Signazustand des steuerleitungsbasierten Steuersignals in zur echtzeitfähigen Datenschnittstelle konforme Daten nach dem zweiten Schnittstellenstandard um und überträgt diese zur zweiten Verarbeitungseinheit (14). Alternativ oder zusätzlich wandelt die Wandlereinheit (18) die von der zweiten Verarbeitungseinheit (14) ausgehenden echtzeitfähigen Daten in einen den Daten entsprechenden Signalverlauf des steuerleitungsbasierten Steuersignals um.

Description

Die Erfindung betrifft eine Wandlereinheit und ein Verfahren zum Übertragen von Steuerinformationen zwischen mindestens zwei Verarbeitungseinheiten eines Druck- oder Kopiersystems, die jeweils mindestens eine Datenschnittstelle zum Austausch von Steuerinformationen aufweisen.
Bekannte Hochleistungsdruck- oder Hochleistungskopiersysteme mit Druckleistungen von größer 100 Blatt DIN A4 pro Minute und Druckgeschwindigkeiten von bis zu größer 2 m pro Sekunde umfassen üblicherweise Vor- und/oder Nachverarbeitungseinheiten, die oft als separate Baueinheiten ausgeführt sind und die mit mindestens einer Bilderzeugungseinheit gekoppelt sind. Die mindestens eine Bilderzeugungseinheit und die Vor- und/oder Nachverarbeitungseinheiten sind in einer die Produktionsrichtung angebenden Papierlaufrichtung nacheinander angeordnet, um das Trägermaterial seriell zu verarbeiten. Die Papierlaufrichtung ist allgemein die Transportrichtung des Trägermaterials durch das jeweilige Hochleistungsdruck- oder Hochleistungskopiersystem. Als Bilderzeugungseinheit des Hochleistungsdruck- oder Hochleistungskopiersystems wird vorzugsweise ein Hochleistungsdrucker oder Hochleistungskopierer verwendet.
Das Steuern und Koordinieren der Verarbeitungsschritte der einzelnen Verarbeitungseinheiten erfordert einen Austausch von Daten mit Verarbeitungsinformationen zwischen den Verarbeitungseinheiten des Druck- oder Kopiersystems. Insbesondere beim Verarbeiten von bahnförmigem Trägermaterial ist eine Echtzeitverarbeitung der den Papierlauf betreffenden Verarbeitungsinformationen erforderlich, um die Verarbeitungsschritte der einzelnen Verarbeitungseinheiten zu steuern und aufeinander abzustimmen. Dabei besteht der Wunsch und die Forderung, Geräte verschiedener Hersteller zu einem Druck- oder Kopiersystem kombinieren zu können, indem die einzelnen Geräte so nacheinander angeordnet werden, dass sie vorzugsweise eine komplette Druckstraße bilden. Die Druckstraße kann je nach der Art und den Anforderungen an die Herstellung eines herzustellenden Druckerzeugnisses auch mehrere Druckeinheiten sowie Zusatzgeräte wie beispielsweise Stacker, Kühlstrecken, Rückbefeuchter, Schneid-, Falt-, Binde-, Heft-, Kuvertier-, Frankier-, und/oder Verpackungseinheiten umfassen.
Um weiter steigende Anforderungen an den Verarbeitungsablauf bei der Herstellung von Druckerzeugnissen erfüllen zu können, sind im Stand der Technik Druckauftragsbegleitdaten bekannt, insbesondere sogenannte Jobticketdaten, die zusätzlich zu einem Druckdatenstrom bzw. Dokumentendatenstrom zwischen mehreren Software- und/oder Hardwaresystemen ausgetauscht werden. Es sind auch Anwendungen bekannt, bei denen Jobticketdaten mit in den Druckdatenstrom eingefügt sind. Die Jobticketdaten werden vorzugsweise in einer separaten Datei gespeichert und entsprechen vorzugsweise einem als JDF bekannten Job-Definitions-Format. Ferner ist bekannt, zusätzlich zu dem Job-Definitions-Format ein Job-Nachrichtenformat vorzusehen, das als JMF Job-Messaging-Format bezeichnet wird. Ein Industriekonsortium hat die JDF-Spezifikation zum Austausch von Datenformaten im Druckprozess vereinbart, die zum Zeitpunkt der vorliegenden Patentanmeldung in der Version 1.3 vom 30. September 2005 vorliegt und über die Internetseite http://www.cip4.org heruntergeladen werden kann.
Ferner ist bekannt, zum Datenaustausch zwischen den Verarbeitungseinheiten von Hochleistungsdrucksystemen und/oder Hochleistungskopiersystemen eine dafür spezialisierte standardisierte Datenschnittstelle vorzusehen. Eine solche als UP³I (Universal Printer-, Pre- and Post-Processing Interface) bekannte Datenschnittstelle ist von einem Industriekonsortium standardisiert worden. Mit Hilfe der UP³I-Datenschnittstelle ist ein Austausch von Daten mit Verarbeitungsinformationen, insbesondere von Steuerinformationen, zwischen Druckgeräten und mit diesen Druckgeräten kombinierbaren Vor- und Nachverarbeitungseinheiten sowie mit einer in einer Verarbeitungseinheit integrierten Bedieneinheit und/oder mit einer separat angeordneten Bedieneinheit, einfach möglich. Für die UP³I-Schnittstelle sind für die Verarbeitungseinheiten und den Verarbeitungsablauf einer Druckstraße typische Verarbeitungsinformationen, insbesondere als Steuerbefehle und Ereignismeldungen, in den Schnittstellenkommandos der UP³I-Schnittstelle standardisiert. Einzelheiten zu dieser UP³I-Datenschnittstelle sowie zu dem in der aktuellen Version 1.20 vom 2. November 2004 vorliegenden Standard der UP³I-Schnittstelle sind auf der Internetseite http://www.UP3I.org zum Zeitpunkt der Anmeldung veröffentlicht.
Wünschenswert ist, dass mit Hilfe des Datenaustausches zwischen den einzelnen Verarbeitungseinheiten eines Drucksystems eine vollständige Seitenverfolgung bei der Verarbeitung von Einzelblättern sowie eine vollständige Formularverfolgung bei der Verarbeitung von bahnförmigem Trägermaterial sichergestellt wird und dass bei einem aufgetretenen Fehler die erforderlichen Fehlerbehebungsmaßnahmen ermittelt und ausgeführt werden. Diese Fehlerbehe bungsmaßnahmen bestehen insbesondere darin, zu ermitteln, ob der Druck und die Verarbeitung einzelner Seiten oder Formulare wiederholt werden muss, und wenn ja, sind die Seiten oder Formulare automatisch zu ermitteln, die wiederholt erzeugt werden müssen. Dies ist insbesondere bei der Produktion vergleichsweise komplexer und großer Druckjobs, wie etwa bei der Herstellung von Büchern, wünschenswert, damit nicht der gesamte teilfertiggestellte Druckauftrag als fehlerhaft eingestuft und die bereits erzeugten Druckseiten als Makulatur aussortiert werden müssen.
Die Druckeinheit bzw. die Druckeinheiten bilden im Allgemeinen die Grenze zwischen den Vorverarbeitungseinheiten und den Nachverarbeitungseinheiten. Je nach Art und Aufbau der Druckeinheit und der durch den Druckauftrag spezifizierten Verarbeitungserfordernisse werden auch Anordnungen gewählt, bei denen mehrere Druckgeräte hintereinander angeordnet werden. Je nach Art und Aufbau des Druckgerätes, das die Bilderzeugungseinheit bildet, ist dieses in der Lage, Druckbilder mit einer oder mehreren Farben auf die Vorder- und/oder Rückseite des zu bedruckenden Trägermaterials zu drucken. Dabei können auch sogenannte Twin- oder Tripelkonfigurationen mehrerer Druckgeräte vorgesehen werden, die aus zwei bzw. drei Druckgeräten bestehen, zwischen denen auch Zwischenverarbeitungseinheiten vorgesehen werden können, insbesondere Wendeeinheiten, Zwischenspeichereinheiten (Papierpuffer), Kühl- und/oder Befeuchtungseinheiten. Vorverarbeitungseinheiten sind beispielsweise Abrolleinheiten, Einzelblattzuführeinheiten, sogenannte Feeder, Markendruckeinrichtungen zum Erzeugen von Druckmarken usw. Nachverarbeitungseinheiten sind beispielsweise Heftmaschinen, Schneidmaschinen, Falzmaschinen, Bindema schinen, Vorrichtungen zum Einschuss von weiteren Blättern usw.
Neben der UP³I-Datenschnittstelle zum Datenaustausch zwischen den einzelnen Verarbeitungseinheiten eines Drucksystems sind proprietäre Lösungsansätze zum Austausch von Steuerinformationen bekannt. Eine Vielzahl dieser Schnittstellen sind jedoch nicht standardisiert, wodurch der Austausch von Verarbeitungsinformationen insbesondere von Steuersignalen, für miteinander zu kombinierende Verarbeitungseinheiten angepasst werden muss. Beispielsweise wurde zu Beginn der 90er Jahre von der Siemens AG eine sogenannte Type-1-Schnittstelle definiert, die bei einer Vielzahl von Hochleistungsdruckern als Schnittstelle zur Kopplung dieser Drucker mit Vor- und/oder Nachverarbeitungseinheiten genutzt worden ist. Die Type-1-Schnittstelle hat beispielsweise elf Nutzsignale, die unidirektional sind und die mehrere Verarbeitungseinheiten mit dem Drucksystem potentialgetrennt über Optokoppler verbinden. Eine ähnliche Schnittstelle ist durch die Firma Xerox Corporation als DFA Level 1 Schnittstelle definiert worden.
Ausgehend von solchen proprietären Lösungen ist der bereits erwähnte Standard für UP³I entwickelt worden, um eine durchgängige Kommunikation innerhalb einer digitalen Druckstraße mit Geräten, d. h. Verarbeitungseinheiten, verschiedener Hersteller zu ermöglichen. Durch den Einsatz von Geräten mit jeweils einer UP³I-Datenschnittstelle und durch einen entsprechenden Datenaustausch von Daten mit Verarbeitungsinformationen kann ein hoher Automatisierungsgrad der Druckstraße erreicht werden. Insbesondere ermöglicht UP³I automatisierte Jobwechsel sowie eine zentrale Steuerung und eine zentrale Kontrolle aller Geräte der Druckstraße, wodurch ein sogenannter Single Point of Operation möglich ist.
Grundsätzlich ist vorgesehen, UP³I sowohl bei Einzelblattdrucksystemen als auch bei Drucksystemen zum Bedrucken von bahnförmigem Trägermaterial einzusetzen. Jedoch wird die UP³I-Datenschnittstelle derzeit nur für Einzelblattdrucksysteme eingesetzt, da trotz des im UP³I-Standard formulierten Wunsches nach einer Echtzeitfähigkeit der UP³I-Datenschnittstelle eine echtzeitfähige Verarbeitung von Daten mit Verarbeitungsinformationen mit Hilfe der UP³I-Schnittstelle nicht möglich ist. Bei Einzelblattdrucksystemen wird eine zeitkritische Papierlaufsteuerung derzeit dadurch vermieden, dass die Verarbeitungsinformationen bereits vor dem Eintreffen eines Einzelblatts zu der jeweiligen Verarbeitungseinheit übertragen werden, wodurch, wenn diese Verarbeitungseinheit das Eintreffen des jeweiligen Einzelblatts mit Hilfe eines Blattkantensensors detektiert, die zu diesem Einzelblatt zugeordnete Verarbeitungsinformationen zu dessen Verarbeitung genutzt werden.
Derzeit ist weltweit noch keine tatsächlich für Hochleistungsdrucksysteme in der Praxis funktionierende Druckstraße für den Endlosdruck, d. h. zum Verarbeiten von bahnförmigem Trägermaterial, bekannt, bei der UP³I bei Druckgeschwindigkeiten von 1 m pro Sekunde und schneller zur Papierlaufsteuerung genutzt wird, da das Verarbeiten des bahnförmigen Trägermaterials mit Hilfe verschiedener Verarbeitungseinheiten eine Echtzeitverarbeitung zumindest eines Teils der Papierlaufinformationen erfordert, die UP³I derzeit nicht mit der für den Praxiseinsatz erforderlichen Sicherheit bereitstellt.
Bei bekannten Hochleistungsdruck- oder Hochleistungskopiersystemen werden zur Formularverfolgung sowie zur Papierlaufsteuerung bei bahnförmigem Trägermaterial Barcodes auf das bahnförmige Trägermaterial, vorzugsweise auf jedes zu verarbeitende Formular gedruckt, die dann durch Barcodelesegeräte der einzelnen Verarbeitungseinheiten gelesen werden, um die Position des Trägermaterials zu verifizieren und einzelne Druckformularbereiche zu identifizieren. Dadurch können entsprechende Verarbeitungsinformationen auf den korrekten Bereich des bahnförmigen Trägermaterials angewendet werden.
Ferner beruht die Datenübertragung der im Standard definierten UP³I-Datenschnittstelle physikalisch auf einer Fire-Wire-Datenverbindung zwischen den einzelnen Datenverarbeitungseinheiten gemäß dem IEEE1394-Standard. Dabei werden die physikalische Übertragungsschicht, die Verbindungsschicht zur Umwandlung von Transaktionsanfragen in Pakete und zur Sicherung von Transaktionen bei Übertragungsfehlern sowie die Transaktionsschicht für einen asynchronen gesicherten Transfer von Daten zwischen den Verarbeitungseinheiten sowie eine Busmanagementschicht für Buskonfigurations- und -managementaktivitäten nach dem IEEE1394-Standard genutzt. Auf diese Datenübertragung aufbauend werden von der UP³I-Schnittstelle eine Transportschicht und zumindest eine Anwendungsschicht definiert.
In der Praxis treten jedoch Probleme bei Datenverbindungen nach IEEE1394-Standard im industriellen Drucktechnikumfeld auf. Insbesondere ist die Datenübertragung gemäß dem IEEE1394-Standard mit am Markt erhältlichen Bauteilen störanfällig gegenüber elektromagnetischen Einflüssen, wodurch in der Praxis wiederholt Probleme bei der Übertragung von Daten mit Verarbeitungsinformationen bei Drucksystemen aufgetreten sind. Ferner ist die vorhandene Hardware zum Bereitstellen von Datenübertragungsverbindungen gemäß dem IEEE1394-Standard und zum Bereitstellen der für die UP³I-Schnittstelle erforderlichen IEEE1394-Schichten nur ein relativ geringes Angebot an Soft- und Hardware vorhanden, wobei die Verbreitung von Datenschnittstellen nach dem IEEE1394-Standard bei Neugeräten außerhalb des industriellen Drucktechnikumfelds kontinuierlich abnimmt und auch das Angebot an Schnittstellenbausteinen für Datenschnittstellen nach dem IEEE1394-Standard kontinuierlich abgenommen hat und viele namhafte Hersteller diesen Standard nicht mehr weiter unterstützen. Hinzu kommt, dass es derzeit nur noch einen sogenannten Link-Layer-Baustein, der mit einem Mikrokontroller verbindbar ist und der eine Datenschnittstelle nach dem IEEE1394-Standard bereitstellt, wobei nicht abzusehen ist, über welchen Zeitraum dieser Link-Layer-Baustein noch verfügbar sein wird. Weitere verfügbare IEEE1394-Schnittstellen-Bausteine weisen ein PCI bzw. PCIe Interface auf und sind somit nur mit Datenverarbeitungseinheiten verwendbar, die über einen PCI-Bus bzw. PCIe-Bus verfügen. Somit ist zu erwarten, dass IEEE1394-Datenschnittstelle in Zukunft nur noch von größeren Datenverarbeitungsanlagen, wie Personal Computer und Blade-Servern, unterstützt wird, wodurch die Integration in einfache Vor- und/oder Nachverarbeitungsgeräte aus wirtschaftlichen Gründen nicht sinnvoll ist und dadurch eine UP³I-Datenschnittstelle für eine Vielzahl von Verarbeitungseinheiten nicht mehr bereitgestellt werden kann.
Aus der nichtvorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung DE 10 2007 019 312.4 ist die Realisierung einer UP³I-Datenverbindung mit einer geschalteten Netzwerkverbindung als physikalische Übertragungsstrecke zwischen zwei Verarbeitungseinheiten eines Drucksystems bekannt. Ferner kann neben der geschalteten Netzwerkverbindung ein echtzeitfähiges Bussystem als UP³I-Datenverbindung zur Übertragung von Signalen in Echtzeit vorgesehen werden. Die genannten Dokumente werden hiermit durch Bezugnahme in die vorliegende Beschreibung aufgenommen.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Wandlereinheit und ein Verfahren zum Übertragen von Daten zwischen mindestens zwei Verarbeitungseinheiten eines Druck- oder Kopiersystems anzugeben, durch die die echtzeitfähige Übertragung dieser Daten einfach und sicher möglich ist.
Diese Aufgabe wird jeweils durch einen der durch die unabhängigen Patentansprüche definierten Gegenstände gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
Durch das Vorsehen der Steuersignalschnittstelle für mindestens eine nur einem Steuersignal zugeordnete Signalleitung zusätzlich zu der ersten Datenschnittstelle steht bei der erfindungsgemäßen Wandlereinheit und dem erfindungsgemäßen Verfahren mindestens ein echtzeitfähiger Signalein- und/oder -ausgang für den Signalaustausch mit der ersten Verarbeitungseinheit zur Verfügung, sodass die Wandlereinheit die erste Verarbeitungseinheit auch in eine Echtzeitsteuerfunktion einbeziehen kann, ohne dass die erste Datenschnittstelle selbst eine Echtzeitverarbeitung von Daten unterstützen muss. Die Wandlereinheit setzt den Signalzustand der dem Steuersignal zugeordneten Signalleitung in zur echtzeitfähigen Datenschnittstelle der zweiten Verarbeitungseinheit konforme Daten um. Alternativ oder zusätzlich wandelt die Wandlereinheit die von der zweiten Verarbeitungseinheit ausgegebenen echtzeitfähigen Daten in einen den Daten entsprechenden Signalverlauf des Steuersignals um. Dadurch wird erreicht, dass durch die Wandlereinheit auch bestehende Druckgeräte und bestehende Vor- und/oder Nachverarbeitungseinheiten in eine echtzeitbezogene Steuerung einbezogen werden können, wenn durch diese Vor- und/oder Nachverarbeitungseinheiten mindestens ein für die Echtzeitverarbeitung erforderliches Steuersignal über eine diesem Steuersignal zugeordnete Signalleitung bereitgestellt und der Wandlereinheit über die Steuersignalschnittstelle zugeführt wird.
Der erste Schnittstellenstandard ist vorzugsweise der UP³I-Standard, wobei die erste Datenschnittstelle nach dem UP³I-Standard eine Konfiguration aufweist, durch die sie nicht zur echtzeitfähigen Datenübertragung geeignet ist. Somit können Verarbeitungseinheiten mit einer UP³I-Schnittstelle auch in eine Echtzeitverarbeitung einbezogen werden, wenn das mindestens eine Steuersignal über die nur diesem Steuersignal zugeordnete Signalleitung bereitgestellt wird. Ferner ist es vorteilhaft, wenn die zweite Verarbeitungseinheit zusätzlich zur echtzeitfähigen zweiten Datenschnittstelle eine Netzwerkschnittstelle, vorzugsweise mit einem TCP/IP oder UDP aufweist, wobei die Netzwerkschnittstelle über eine geschaltete Netzwerkverbindung mit der Wandlereinheit und/oder einer weiteren Verarbeitungseinheit verbunden ist. Die möglichen Ausbildungen einer solchen Netzwerkschnittstelle zur Übertragung von nicht echtzeitrelevanten Daten und das zusätzliche Vorsehen einer Echtzeitdatenverbindung zwischen den Verarbeitungseinheiten ist ausführlich in der nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung DE 10 2007 019 312.4 der Océ Printing Systems GmbH beschrieben, deren Inhalt hiermit durch Bezugnahme in die vorliegende Beschreibung aufgenommen wird.
Die echtzeitfähige Datenschnittstelle ist insbesondere eine Schnittstelle eines echtzeitfähigen Bussystems, vorzugsweise eines echtzeitfähigen Feldbusses. Ein solches Bussystem ist insbesondere der in der Automobilindustrie verbreitete CAN-Bus. Die über die echtzeitfähige Datenverbindung übertragenen Steuerinformationen betreffen insbesondere ein Papierlaufsignal, vorzugsweise ein Fördertaktsignal, ein Förderrichtungssignal, ein Stopp/Freigabesignal, Angaben zur Formulargröße, Angaben zu Verzugszeiten und weitere für den Transport des Trägermaterials und/oder weitere für den zeitlichen Ablauf des Druckprozesses in Echtzeit benötigte Steuerinformationen. Mindestens eine dieser Informationen wird mit Hilfe der Wandlereinheit in einen diesen Informationen entsprechenden Signalverlauf des Steuersignals umgewandelt. Alternativ oder zusätzlich wandelt die Wandlereinheit eine echtzeitrelevante Information, die mit Hilfe des Signalverlaufs des Steuersignals durch die erste Verarbeitungseinheit über die nur diesem Steuersignal zugeordnete Signalleitung ausgegeben wird, in zur echtzeitfähigen Datenschnittstelle konforme Daten um und überträgt diese zur zweiten Verarbeitungseinheit bzw. führt diese einem echtzeitfähigem Bussystem als Information zu. Das Steuersignal kann insbesondere ein analoges oder digitales Steuersignal sein, vorzugsweise ein binäres Signal, wie ein Fördertaktsignal.
Vorteilhaft ist es, wenn die Steuersignalschnittstelle der Wandlereinheit mit einer Steuersignalschnittstelle der ersten Verarbeitungseinheit und/oder mindestens einer weiteren Verarbeitungseinheit über die mindestens eine dem Steuersignal zugeordnete Signalleitung und einem Bezugspotential oder über zwei dem Steuersignal zugeordnete Signalleitungen einen Steuerstromkreis zur Übertragung des Signalzustandes des Steuersignals bildet. Dazu weist die Steuersignalschnittstelle für jedes Steuersignal mindestens einen Anschlusspunkt auf, der mit der diesem Steuersignal zugeordneten Signalleitung verbunden bzw. verbindbar ist. Solche über separate Signalleitungen übertragene Signale werden auch als festverdrahtete (hard-wired) Steuersignale bezeichnet, da das Steuersignal durch den jeweiligen Signalzustand der Signalleitung übertragen wird. Eine solche Übertragung ist sehr schnell, sodass eine Echtzeitübertragung von Informationen über solche nur einem Signal zugeordnete Signalleitungen möglich ist. Insbesondere ist keine Verarbeitungszeit zum Ermitteln des Signalzustands erforderlich, wie es bei der Datenübertragung mit Hilfe von Datenpaketen erforderlich ist. Die Verarbeitung von übertragene Datenpakten erfolgt vorzugsweise in mehreren Schichten, die jeweils eine für die Echtzeitverarbeitung undefinierte und nicht vorhersehbare Verarbeitungszeit erfordern.
Das Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Verfahrensanspruchs kann auf die gleiche Weise weitergebildet werden, wie für die Wandlereinheit angegeben, wobei mit Hilfe dieses Verfahrens gleiche Vorteile erzielt werden, wie im Zusammenhang mit der Wandlereinheit erläutert. Insbesondere kann das Verfahren mit den zur Weiterbildung der Wandlereinheit nach Patentanspruch 1 in den jeweiligen abhängigen Patentansprüchen angegebenen Merkmalen bzw. entsprechenden Verfahrensmerkmalen weitergebildet werden.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, welche in Verbindung mit den beigefügten Figuren die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Es zeigen:
1 ein Blockschaltbild eines Druck- oder Kopiersystems mit zwei Verarbeitungseinheiten gemäß einer ersten Ausführungsform, wobei eine Datenumwandlung der von den unterschiedlichen Datenschnittstellen der Verarbeitungseinheiten übertragenen Daten erfolgt;
2 ein Blockschaltbild eines weiteren Druck- oder Kopiersystems mit zwei Verarbeitungseinheiten gemäß einer zweiten Ausführungsform;
3 die Schichtenverteilung von vorgesehenen Verarbeitungsschichten zwischen zwei Verarbeitungseinheiten bei einer Datenübertragung über eine Type-1-Schnittstelle;
4 die Schichtenverteilung der Verarbeitungsschichten zwischen zwei Verarbeitungseinheiten bei einer Datenübertragung über UP³I-Firewire gemäß UP³I ; und
5 ein Blockschaltbild mit drei Verarbeitungseinheiten und einer Umsetzung von Steuersignalen der Type-1-Schnittstelle im CAN-Bus-Daten.
In 1 ist ein Blockschaltbild eines Druck- oder Kopiersystems 10 mit zwei Verarbeitungseinheiten 12, 14 gezeigt, die Bestandteil des Druck- oder Kopiersystems 10 sind. Die Verarbeitungseinheit 12 ist eine Bilderzeugungseinheit mit mindestens einem Druckwerk zum Bedrucken von bahnförmigem Trägermaterial, wie einer Papierbahn. Die Verarbeitungseinheit 14 ist eine Nachverarbeitungseinheit, insbesondere eine Schneideinheit zum Schneiden des bedruckten bahnförmigen Trägermaterials in einzelne Druckseiten. Die Bilderzeugungseinheit 12 weist eine UP³I-Schnittstelle gemäß dem geltenden UP³I-Standard Version 1.20 auf. Wie bereits in der Beschreibungseinleitung ausführlich erläutert, werden die Daten über eine solche UP³I-Schnittstelle über eine Firewire-Datenverbindung nach IEEE 1394 übertragen. Die Bilderzeugungseinheit 12 ist über eine Firewire-Datenleitung 16 mit einer Wandlereinheit 18 verbunden. Ferner weist die Bilderzeugungseinheit 12 eine sogenannte Type-1-Schnittstelle auf, die eine Vielzahl von unidirektionalen Signalleitungen zum Austausch von jeweils einem Steuersignal je Signalleitung mit mindestens einer weiteren Verarbeitungseinheit hat. Diese Signalleitungen werden über ein Signalkabel 20 zur Wandlereinheit 18 geführt, sodass die Steuerleitungen der Type-1-Schnittstelle der Bilderzeugungseinheit 12 in der Wandlereinheit 18 zur Verfügung stehen. Über die Type-1-Schnittstelle stehen somit der Wandlereinheit 18 Steuersignale der Bilderzeugungseinheit 12 in Echtzeit zur Verfügung.
Ferner kann die Wandlereinheit 18 über zumindest ein Teil der Steuerleitungen Steuersignale in Echtzeit zur Bilderzeugungseinheit 12 übertragen. Ferner ist die Wandlereinheit 18 über eine CAN-Bus-Verbindung 22 mit der Schneid einheit 14 verbunden. Die CAN-Bus-Verbindung 22 ermöglicht eine echtzeitfähige Datenübertragung von Steuerdaten zwischen der Wandlereinheit 18 und der Verarbeitungseinheit 14. Über diese Datenverbindung 22 werden zeitkritische Papierlaufdaten und Drucksteuerdaten übertragen, wie beispielsweise ein Fördertakt, in dem das Trägermaterial durch die Verarbeitungseinheit 12, 14 angetrieben wird, Start/Stoppsignale, Transportrichtungssignale, und gegebenenfalls Angaben zur Formulargröße und/oder Formularposition einzelner Druckseiten auf dem bahnförmigen Trägermaterial.
Ferner ist zwischen der Wandlereinheit 18 und der Schneideinheit 14 eine geschaltete Netzwerkverbindung 24 nach dem Ethernetstandard über einen nicht dargestellten Netzwerkswitch vorgesehen. Über diese Netzwerkverbindung 24 ist keine Echtzeitdatenübertragung möglich. Jedoch ermöglicht eine solche Netzwerkverbindung 24 die Übertragung von großen Datenmengen zwischen der Wandlereinheit 18 und der Verarbeitungseinheit 14. Insbesondere können über diese Netzwerkverbindung 24 Programmdaten von Steuerprogrammen der Verarbeitungseinheiten 12, 14, insbesondere Firmware-Daten, Fehlerdaten, Ereignisdaten, Daten zum Erzeugen von Bedienoberflächen für die Bedienung der Verarbeitungseinheiten 12, 14, Einstellparameter und weitere nicht echtzeitrelevante Daten übertragen werden.
Durch die Datenverbindung mit Hilfe der Type-1-Schnittstelle und dem echtzeitfähigen CAN-Bus ist somit eine Echtzeitverarbeitung von Steuerdaten im Druck- oder Kopiersystem 10 zwischen den Verarbeitungseinheiten 12 und 14 möglich.
Als Echtzeitverarbeitung wird dabei die Arbeitsweise von Steuereinheiten und/oder Datenverarbeitungsanlagen angesehen, bei der die Datenverarbeitung nahezu simultan mit den entsprechenden Prozessen in der Realität, d. h. den durch die Verarbeitungseinheiten ausgeführten Verarbeitungsprozessen, abläuft. Dabei müssen die Übertragungsstrecken zur Übertragung der Daten zwischen den Verarbeitungseinheiten so ausgebildet sein, dass sie eine Datenübertragung gestatten, die einen solchen Echtzeitbetrieb ermöglicht. Die Verarbeitung der Daten kann dabei ohne merkliche Verzögerung zu einem auslösenden Ereignis, wie einem Vorschub des Trägermaterials um eine bestimmte Transportstrecke, erfolgen. Dabei muss die Datenübertragungsstrecke garantieren, dass die Übertragung der entsprechenden Daten innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne erfolgt bzw. zu einem vorbestimmten Zeitpunkt nach Auftreten eines auslösenden Ereignisses abgeschlossen ist. Dadurch kann sichergestellt werden, dass eine Verarbeitungseinheit, die die Daten empfängt und weiterverarbeitet, rechtzeitig bzw. exakt zum erforderlichen Zeitpunkt die erforderlichen Handlungen aktiviert bzw. durchführt.
Über die geschaltete Netzwerkverbindung können große Datenmengen übertragen werden. Die Übertragung relativ großer Datenmengen zwischen den Verarbeitungseinheiten des Druck- oder Kopiersystems kann insbesondere bei der Konfiguration des Druck- oder Kopiersystems zum Übertragen von Konfigurationsinformationen zwischen den einzelnen Verarbeitungseinheiten des Druck- oder Kopiersystems erforderlich sein. Die Konfiguration des Druck- oder Kopiersystems läuft vorzugsweise selbständig und automatisiert ab, wobei die Daten mit den Verarbeitungsinformationen und weitere Daten mit den Konfigurationsinformationen zwischen den Verarbeitungseinheiten und/oder zwischen mindestens einer Verarbeitungseinheit und einem separaten Bedienfeld mit Hilfe der geschalteten Netzwerkverbindung übertragen werden. Ein solches separates Bedienfeld ist in Bezug auf die Datenübertragung auch eine Verarbeitungseinheit im Sinne der Erfindung. Die übertragenen Verarbeitungsinformationen können insbesondere auch Programmdaten, Anzeigedaten und Konfigurationsdaten umfassen.
Die echtzeitrelevanten Steuerinformationen werden vorzugsweise entlang des Transportwegs des zu verarbeitenden Trägermaterials (Papierlaufrichtung) zwischen den Verarbeitungseinheiten 12, 14 übertragen. Diese Steuerinformationen umfassen insbesondere die bereits erwähnten Papierlaufinformationen, wie beispielsweise der in einzelnen Verarbeitungseinheiten erfolgte und/oder erforderliche Vorschub des Trägermaterials, Stoppsignal, usw. Vorzugsweise werden auch formularbezogene Papierlaufinformationen erzeugt, wobei ein Formular in diesem Zusammenhang ein Druckbereich, wie beispielsweise eine Druckseite auf einem bahnförmigen Trägermaterial bezeichnet. Die Papierlaufinformation wird dann vorzugsweise in Verbindung mit einer Formular-ID über die echtzeitfähige CAN-Bus-Verbindung übertragen. Die Formulardaten selbst können über die Type-1-Schnittstelle nicht als Steuerinformation übertragen werden. Jedoch können die Formularinformationen bereits vor dem Übertragen der echtzeitrelevanten Steuerinformationen mit Hilfe der Type-1-Schnittstelle über die UP³I-Firewire-Verbindung 16 von der Verarbeitungseinheit 12 zur Wandlereinheit 18 übertragen werden und von der Wandlereinheit 18 beim Übertragen der zugehörigen Papierlaufsignale über die Type-1-Schnittstelle miteinander zu Steuer informationen verknüpft und über die CAN-Bus-Verbindung 22 zur Verarbeitungseinheit 14 übertragen werden.
Die über die CAN-Bus-Verbindung 22 zu übertragenden echtzeitrelevanten Daten können innerhalb vereinbarter definierter Zeiträume übertragen werden. Zum Sicherstellen dieser Zeiträume können sogenannte Slots vorgesehen werden, in denen bestimmte Datenmengen (Datenpakete) übertragen werden können. Diese Slots werden für diejenige Datenübertragung voreingestellten regelmäßigen Zeitabständen wiederholt bereitgestellt, sodass eine Datenübertragung bestimmter Daten, wie beispielsweise der Papierlaufinformationen, zu diesem Zeitpunkt erfolgen kann.
Beim Ausführungsbeispiel nach 1 erfolgt somit eine Trennung von Daten mit Verarbeitungsinformationen, die eine Echtzeitverarbeitung erfordern, und den Daten mit Verarbeitungsinformationen, die keine Echtzeitverarbeitung erfordern. Die Daten, die eine Echtzeitverarbeitung erfordern, werden als sogenannte festverdrahtete (hard wired) Hardwaresignale über die Type-1-Schnittstelle zwischen der Wandlereinheit 18 und der Verarbeitungseinheit 12 und über eine CAN-Bus-Verbindung 22 zwischen der Wandlereinheit 18 und der Verarbeitungseinheit 14 übertragen. Die Daten, die eine Echtzeitverarbeitung erfordern, weisen ein recht geringes Datenvolumen auf. Über die Firewire-Datenverbindung 16 und die Ethernetdatenverbindung können weitere Daten, insbesondere auch große Datenmengen übertragen werden. Insbesondere bei aufgetretenen Fehlerzuständen können entsprechende Log-Daten und gegebenenfalls Druckdaten und/oder Rasterbilddaten über die Datenverbindungen 16, 24 übertragen werden, die für eine Fehleranalyse genutzt werden können. Die Netzwerkverbindung 24 ist vorzugsweise ei ne Standardethernetverbindung nach dem Protokoll TCP/IP oder UDP. Dadurch kann zum Bereitstellen der für die Netzwerkverbindung 24 erforderlichen Schnittstellen und für die Datenverbindung selbst Standardhard- und software genutzt werden. Diese Hard- und Software ist auf nahezu allen beliebigen Plattformen vorhanden und kann dadurch kostengünstig eingesetzt werden.
In 2 ist ein Druck- oder Kopiersystem 30, ähnlich dem Druck- oder Kopiersystem 10 nach 1 gezeigt. Elemente mit gleichem Aufbau oder gleicher Funktion haben dieselben Bezugszeichen. Im Unterschied zum Druck- oder Kopiersystem nach 1 ist beim Druck- oder Kopiersystem 30 nach 2 zwischen der Bilderzeugungseinheit 12 und der Wandlereinheit 18 nur die Firewire-Datenverbindung zum Übertragen von UP³I-Steuerinformationen vorgesehen und nicht die zusätzliche Type-1-Schnittstelle. Dadurch ist eine echtzeitfähige Datenübertragung zwischen der Verarbeitungseinheit 12 und der Verarbeitungseinheit 14 nicht möglich.
Bei anderen Ausführungsbeispielen kann zwischen der Verarbeitungseinheit 14 und der Wandlereinheit 18 auch nur eine CAN-Bus-Datenverbindung vorgesehen sein, wenn alle erforderlichen Steuerinformationen und Verwaltungsinformationen über die CAN-Bus-Verbindung 22 übertragen werden können und weiterhin sichergestellt ist, dass echtzeitrelevante Steuerinformationen in den erforderlichen Zeiträumen übertragen werden können.
Über die Firewire-Verbindung 16 und die Netzwerkverbindung 24 können insbesondere die im UP³I-Standard festgelegten Konfigurations- und Managementinformationen sowie andere Verarbeitungsinformationen, die keine Echtzeitverarbeitung erfordern, übertragen werden. Diese Daten können auch Programmdaten, Anzeigedaten und/oder Konfigurationsdaten zum Bereitstellen von Bedienoberflächen umfassen. Dadurch können zentrale Bedieneinheiten konfiguriert werden, durch die eine Bedienung der einzelnen Verarbeitungseinheiten des Druck- oder Kopiersystems 10, 30 möglich ist. Dadurch können auf einfache Art und Weise sogenannte Single Points of Operation nach dem UP³I-Standard für alle Verarbeitungseinheiten 12, 14 einer Druckstraße bereitgestellt werden. Ein Single Point of Operation ist eine Bedieneinheit, über die alle Verarbeitungseinheiten überwacht und gesteuert werden können. Die im UP³I-Standard festgelegten Papierlaufinformationen oder zumindest ein Teil der im UP³I-Standard festgelegten Papierlaufinformationen sowie die für das Verarbeiten von bahnförmigem Trägermaterial zusätzlich erforderlichen weiteren derzeit nicht im UP³I-Standard festgelegten Papierlaufinformationen werden über die CAN-Bus-Verbindung 22 und die Type-1-Verbindung 20 zwischen der Verarbeitungseinheit 12 und der Wandlereinheit 18 bzw. zwischen der Wandlereinheit 18 und der Verarbeitungseinheit 14 übertragen. Alternativ zum echtzeitfähigen CAN-Bus kann auch eine andere geeignete echtzeitfähige Datenverbindung zwischen der Wandlereinheit 18 und der Verarbeitungseinheit 14 vorgesehen sein.
In 3 ist die Schichtverteilung von Verarbeitungsschichten zwischen zwei Verarbeitungseinheiten 32, 34 bei einer Datenübertragung über die Schnittstelle Type-1 dargestellt. Eine Transportschicht 36 betrifft den Transpoprt des bahnförmigen Trägermaterials zwischen den Verarbeitungseinheiten 32, 34. Die Verarbeitungseinheit 32 ist im Ausführungsbeispiel nach 3 eine Bilderzeugungsein heit und die Verarbeitungseinheit 34 ist eine in Papierlaufrichtung nach der Bilderzeugungseinheit 32 angeordnete Puffereinheit zum Zwischenspeichern des bahnförmigen Trägermaterials. Die Bilderzeugungseinheit 32 weist auf der Ebene der Transportschicht 36 Motoren und Sensoren auf, die den Transport des Trägermaterials bewirken und überwachen. Entsprechend dem Antrieb des bahnförmigen Trägermaterials wird dieses durch die Bilderzeugungseinheit 32 und weiter zum Zwischenspeicher 34 transportiert. Oberhalb der Transportschicht 36 ist eine Steuerungsschicht 40 vorgesehen. Die Bilderzeugungseinheit 32 weist eine Steuereinheit 38 auf, die in der Bilderzeugungseinheit 32 eine Steuerungsebene 40 bildet. Oberhalb der Steuerungseinheit 40 ist eine Leitebenenschicht 44 vorgesehen. Die Bilderzeugungseinheit 32 weist eine Datenverarbeitungseinheit 42 auf, die in der Bilderzeugungseinheit die Leitebenenschicht 44 bildet und nicht echtzeitrelevante Daten, insbesondere einen zugeführten Druckdatenstrom verarbeitet. Die Steuerung der Motoren und Sensoren auf der Transportschicht 36 mit Hilfe der Steuereinheit 38 erfolgt in Echtzeit ohne größere Verzögerungen. Die Steuereinheit 38 dient als Maschinensteuerung und ist vorzugsweise eine speicherprogrammierbare Steuerung (SPS). Die echtzeitrelevanten Papierlaufsignale werden durch die speicherprogrammierbare Steuerung 38 über die Type-1-Schnittstelle bereitgestellt und zur weiteren Verarbeitungseinheit 34 in Form von über je mindestens eine Signalleitung übertragenen Signalen auf der Ebene der Steuerungsschicht 40 übertragen.
In 4 ist eine Schichtenverteilung der Verarbeitungsschichten zwischen den Verarbeitungseinheiten 32 und 34 in einer zur in 3 dargestellten Schichtenverteilung al ternativen Ausführungsform dargestellt. Im Unterschied zu 3 erfolgt bei der Ausführungsform nach 4 die Übertragung von Steuerinformationen zwischen den Verarbeitungseinheiten 32 und 34 auf der Leitebenenschicht 44 über eine Firewire-Verbindung 48 gemäß dem UP³I-Standard. Dabei tritt das Problem auf, dass die für den Papierlauf relevanten Steuerinformationen von der Steuereinheit 38 zur Datenverarbeitungseinheit 42 und auf der Leitebenenschicht 40 über die Firewire-Datenverbindung zu einer nicht dargestellten Datenverarbeitungseinheit der Verarbeitungseinheit 34 übertragen werden. Die Datenverarbeitungseinheit 42 und die nicht dargestellte Datenverarbeitungseinheit der Verarbeitungseinheit 34 ermöglichen nur eine nicht echtzeitfähige Datenübertragung zwischen den Verarbeitungseinheiten 32 und 34 auf Leitebene, sodass bei der Übertragung von echtzeitrelevanten Daten über die Datenverbindung auf Leitebene nicht vorhersehbare zeitliche Verzögerungen, sogenannte Jitter, auftreten, die einen zeitlichen Versatz der Steuerinformationen zum tatsächlichen Papierlauf auf der Transportebene 36 aufweisen. Eine weitere Verzögerung kann sich je nach Ausprägung der Leitebenenschicht 44, der Steuerungsebene 40 und der Papierebene 36 bei der Umsetzung der übertragenen Informationen in der Verarbeitungseinheit 34 ergeben.
In 5 ist ein Blockschaltbild eines Druck- oder Kopiersystems 50 mit insgesamt drei Verarbeitungseinheiten 52, 54, 56 dargestellt, wobei die Verarbeitungseinheit 52 eine Bilderzeugungseinheit ist, die eine UP³I-Schnittstelle gemäß dem UP³I-Standard V1.20 aufweist. Die Verarbeitungseinheit 54 ist ein Zwischenspeicher zum Zwischenspeichern des von der Bilderzeugungseinheit 52 bedruckten bahnförmigen Trägermaterials und weist eine UP³I- Schnittstelle gemäß dem UP³I-Standard V1.20 auf. Zusätzlich stellt die Verarbeitungseinheit 54 Signale gemäß einer Type-1-Schnittstelle als signalleitungsbasierte unidirektionale Steuersignale T1 bereit. Die Verarbeitungseinheit 56 ist ein Aufroller zum Aufrollen des verarbeiteten Trägermaterials. Die Verarbeitungseinheit 56 weist eine CAN-Bus-Schnittstelle auf. Ferner weist das Druck- oder Kopiersystem 50 eine Wandlereinheit 58 auf, die mit der Verarbeitungseinheit 56 über eine CAN-Bus-Verbindung 60 verbunden ist. Ferner ist die Wandlereinheit 58 über die Signalleitungen T1 der Type-1-Schnittstelle mit der Verarbeitungseinheit 54 und über eine UP³I-Firewire-Verbindung 62 mit den Verarbeitungseinheiten 52 und 54 verbunden. Die Firewire-Verbindung 62 ist dabei als Daisy-Chain zwischen der Verarbeitungseinheit 52 und 54 sowie zwischen der Verarbeitungseinheit 54 und einem Umsetzer 64 sowie zwischen dem Umsetzer 64 und der Wandlerbox 58 ausgeführt. Die Firewire-Verbindung zwischen der Verarbeitungseinheit 52 und 54 sowie zwischen der Verarbeitungseinheit 54 und dem Umsetzer 64 ist als Drahtverbindung (Kupferverbindung) ausgeführt und die Verbindung zwischen dem Umsetzer 64 und der Wandlerbox 58 als optische Datenverbindung. Der Umwandler 64 führt die Umsetzung der drahtgebundenen Signale in optische Signale und umgekehrt durch.
Mit Hilfe der vorgeschlagenen Vorgehensweise, zusätzlich zu einer UP³I-Firewire-Schnittstelle gemäß dem geltenden UP³I-Standard V1.20 mindestens ein signalleitungsbasiertes Steuersignal durch mindestens eine Verarbeitungseinheit bereitzustellen können diese UP³I-Geräte auf einfache Art und Weise mit weiteren Verarbeitungseinheiten bzw. Geräten verbunden werden, die eine echtzeitfähige Datenschnittstelle, vorzugsweise ein echtzeitfähiges Bussystem, zum Austausch von Steuerinformationen aufweisen. Von der Anmelderin wird vorgeschlagen, für zukünftige Verarbeitungseinheiten den geltenden UP³I-Standard dahingehend zu verändern oder zu erweitern, dass die Echtzeitdatenübertragung über eine geeignete Echtzeitdatenschnittstelle bzw. über ein echtzeitfähiges Bussystem, wie dem CAN-Bussystem, erfolgt. Ältere UP³I-Geräte können dann in eine Echtzeitsteuerung miteinbezogen werden, wenn die dazu erforderlichen Signale über die Type-1-Schnittstelle bzw. als signalleitungsbasierte Hardwaresignale, bereitgestellt werden und durch eine Wandlereinheit in ein zur echtzeitfähigen Datenschnittstelle konformes Datenformat umgesetzt werden.
Durch die in 5 gezeigte optische Datenübertragung kann die Störsicherheit bei kritischen Anwendungen erhöht werden. Als signalleitungsbasierte Steuersignale werden vorzugsweise ein Taktsignal zum Transport des Trägermaterials genutzt, insbesondere ein 1/6 Zoll-Takt, der der Bewegung des Trägermaterials mit einer Auflösung von 1/6 Zoll entspricht. Ferner kann es vorteilhaft sein, ein Papierrichtungssignal als signalleitungsbasiertes Steuersignal vorzusehen, das angibt, ob die Transportrichtung des Trägermaterials vorwärts oder rückwärts ist. Die weiteren Signale der Type-1-Schnittstelle können zusätzlich oder alternativ auch über die bestehende UP³I-Firewire-Datenverbindung zwischen der Verarbeitungseinheit und der Wandlereinheit übertragen werden, da diese Signale bzw. die Steuerinformationen, die durch die Signale angegeben werden, nicht so zeitkritisch sind, dass sie eine Echtzeitverarbeitung zwingend erfordern.
In gleicher Weise, wie für die Type-1-Schnittstelle beschrieben, werden auch bei der sogenannten Type-2- Schnittstelle Signalzustände signalleitungsbezogen übertragen. Die Type-1-Schnittstelle und die Type-2-Schnittstelle sind sehr einfach gehaltene Schnittstellen zum Signalaustausch, die üblicherweise von einer Gerätesteuerung (speicherprogrammierbaren Steuerung) angesteuert werden. Solche speicherprogrammierbaren Steuerungen müssen zumindest im Hochleistungsdruckbereich echtzeitfähig sein und jeweils zum richtigen Zeitpunkt Sensordaten auswerten und die entsprechenden Aktoren aktivieren. Somit weisen die Signale der Type-1-Schnittstelle und der Type-2-Schnittstelle eine hohe zeitliche Genauigkeit auf. Ferner werden über die Type-1-Schnittstelle und über die Type-2-Schnittstelle sehr einfache Signale ausgetauscht, die auch über reine Hardwarebausteine, d. h. ohne Software, verarbeitet werden können. Solche Hardwarebausteine können insbesondere FPGA-Bauelemente oder CPLD-Bauelemente sein. Eine Firewire-Schnittstelle steht im allgemeinen nur in einem Personalcomputer auf Leitebene oder in einem Bedienfeld eines Personalcomputers des Druck- oder Kopiersystems bereit. Dabei umfasst ein solcher Personalcomputer Betriebssystemsoftware, die die Datenübertragung über die Firewire-Schnittstelle unterstützt. Solche Betriebssysteme sind beispielsweise Microsoft Windows oder ein Linux-Derivat. Eine hohe zeitliche Präzision der Papierlaufinformationen bei deren Übertragung zwischen den Verarbeitungseinheiten ermöglicht es insbesondere Papierzwischenspeicher zwischen Verarbeitungseinheiten einzusparen, die sonst insbesondere vor und/oder zwischen Nachverarbeitungseinheiten zum sicheren Betrieb des Druck- oder Kopiersystems vorgesehen werden müssen. Die dafür erforderliche hohe zeitliche Präzision kann mit Hilfe von Firewire und bekannten Standardbetriebssystemen praktisch nicht erreicht werden. Bei Vorsehen von Echtzeitbetriebssystemen ist ein ungleich höherer Verarbeitungsaufwand durch den Personalcomputer erforderlich, wodurch ein erheblicher Mehraufwand zum Sicherstellen einer Echtzeitdatenübertragung über eine Firewire-Schnittstelle erforderlich ist.
Die signalleitungsbasierten Steuersignale der Type-1-Schnittstelle sowie der Type-2-Schnittstelle sind in jeder Gerätesteuerung bereits vorhanden oder können auf einfache Art und Weise ermittelt werden. Die signalleitungsbasierten Steuersignale können über die für die Type-1-Schnittstelle und Type-2-Schnittstelle allgemein verwendeten Steckverbinder oder über alternative Steckverbinder aus der jeweiligen Verarbeitungseinheit herausgeführt werden.
Durch das Vorsehen des echtzeitfähigen CAN-Busses und der optionalen Netzwerkverbindung sind die in einem Drucksystem zu übertragenden Steuerinformationen einfach sicher und die zeitkritischen Signale insbesondere in Echtzeit zwischen den Verarbeitungseinheiten übertragbar. Durch die vorgeschlagene Lösung der Verbindung von zwei Verarbeitungseinheiten über die Wandlerbox können Verarbeitungseinheiten mit unterschiedlichen Datenschnittstellen relativ einfach verbunden werden, wobei für zeitkritische Signale eine hohe zeitliche Präzision der Steuerinformation zur Übertragung erreicht wird. Insbesondere können vorhandene UP³I-Geräte nach dem geltenden UP³I-Standard V1.20 mit neuartigen Geräten mit einer CAN-Bus-Schnittstelle und gegebenenfalls optionaler Netzwerkschnittstelle auf einfache Art und Weise verbunden werden.
Die Datenübertragung zwischen den Datenverarbeitungseinheiten wird somit vorzugsweise in eine erste Schicht (Ma schinensteuerungsschicht) und eine zweite Schicht (Workflow-Schicht) aufgeteilt. Die erste Schicht ist dabei insbesondere als Daisy-Chain ausgeführt und umfasst grundlegende Steuerinformationen zum Verarbeiten des Trägermaterials, wie Papierlänge, Offset, Papierbewegung usw. Für diese mit Hilfe dieser ersten Schicht übertragenen Informationen ist eine Echtzeitverarbeitung absolut erforderlich. Aufgrund der einfachen nicht komplexen Signale bzw. Informationen ist nur eine geringe Bandbreite zur Datenübertragung von Verarbeitungseinheit zu Verarbeitungseinheit erforderlich. Die erste Übertragungsschicht kann einfach durch eine Maschinensteuerung, wie eine speicherprogrammierbare Steuerung bereitgestellt werden, die bereits zur Steuerung der jeweiligen Verarbeitungseinheit genutzt wird, ohne dass grundlegende Veränderungen erforderlich sind. In der zweiten Übertragungsschicht erfolgt eine Punkt zu Punkt Kommunikation, die insbesondere zum Bereitstellen von Managementfunktionen dient. Solche Managementfunktionen sind insbesondere Seitenverfolgung, das Bereitstellen grafischer Benutzeroberflächen, Datenaustausch nach dem SNMP, weiterführende Konfigurationen des Drucksystems, Plug and Play Konfigurationen von Verarbeitungseinheiten zu einem Drucksystem usw. Für die Übertragung solcher Informationen ist eine relativ große Bandbreite zur Datenübertragung erforderlich. Jedoch stellt sich für die Übertragung dieser Informationen nicht die Notwendigkeit der Echtzeitverarbeitung. Die Übertragung auf dieser zweiten Übertragungsebene erfolgt insbesondere zwischen Datenverarbeitungseinheiten, wie Workstations oder Personalcomputern.
Über die Netzwerkverbindung können zusätzlich zu den Daten zum Bereitstellen der grafischen Benutzeroberflächen, zur Information zur Übertragung nach dem SNMP auch Programmdaten zum Firmware-Upgrade und Druckdaten übertragen werden. Ferner können Informationen zur Datenintegrität über die Netzwerkverbindung übertragen werden.
Die Erfindung kann vorteilhaft bei elektrografischen Druck- oder Kopiergeräten eingesetzt werden, deren Aufzeichnungsverfahren zur Bilderzeugung insbesondere auf dem elektrofotografischen, magnetografischen oder ionografischen Aufzeichnungsprinzip beruhen. Ferner können die Druck- oder Kopiergeräte ein Aufzeichnungsverfahren zur Bilderzeugung nutzen, bei dem ein Bildaufzeichnungsträger direkt oder indirekt elektrisch punktweise angesteuert wird. Die Erfindung ist jedoch nicht auf solche elektrografischen Druck- oder Kopiergeräte beschränkt.

10, 30, 50: Druck- oder Kopiersystem
12: Bilderzeugungseinheit
14: Schneideinheit
16: Firewire-Verbindung
18: Wandlereinheit
20: Type-1-Verbindung
22: CAN-Bus-Verbindung
24: Netzwerkverbindung
32: Bilderzeugungseinheit
34: Zwischenspeicher
36: Papierebene
38: Maschinensteuereinheit
40: Steuerungsebene
42: Druckkontroller
44: Leitebene
48: UP³I-Firewire-Verbindung
52: Drucker
54: Zwischenspeicher
56: Aufwickler
58: Wandlereinheit
60: CAN-Bus-Verbindung
62: Firewire-Verbindung
64: Umsetzer

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 102007019312 [0015, 0019]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

- DIN A4 [0002]
- http://www.cip4.org [0004]
- http://www.UP3I.org [0005]

Claims

Wandlereinheit zum Wandeln von zwischen mindestens zwei Verarbeitungseinheiten eines Druck- oder Kopiersystems zu übertragenden Steuerinformationen, mit mindestens einer ersten Datenschnittstelle gemäß einem ersten Schnittstellenstandard zum Austausch von Steuerinformationen zwischen der Wandlereinheit (18) und mindestens einer ersten Verarbeitungseinheit (12) des Druck- oder Kopiersystems, mit einer Steuersignalschnittstelle für mindestens eine nur einem Steuersignal zugeordnete Signalleitung zwischen der Wandlereinheit (18) und der ersten Verarbeitungseinheit (12), mit mindestens einer echtzeitfähigen zweiten Datenschnittstelle gemäß einem zweiten Schnittstellenstandard zum Austausch von Steuerinformationen zwischen der Wandlereinheit (18) und mindestens einer zweiten Verarbeitungseinheit (14) des Druck- oder Kopiersystems, und mit einer Steuereinheit, die den Signalzustand des Steuersignals in zur echtzeitfähigen Datenschnittstelle konforme Daten nach dem zweiten Schnittstellenstandard umwandelt und über die zweite Datenschnittstelle ausgibt und/oder die die der Wandlereinheit über die zweite Datenschnittstelle zugeführten echtzeitrelevanten Daten in einen den Daten entsprechenden Signalverlauf des Steuersignals umwandelt und über die Steuersignalschnittstelle ausgibt.
Wandlereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Schnittstellenstandard der ersten Datenschnittstelle der UP³I-Standard ist, wobei die erste Datenschnittstelle nur zur nicht echtzeitfähigen Datenübertragung konfiguriert ist.
Wandlereinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandlereinheit (18) zusätzlich zur echtzeitfähigen zweiten Datenschnittstelle eine Netzwerkschnittstelle, vorzugsweise mit einem Protokoll zur Übertragungskontrolle/Internetprotokoll, aufweist, die über eine geschaltete Netzwerkverbindung mit der zweiten Verarbeitungseinheit (14) und/oder einer weiteren Verarbeitungseinheit zur Datenübertragung zwischen der Wandlereinheit (18) und diesen Verarbeitungseinheiten verbindbar ist.
Wandlereinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Netzwerkschnittstelle der Wandlereinheit (18) eine nicht echtzeitfähige Netzwerkverbindung ermöglicht.
Wandlereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die echtzeitfähige zweite Datenschnittstelle eine Schnittstelle eines echtzeitfähigen Bussystems, vorzugsweise eines echtzeitfähigen Feldbusses, wie einem CAN-Bus, ist.
Wandlereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Daten schnittstelle gemäß dem IEEE1394 Standard ausgeführt ist und dass die mindestens eine Steuerleitung zum übertragen des Steuersignals als Drahtverbindung ausgeführt ist.
Wandlereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandlereinheit (18) als separate Baueinheit ausgeführt ist oder dass die Baueinheit in die zweite Verarbeitungseinheit (14) integriert ist.
Wandlereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuersignal ein Papierlaufsignal, vorzugsweise ein Fördertaktsignal, ein Förderrichtungssignal oder ein Stopp-/Freigabesignal ist.
Wandlereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass über die erste Datenschnittstelle Parameter zur Steuerung des Verarbeitungsprozesses mindestens einer Druckseite übertragen werden.
Wandlereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass über die zweite Datenschnittstelle die Steuerinformationen des mindestens einen Steuersignals und zumindest ein Teil der zur Steuerung des Verarbeitungsprozesses einer Druckseite im Druck- oder Kopiersystem erforderlichen Parameter übertragen werden.
Wandlereinheit nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Parameter die Länge einer Druckseite, die Breite einer Druckseite und/oder Angaben zu mindestens einer Nachverarbeitung betreffen.
Wandlereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuersignal ein binäres Eingangssignal oder ein binäres Ausgangssignal ist, wobei die Steuersignalschnittstelle mindestens einen mit der Steuerleitung verbindbaren Binäreingang für das binäre Eingangssignal aufweist bzw. wobei die Steuersignalschnittstelle mindestens einen mit der Steuerleitung verbindbaren Binärausgang für das binäre Ausgangssignal aufweist.
Wandlereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandlereinheit (18) zumindest ein Teil der über die erste Datenschnittstelle übertragenen Daten in zur echtzeitfähigen Datenschnittstelle konforme Daten umwandelt und über die zweite Datenschnittstelle (14) zu der zweiten Verarbeitungseinheit (14) und/oder einer weiteren Verarbeitungseinheit überträgt.
Wandlereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuersignalschnittstelle mit einer Steuersignalschnittstelle der ersten Verarbeitungseinheit (12) und/oder mindestens einer weiteren Verarbeitungseinheit über die mindestens eine dem Steuersignal zugeordnete Signalleitung und ein Bezugspotential oder über zwei dem Steuersignal zugeordnete Steuerleitungen einen Steuerstromkreis zur Übertragung des Steuersignals bildet.
Wandlereinheit nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerschnittstelle Anschlusspunkte zum Anschluss von Signalleitungen aufweist, wobei für jedes Steuersignal mindestens ein Anschlusspunkt vorgesehen ist.
Verfahren zum Übertragen von Steuerinformationen zwischen mindestens zwei Verarbeitungseinheiten eines Druck- oder Kopiersystems, bei dem über mindestens eine erste Datenschnittstelle gemäß einem ersten Schnittstellenstandard einer ersten Verarbeitungseinheit (12) Steuerinformationen übertragen werden, wobei durch die erste Verarbeitungseinheit (12) zusätzlich mindestens ein Steuersignal über mindestens eine nur diesem Steuersignal zugeordnete Signalleitung bereitgestellt wird, über mindestens eine echtzeitfähige zweite Datenschnittstelle nach einem zweiten Schnittstellenstandard einer zweiten Verarbeitungseinheit (14) Steuerinformationen übertragen werden, und bei dem der Signalzustand des Steuersignals mit Hilfe mindestens einer Wandlereinheit (18) in zur echtzeitfähigen Datenschnittstelle konforme Daten nach dem zweiten Schnittstellenstandard umgewandelt und zur zweiten Verarbeitungseinheit (14) übertragen werden und/oder die von der zweiten Verarbeitungseinheit (14) ausgegebenen echtzeitrelevanten Daten mit Hilfe der Wandlereinheit (18) in einen den Daten entsprechenden Signalverlauf des Steuersignals umwandelt.
Druck- oder Kopiersystem umfassend eine Wandlereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 15.