-
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Bilderzeugungssysteme
und insbesondere auf ein Bilderzeugungssystem und ein -Netz, das
ein Medienstapelkomponentenmeßsystem
aufweist, und auf ein Verfahren zum Identifizieren von Medienstapelcharakteristika.
-
Allgemein
ist ein Bilderzeugungssystem oder eine -Vorrichtung eine Vorrichtung,
die ein Bild auf einem Medium erzeugt oder anbringt. Das Bild kann
Text, Zahlen, Graphiken, Photographien oder ähnliche Daten oder eine Kombination
derselben darstellen. Das Medium liegt sehr häufig in der Form von Papierblättern, Transparenzblättern oder
lichtempfindlichen Blättern
vor, die in einem Stapel innerhalb einer Vorrats- oder Medienhaltevorrichtung
(z. B. einer Papierablage) angeordnet sind, wobei üblicherweise
zur Bilderzeugung ein einzelnes Blatt zu einem Zeitpunkt von der
Medienhaltevorrichtung eingezogen wird.
-
Bekannte
Medienvorratssensoren und -Indikatoren werden verwendet, um einem
Bediener anzuzeigen, daß ein
Bedarf nach einem Auffüllen
des Medienvorrats besteht. Ein bekannter mechanischer Indikator z.
B. verwendet einen einfachen Hebelmechanismus zum Anzeigen des Medienpegels
in der Vorratshaltevorrichtung. Elektromechanische und optische
Sensoren wurden ebenfalls verwendet, um einen „Papier-Leer"-Zustand
für die
Druckmaschine oder Drucksteuerung der Bilderzeugungsvorrichtung
anzuzeigen. Diese Sensoren oder Wandler wurden ebenfalls verwendet,
um eine grobe Annäherung
des Vorratspegels an die Druckmaschine zu liefern. Aufgrund der
Vielfältigkeit
von Medientypen und ihren inhärenten
Charakteristika, wie z. B. Einzelblattpapiertoleranzen, rauben Kanten,
Medientyp, Herstellungs- und Schnittechniken usw., waren bisher
nur grobe Annäherungen
möglich.
-
Erhöhte Fähigkeiten
von Bilderzeugungsvorrichtungen, Bilder mit verschiedener Qualität und Besonderheiten
zu drucken, machen es manchmal erforderlich, daß der Druckprozeß auf spezifische
Medientypen abgestimmt wird. Sehr oft und insbesondere bei Netzdruckumgebungen
wählt ein
Benutzer aus, manuell die spezialisierten Medien zuzuführen, was
im Gegensatz zu einem Drucken von der regulären Vorratsablage steht. Dies
wird durch die Tatsache bewirkt, daß es keine bekannte Weise zum
Sicherstellen dessen gibt, daß das
ordnungsgemäße Medium
in ausreichenden Mengen in der Vorratsablage vorhanden ist. Bilderzeugungsvorrichtungen
nehmen oft an, daß ein
spezifisches Medium verwendet wird, wenn dies tatsächlich nicht
der Fall ist, was zu einem minderwertigen Produkt führt. Oft
werden Druckparameter, wie z. B. Toner-/Tintenkonzentrationen, Pfadgeschwindigkeit,
Fixierertemperatur und Antriebsdrehmomente, verändert, um ein Drucken spezialisierter
Bilder zu optimieren. So kann ein Verwenden des falschen Mediums
zu minderwertigen Ergebnissen oder sogar einem Schaden an der Bilderzeugungsvorrichtung
führen.
-
In
einer gewerblichen Druckumgebung können große Druckaufträge (z. B.
500 Blätter)
unter Umständen
nicht während
eines Arbeitstages gedruckt werden, da dieselben den Bürodrucker
blockieren. Das Büropersonal
kann diesen Druckauftrag z. B. am Ende des Tages starten und nach
Hause gehen, wobei dieselben, wenn sie am nächsten Tag wiederkommen, die
Situation antreffen können,
daß aufgrund
einer unzulänglichen Menge
Blattmedien in dem Drucker nur 30 Seiten gedruckt wurden.
-
Zusätzlich können Dokumente
oder Druckaufträge
unter Umständen über ein
Netz auf einer „Bezahlen-für-Dienste"-Basis angeordnet werden. Für das Dokument
wird zu dem Zeitpunkt bezahlt, zu dem es bestellt wird. Sobald das Dokument
bestellt ist, wird dasselbe über
das Netz an einen Drucker heruntergeladen. Bevor der Drucker mit
dem Drucken des Dokuments beginnt, muß sich ein Benutzer versichern,
daß der
Drucker ausreichend viele Blattmedien hat, um zu verhindern, daß nur die
Hälfte
des Dokuments gedruckt und für das
gesamte Dokument bezahlt wird. Sobald ein Druckauftrag bestellt
ist, wäre
es außerdem
wünschenswert, sich
sicher zu sein, daß die
Druckmedienhaltevorrichtung das korrekte Medium und die optimierten
Druckereinstellungen für
den Druckauftrag enthält.
-
In
einer sicheren Druckumgebung kann es für einen Benutzer unter Umständen wünschenswert
sein zu wissen, daß sich
ausreichend viele Medien in der Medienhaltevorrichtung befinden,
um den Druckauftrag zu drucken. Ein Benutzer kann unter Umständen nicht
realisieren, daß nur
der halbe Druckauftrag gedruckt wurde. So kann durch einen nachfolgenden
Benutzer, sobald zusätzliche
Medien zu der Medienhaltevorrichtung hinzugefügt wurden, der Druckauftrag
mit einem Drucken von einem Druckerspeicher fortfahren, was einen
Zugriff auf eingeschränkte
oder vertrauliche Dokumente liefert.
-
Folglich
wäre es
wünschenswert,
ein Bilderzeugungssystem zu schaffen, das in der Lage ist, detaillierte
Informationen über
die Menge und den Typ von Medien in der Medienhaltevorrichtung zu
liefern.
-
Die ältere, nicht
vorveröffentlichte
DE 101 54 504 A1 offenbart
eine Erfassungsvorrichtung für
die Ermittlung der Anzahl von Druckmedienblättern in einem Medienstapel,
der in einer Haltevorrichtung für
den Medienstapel gehalten wird. Das Erfassungssystem hat eine Lichtquelle,
eine Photodiode, eine Linsenanordnung und eine Meßschaltung
zur optoelektronischen Erfassung der Anzahl von Medienblättern. Details
der Meßschaltung
sind nicht beschrieben.
-
Aus
der
GB 2 352 424 A sowie
aus der JP 08-081073 A ist es bekannt, Druckparameter innerhalb
eines Druckers in Abhängigkeit
von der Dicke des Druckmediums zu steuern. Zur Ermittlung der Dicke
des Druckmediums schlägt
die JP 08-081073
A vor, einen berührungslosen
Entfernungsmeßsensor
oberhalb des obersten Blattes eines Medienstapels vorzusehen und
die Mediendicke bzw. Blattdicke aus der Entfernung vor und nach
dem Abziehen eines Blattes von dem Stapel zu ermitteln. Aus der
GB 2 352 424 A ist
es bekannt, die Blattdicke eines Medienblattes aufgrund des Kapazitätsmeßwertes
eines kapazitiven Sensors zu ermitteln, an dem das Medienblatt vorbeigeführt wird.
-
Aus
der
JP 2825688 82 ist
bereits ein Druckersteuersystem für eine Druckmaschine bekannt,
welches mit zwei photoelektrischen Sensoren arbeitet, die aufgrund
der Lichtreflexion von Medienblättern
eine Dickenerfassung der Blattdicke vornehmen.
-
Aus
der
DE 42 12 933 A1 ist
ein optischer Empfänger
mit einer Photodiode und einem Transimpedanzverstärker für Photodiodensignale
bekannt.
-
Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Bilderzeugungssystem zu
schaffen, das eine genaue Erfassung der Anzahl von Blättern in
einem Medienstapel in einer Medienhatevorrichtung ermöglicht.
-
Diese
Aufgabe wird durch ein Bilderzeugungssystem gemäß Anspruch 1 gelöst.
-
Die
vorliegende Erfindung liefert ein Bilderzeugungssystem und ein Verfahren,
die ein Medienstapelkomponentenmeßsystem zum Identifizieren
von Mediencharakteristika aufweisen. Das Bilderzeugungssystem umfaßt eine
Druckermaschine. Ein Druckersteuerungssystem steht in Kommunikation
mit der Druckermaschine. Eine Medienhaltevorrichtung ist zum Halten
eines Medienstapels vorgesehen, der eine Mehrzahl von Blättern umfaßt. Ein
Medienstapelkomponentenerfassungssystem wird bereitgestellt, das
ein Ausgangssignal liefert, das eine Dickenkomponente aufweist,
die eine Blattdicke der Blätter
in dem Medienstapel darstellt.
-
Bevorzugte
Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf
die beiliegenden Zeichnungen näher
erläutert.
Es zeigen:
-
1 ein
Diagramm, das ein exemplarisches Ausführungsbeispiel eines Bilderzeugungssystems,
das ein Medienstapelkomponentenmeßsystem aufweist, gemäß der vorliegenden
Erfindung darstellt;
-
2 ein
Blockdiagramm, das ein exemplarisches Ausführungsbeispiel des Bilderzeugungssystems aus 1 darstellt;
-
3 ein
Diagramm, das ein exemplarisches Ausführungsbeispiel eines Medienstapelkomponentenmeßsystems
neben einer Medienhaltevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung
darstellt;
-
4 ein
optisches Diagramm, das ein exemplarisches Ausführungsbeispiel eines Medienstapelkomponentenmeßsystems
gemäß der vorliegenden
Erfindung darstellt;
-
5 ein
optisches Diagramm, das ein weiteres exemplarisches Ausführungsbeispiel
eines Medienstapel komponentenmeßsystems
gemäß der vorliegenden
Erfindung darstellt;
-
6 ein
Diagramm, das ein exemplarisches Ausführungsbeispiel einer Maske
darstellt, die in einem Bilderzeugungssystem verwendet wird, das
ein Medienstapelkomponentenmeßsystem
gemäß der vorliegenden
Erfindung aufweist;
-
7 ein
Schaltdiagramm, das ein exemplarisches Ausführungsbeispiel einer Sensorschaltung
darstellt, die in dem Medienstapelkomponentenmeßsystem gemäß der vorliegenden Erfindung
verwendet wird;
-
8 ein
Diagramm, das ein exemplarisches Ausführungsbeispiel eines Ausgangssignals,
das Komponenten aufweist, die Mediencharakteristika darstellen,
aus einem Medienstapelkomponentenmeßsystem gemäß der vorliegenden Erfindung
darstellt;
-
9 ein
Flußdiagramm,
das ein exemplarisches Ausführungsbeispiel
eines Verfahrens zum Betreiben eines Bilderzeugungssystems gemäß der vorliegenden
Erfindung darstellt; und
-
10 ein
Flußdiagramm,
das ein exemplarisches Ausführungsbeispiel
eines Verfahrens zum Betreiben eines Bilderzeugungssystems gemäß der vorliegenden
Erfindung darstellt.
-
1 ist
ein Diagramm, das ein exemplarisches Ausführungsbeispiel eines Bilderzeugungssystems gemäß der vorliegenden
Erfindung allgemein bei 30 darstellt. Das Bilderzeugungssystem 30 umfaßt ein Medienstapelkomponentenmeßsystem 32 zum
Identifizieren von Medienstapelcharakteristika (z. B. Anzahl von Blättern, Blattdicke
usw.). Die Medienstapelcharakteristika können verwendet werden, um Bilderzeugungssystemeinstellungen,
eine Identifizierung von Medientypen und eine Medienmenge, die für einen
Druckauftrag benötigt
wird, zu bestimmen.
-
Zu
Zwecken dieser Offenbarung ist das Bilderzeugungssystem 30 ein
Laserdrucker, der ein Bilderzeugungssystem mit einer elektrophotographischen
Trommel, wie in der Technik bekannt ist, verwendet. Wie es jedoch
für Fachleute
offensichtlich ist, ist die vorliegende Erfindung ähnlich auf
andere Typen von Druckern und/oder Bilderzeugungsvorrichtungen anwendbar,
die Blattmedien verwenden, einschließlich z. B. Tintenstrahldruckern,
Faxgeräten,
Kopiergeräten
oder dergleichen.
-
Bei
einem Ausführungsbeispiel
umfaßt
das Bilderzeugungssystem 30 eine Medienablage oder -Haltevorrichtung 34,
die einen Stapel Blattmedien 36 hält. Das Medienstapelkomponentenmeßsystem 32 ist
unmittelbar benachbart zu den Blattmedien 36 positioniert
und kann in der Medienhaltevorrichtung 34 oder außerhalb
der Medienhaltevorrichtung 34 positioniert sein. Bei einem
Aspekt umfaßt
das Bilderzeugungssystem 30 ferner eine Zuführungsrolle 36,
ein Paar Transportrollen 38, Papierführungen 40, 42,
Ausrichtungsrollen 44, eine Tonerkassette 50,
die eine photoleitfähige
Trommel 52 aufweist, eine Übertragungsrolle 54,
Fixiererrollen 58 und einen Ausgabebehälter 60, die alle
einem Gehäuse 62 zugeordnet
sind. In Betrieb ergreift die Zuführungsrolle 37 ein
oberes Blatt 64 von dem Medienstapel 36 in der
Medienhaltevorrichtung 34 und bewegt dasselbe zu dem Paar
Transportrollen 38 weiter. Die Transportrollen 38 bewegen
das Blatt 64 weiter durch die Papierführungen 40 und 42 in
Richtung der Ausrichtungsrollen 44 weiter. Die Ausrichtungsrollen 44 bewegen das
Papier 64 weiter zu der photoleitfähigen Trommel 52 (der
Tonerkassette 50) und der Übertragungsrolle 54, an
der Toner so aufgetragen wird, wie dies in der Technik üblich ist.
Das Blatt 64 bewegt sich dann durch die erwärmten Fixiererrollen 58 und
in Richtung des Ausgabebehälters 60.
-
Das
Medienstapelkomponentenmeßsystem 32 ist
benachbart zu dem Blattmedienstapel 36 in der Medienhaltevorrichtung 34 positioniert.
Das Medienstapelkomponentenmeßsystem 32 wirkt,
um Medienstapelcharakteristika, wie z. B. die Anzahl von Blättern in
dem Medienstapel 36 und die Blattdicke, zu messen und zu
erfassen. Diese Medienstapelcharakteristika werden durch das Bilderzeugungssystem 30 verwendet,
um eine Blattverfügbarkeit
für Druckaufträge, Medientypen
und eine Einstellung der Bilderzeugungssystemdruckeinstellungen
zu bestimmen. Ein exemplarisches Ausführungsbeispiel des Medienstapelkomponentenmeßsystems 32 wird
in dieser Anmeldung detailliert beschrieben.
-
2 ist
ein Systemblockdiagramm, das ein exemplarisches Ausführungsbeispiel
des Bilderzeugungssystems 30 aus 1 darstellt.
Das Bilderzeugungssystem 30 umfaßt ein Steuerungssystem 68 in
Kommunikation mit einer Druckmaschine 70. Bei einem Aspekt
umfaßt
das Steuerungssystem 68 eine Steuerung oder einen Mikroprozessor 72,
eine Druckmaschinensteuerung 74, einen Nur-Lese-Speicher
(ROM) 76, einen Direktzugriffsspeicher (RAM) 78 (z.
B. dynamischer RAM), ein Anzeigebedienfeld 80 und einen
Kommunikationsbus 84. Das Steuerungssystem 68 für das Bilderzeugungssystem 30 kommuniziert
mit einem Host (z. B. einem Host-Computer oder -Netz) 86 über ein
Kommunikationstor (z. B. I/O-Tor) 90.
-
Bei
einem Ausführungsbeispiel
wird das Bilderzeugungssystem 30 durch den Mikroprozessor 72 gesteuert,
der mit anderen Elementen des Systems über den Kommunikationsbus 84 kommuniziert.
Die Druckmaschinensteuerung 74 und die zugeordnete Druckmaschine 70 sind
mit dem Kommunikationsbus 84 verbunden und liefern die
Druckausgabefähigkeit
für das
Bilderzeugungssystem 30. Ein Blattmedium wird von der Medienhaltevorrichtung 34 in
die Druckmaschine 70 gezogen und zu einem Ausgang und einer
Fertigstellungsablage oder einem – Behälter 60 geleitet.
Das Medienstapelkomponentenmeßsystem 32 ist
benachbart zu dem Blattmedienstapel positioniert, der sich in der
Medienhaltevorrichtung 34 befindet, um Charakteristika des
Blattmedienstapels in der Medienhaltevorrichtung 34 zu
messen und zu erfassen. Bei einem Aspekt wird das Medienstapelkomponentenmeßsystem 32 zum
Bestimmen der Anzahl von Blättern
in der Medienhaltevorrichtung 34 und der Blattdicke verwendet.
Das Steuerungssystem 68 verwendet diese Komponenten zum
Verarbeiten von Druckaufträgen.
Insbesondere wird die Anzahl von Blättern durch das Steuerungssystem 68 verwendet,
um zu bestimmen, ob ausreichend viele Blätter in der Medienhaltevorrichtung 34 sind,
um einen Druckauftrag fertigzustellen. Blattdickeninformationen
werden durch das Steuerungssystem 68 verwendet, um den
Blattmedientyp und/oder optimierte Druckauftragseinstellungen zu
identifizieren.
-
Bei
einem Aspekt liefert das Tor 90 Kommunikationen zwischen
dem Bilderzeugungssystem 30 und dem Host 86 und
empfängt
Seitenbeschreibungen (oder Rasterdaten) von dem Host 86 zur
Verarbeitung in dem Bilderzeugungssystem 30. Der RAM 78 liefert
einen Hauptspeicher für
das Bilderzeugungssystem 30 zum Speichern und Verarbeiten
eines Druckauftragsdatenstroms, der von dem Host 86 empfangen
wird. Der ROM 76 hält
eine Firmware, die den Betrieb des Steuerungssystems 68 und
des Bilderzeugungssystems 30 steuert. Die Codeprozeduren,
die in dem ROM 76 gespeichert sind, können ein Seitenkonverter, einen
Rasterisierer, einen Komprimierungscode, einen Seitendruckplaner
und einen Druckmaschinenverwalter umfassen. Die Seitenkonverterfirmware
wandelt eine Seitenbeschreibung, die von dem Host empfangen wird,
in einen Anzeigebefehl und eine Liste um, wobei jeder Anzeigebefehl
ein Objekt, das auf der Seite gedruckt werden soll, definiert. Die
Rasterisiererfirmware wandelt jeden Anzeigebefehl in eine geeignete
Bittabelle (rasterisierter Streifen) um und verteilt die Bittabelle
in den Speicher 78. Die Komprimierungsfirmware komprimiert
die rasterisierten Streifen, wenn kein ausreichender Speicher in
dem Speicher 78 zum Halten der rasterisierten Streifen vorhanden
ist. Die rasterisierten Streifen werden durch die Druckmaschinensteuerung 74 an
die Druckmaschine 70 gelei tet, wodurch die Erzeugung eines
Bildes (d. h. Text/Graphiken usw.) ermöglicht wird. Der Seitendruckplaner
steuert das Sequenzieren und Übertragen
von Seitenstreifen zu der Druckmaschinensteuerung 74. Der
Druckmaschinenverwalter steuert den Betrieb der Druckmaschinensteuerung 74 und
wiederum die Druckmaschine 70.
-
Der
ROM 76 umfaßt
ferner einen Medienverwalter 77 zum Bestimmen von Mediencharakteristika
unter Verwendung eines Ausgangssignals von dem Medienstapelkomponentenmeßsystem 32,
die die Anzahl von Blattmedien in der Medienhaltevorrichtung 34 und
eine Medienblattdicke und/oder Medientyp umfassen, gemäß der vorliegenden
Erfindung. Der Medienverzeichnisverwalter empfängt Medienkomponentenwerte
von Medien, die durch das System 32 erfaßt werden.
Obwohl bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Medienverwalter
Firmware in dem ROM 76 umfaßt, wird darauf hingewiesen,
daß derselbe
auch als Software in dem RAM 78 oder in einem Schaltungsaufbau
(wie z. B. einer ASIC) oder als eine Kombination von Hardware, Software
und/oder Firmware ausgeführt
sein kann.
-
3 ist
ein Diagramm, das ein exemplarisches Ausführungsbeispiel des Medienstapelkomponentenmeßsystems 32 darstellt,
das benachbart zu dem Blattmedienstapel 36 positioniert
ist. Der Blattmedienstapel 36 ist in der Medienhaltevorrichtung 34 angeordnet
und in einer Schnittansicht gezeigt. Bei einem exemplarischen Ausführungsbeispiel
ist die Medienhaltevorrichtung 34 eine abnehmbare Ablage.
-
Der
Blattmedienstapel 36 umfaßt eine Meßkante oder Meßseite 96,
die durch das Medienstapelkomponentenmeßsystem 32 verwendet
wird. Vorzugsweise ist die Meßseite 96 eine „ausgerichtete" Seite oder Stapelkante.
Bei einem Aspekt umfaßt
eine Ausrichtung der Meßseite 96,
daß der
Blattmedienstapel 36 gegen eine gemeinsame flache Oberfläche oder
Ebene positioniert wird. Vorzugsweise umfaßt das Bilderzeu gungssystem 30 und
noch bevorzugter die Medienhaltevorrichtung 34 einen Ausrichtungsmechanismus 98 zur
Ausrichtung der Meßseite 96.
Der Ausrichtungsmechanismus 98 kann eine mechanische Haltevorrichtung
zum Beibehalten einer Ausrichtung der Meßseite 96 des Blattmedienstapels 36 aufweisen
(z. B. ein federgeladenes Einstellungsbauteil oder einen manuellen
Einstellungsmechanismus). Der Ausrichtungsmechanismus 98 sorgt für eine gleichmäßige Messung
der Meßseite 96 durch
das Medienstapelkomponentenmeßsystem 32.
-
Das
Medienstapelkomponentenmeßsystem 32 umfaßt eine
Lichtquelle 100, einen Lichtsensor oder eine Photodiode 102,
einen optischen Aufbau 104 und eine Sensorschaltung 106.
Die Lichtquelle 100 ist wirksam positioniert, um die Meßseite 96 des
Medienstapels 36 zu beleuchten. Die Linsenanordnung 104 ist
entlang eines optischen Pfades 108 zwischen der Meßseite 96 und
der Photodiode 102 positioniert. Vorzugsweise liefert der
optische Aufbau eine Brennfleckgröße, die kleiner als die Dicke
eines Blatts eines Mediums in dem Medienstapel 36 ist.
Die Lichtquelle 100 und die Photodiode sind elektrisch
mit der Sensorschaltung 106 gekoppelt.
-
In
Betrieb beleuchtet die Lichtquelle 100 die Meßseite 106 des
Medienstapels 36, was durch Beleuchtungslinien 110 dargestellt
ist. Licht wird von der Meßseite 96 abreflektiert,
was durch reflektiertes Licht 112 dargestellt ist. Der
optische Aufbau 104 fokussiert das reflektierte Licht 112 bei
der Photodiode 102. Das reflektierte Licht 112 verändert sich
entsprechend davon, ob das Licht von einer Kante eines Blattes,
das in dem Medienstapel 36 enthalten ist, reflektiert wird,
oder ob dasselbe von einem Ort zwischen Blättern reflektiert wird. Ein
entsprechendes Ausgangssignal wird von der Photodiode 102 an
die Sensorschaltung 106 geliefert, was bei 114 angezeigt
ist. Die Sensorschaltung 106 empfängt das Photodioden-Ausgangssignal 114 und
liefert ein entsprechendes Ausgangssignal 120. Das Ausgangssignal 120 liefert
Meßkomponenten,
die Charakteristika des Medienstapels 36 und von Blättern darstellen,
die in dem Medienstapel 36 enthalten sind. Bei einem Aspekt
wird das Ausgangssignal 120 an einen Mikroprozessor zur
Signalverarbeitung geliefert. Bei einem anderen Aspekt wird das
Ausgangssignal 120 an eine separate Steuerung (z. B. Druckmaschinensteuerung 74) geliefert.
-
Das
Bilderzeugungssystem 30 umfaßt ferner eine Bewegungseinrichtung
oder einen Bewegungsmechanismus 122, der es ermöglicht,
daß das
Medienstapelkomponentenmeßsystem 32 während des
Betriebs des Medienstapelkomponentenmeßsystems 32 die gesamte
Meßkante 96 abtastet,
was durch einen Bewegungspfeil 124 angezeigt ist. Bei einem
Aspekt sorgt der Mechanismus 122 für eine Bewegung der Photodiode 102 und
des optischen Aufbaus 104 relativ zu der Meßseite 96.
Bei einem anderen Aspekt sorgt der Mechanismus 122 außerdem für eine Bewegung
der Lichtquelle 100 bezüglich
der Meßseite 96,
wobei die Photodiode 102 relativ zu der Lichtquelle 100 feststehend
bleibt (z. B. erzielt durch eine mechanische Verbindung, dargestellt
durch eine gestrichelte Linie 126) (d. h. die Lichtquelle 100,
die Photodiode 102 und der optische Aufbau 104 bewegen
sich alle zusammen). Der Mechanismus 122 kann z. B. ein
Solenoid, einen Motor (z. B. einen Schrittgebermotor), einen Feder-Griff/Trenn-Mechanismus, eine
Kurbelwelle oder eine andere elektrische, mechanische oder elektromechanische
Vorrichtung aufweisen. Der Mechanismus 122 ist betriebsbereit
für ein fortdauerndes
Abtasten der Meßseite 96 durch
das Medienstapelkomponentenmeßsystem 32.
So wirkt das Medienstapelkomponentenmeßsystem 32, wenn Blätter aus
dem Medienstapel 36 entfernt werden, was durch einen Pfeil 130 angezeigt
wird, um fortdauernd die Menge von Blättern, die in dem Medienstapel 36 enthalten sind,
zu aktualisieren.
-
4 ist
ein optisches Diagramm, das eine Seitenansicht der Lichtquelle 100,
des optischen Aufbaus 104 und der Photodiode 102 allgemein
bei 140 darstellt. Bei einem Aspekt ist die Lichtquelle 100 „oberhalb" der Photodiode 102 positioniert
und beleuchtet die Meßseite 96 mit
einem 45-Grad-Winkel relativ zu dem optischen Pfad 108,
was bei 142 angezeigt ist. Bei einem Aspekt ist die optische
Lichtquelle 100 eine Punktlichtquelle. Bei einem bevorzugten
Ausführungsbeispiel
ist die Lichtquelle 100 eine lichtemittierende Diode (LED). Die
Lichtquelle 100 kann eine „feste" oder gepulste Beleuchtung (z. B. 100
kHz) liefern. Bei einem Ausführungsbeispiel
liefert die Lichtquelle 100 eine gepulste Beleuchtung mit
einer anderen Frequenz als 60 Hz.
-
Bei
einem Ausführungsbeispiel
ist der optische Aufbau 104 zwischen der Photodiode 102 und
der Meßseite 96 positioniert.
Zusätzlich
ist eine Maske 144 entlang des optischen Pfades 108 zwischen
der Photodiode 102 und dem optischen Aufbau 104 positioniert.
Bei einem Aspekt ist die Linsenanordnung 104 entlang des
optischen Pfades 108 an einem Mittelpunkt zwischen der
Maske 144 und der Meßseite 96 positioniert,
wobei ein Fokalpunkt an der Maske 144 ist. Die Maske 144 umfaßt eine
Apertur 146, was es ermöglicht,
daß Licht derart
durch die Maske 144 fällt,
daß es
auf die Photodiode 102 fällt.
-
Bei
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
umfaßt
der optische Aufbau 104 ein Linsensystem 150, das
bei einem Ausführungsbeispiel
eine astigmatische Linse ist. Eine astigmatische Linse ist als eine
Linse definiert, die die folgenden Charakteristika aufweist: die
Brennweite in einer Achse der Linse unterscheidet sich von der Brennweite
in der Achse senkrecht zu derselben, was dazu führt, daß ein Kreis als ein Oval oder
eine andere nützliche
Form in der Brennebene erzeugt wird. Dies kann verwendet werden,
um ein Bild auf den Lichtdetektor zu projizieren, wobei der abgebildete
Bereich des Stapels 36 entlang der Kante 96 in
der vertikalen Richtung sehr klein ist, während der abgebildete Bereich
des Stapels 36 entlang der Kante 96 in der Horizontalrichtung
groß ist.
Dies bildet effektiv eine Linie, die parallel zu der Kante des Papierstapels
ausgerichtet ist, ab und erhöht
die Empfindlichkeit des Detektors gegenüber der Medienkante wesentlich.
Außerdem
verbessert dies die Unterdrückung
von Rauschen von Kantenunregelmäßigkeiten
oder Partikeln entlang der Kante.
-
Bei
einem Aspekt ist die Linse aus geformten Kunststoff hergestellt.
U.S. Precision Lens, Incorporated, ist eine Quelle für geeignete
geformte Kunststofflinsen. Andere geeignete Linsentypen umfassen
plankonvexe Zylinderlinsen. Andere geeignete Linsentypen werden
Fachleuten auf diesem Gebiet nach der Durchsicht dieser Anmeldung
ersichtlich.
-
5 ist
ein optisches Diagramm, das eine „Drauf"-Sicht des optischen Diagramms aus 4 allgemein
bei 160 darstellt. In dem optischen Diagramm 160 ist
der abgebildete Bereich des Stapels 36 eine Linie.
-
6 ist
ein Diagramm, das ein exemplarisches Ausführungsbeispiel der Maske 144 darstellt.
Die Maske 144 umfaßt
eine Apertur 146, die bei einem Ausführungsbeispiel im wesentlichen „oval"-förmig ist.
Vorzugsweise weist die Apertur 146 eine Breite, angezeigt
bei 170, auf, die kleiner als eine gemessene Breite oder Dicke
eines Blatts von dem Medienstapel 36 ist. Zusätzlich entspricht
die Größe der Apertur 146 der
Größe des optischen
Flecks, der von der Meßseite 96 reflektiert
wird. Die Maske 144 kann aus einem metallischen oder nichtmetallischen
Material (z. B. rostfreiem Stahl, Karton usw.) hergestellt sein.
-
7 ist
ein Diagramm, das ein exemplarisches Ausführungsbeispiel einer Sensorschaltung
allgemein bei 106 darstellt. In Betrieb liefert die Steuerungsschaltung 106 eine
Ausgangsspannung zum Treiben der LED 100. Zusätzlich empfängt die
Steuerungsschaltung 106 ein Eingangssignal über die
Photodiode 102, das Blattcharakteristika darstellt, die
in dem Blattstapel 36 enthalten sind, und liefert ein entsprechendes
Ausgangssignal 108 (V out).
-
Bei
einem exemplarischen Ausführungsbeispiel
umfaßt
die Steuerungsschaltung 106 einen Leistungsversorgungseingang 200,
eine Stromquelle 202, einen Transimpedanzverstärker 204 und
einen Ausgangspuffer 206. In Betrieb ist die Stromquelle 202 konfiguriert,
um die LED 100 zu treiben. Der Transimpedanzverstärker 204 empfängt ein
Eingangssignal über
die Photodiode 102, das Blattcharakteristika des Blattstapels 36 darstellt.
Der Transimpedanzverstärker
empfängt
ein Stromeingangssignal von der Photodiode 102 und liefert
ein Spannungsausgangssignal 258, das proportional zu dem
Stromeingangssignal ist. Der Puffer 206 liefert einen Puffer
zwischen dem Ausgangssignal 258 des Transimpedanzverstärkers und
dem Steuerungsschaltungsausgang 208. Bei einem Ausführungsbeispiel
liefert der Puffer 206 außerdem eine Signalverstärkung von
mehr als 1.
-
Der
Leistungsversorgungseingang 200 ist über VCC 210 und eine
Masse 212 (GRD) gekoppelt. Bei einem Aspekt ist das Spannungspotential
zwischen VCC 210 und der Masse 212 plus 5 Volt.
Bei einem Aspekt ist die Stromquelle 202 eine Transistorstromquelle.
Die Stromquelle 202 umfaßt einen Transistor 220 (Q1),
einen Widerstand 222 (R5), einen Widerstand 224 (R6)
und einen Widerstand 226 (R7). Die Stromquelle 202 ist zwischen
VCC 210 und der Masse 212 positioniert und wirksam,
um die Lichtquelle 100 zu treiben. Die Stromquelle 202 ist
bei 228 und 230 über die LED 100 gekoppelt.
-
Bei
einem Aspekt umfaßt
der Transimpedanzverstärker 204 einen
Operationsverstärker 240,
einen Widerstand 242 (R1), einen Widerstand 244 (R2),
einen Widerstand 246 (R3) und einen Kondensator 252 (C2).
Die Photodiode 102 ist mit dem negativen Eingang des Operationsverstärkers 240 bei 254 gekoppelt. Zusätzlich ist
die Photodiode 102 mit dem positiven Eingang des Operationsverstärkers 240 durch
den Widerstand 250 gekoppelt. Relativ zu dem Operationsverstärker 240 ist
der Kondensator 252 zwischen V positiv (VCC 210)
und Masse gekoppelt, was eine Entkopplung der Betriebsspannungsleitung
(Leistungsschiene) liefert. Der Ausgang 258 des Transimpedanzverstärkers 204 wird
als ein Eingang in den Puffer 206 geliefert. Insbesondere
umfaßt
der Puffer 206 einen Operationsverstärker 270, einen Widerstand 272 (R8),
einen Widerstand 274 (R9) und einen Widerstand 276 (R10).
Bei einem Aspekt ist der Puffer 206 eine Verstärkerschaltung, die
eine nichtinvertierende Konfiguration aufweist. Bei einem Aspekt
weist der Puffer 206 eine Signalverstärkung von mehr als 1 auf. Bei
einem Aspekt ist der Widerstand 272 mit dem positiven Eingangsanschluß des Verstärkers 270 gekoppelt.
Der Widerstand 274 ist zwischen den negativen Eingangsanschluß des Verstärkers 270 und
Masse geschaltet. Der Widerstand 276 ist zwischen den Widerstand
R9 und den Ausgang 208 geschaltet. V positiv ist mit VCC 210 gekoppelt.
V negativ ist mit Masse gekoppelt.
-
Die
folgende Tabelle stellt ein exemplarisches Ausführungsbeispiel von Komponentenwerten
für die Steuerungsschaltung
106 dar:
-
8 ist
ein Diagramm, das ein exemplarisches Ausführungsbeispiel des Ausgangssignals 208 allgemein
bei 300 darstellt. Das Ausgangssignal 208 umfaßt charakteristische
Komponenten, die den Blattstapel 36 darstellen. Das Diagramm 300 umfaßt eine
erste Achse 302, die die Zeit darstellt, und eine zweite
Achse 304, die die Signalgröße darstellt. Bei einem Aspekt
umfaßt
das Ausgangssignal 306 eine erste Spitze 310, eine
zweite Spitze 312 und eine dritte Spitze 314,
die als „Blattanzahlkomponenten" bezeichnet werden
können.
Wenn das Medienstapelkomponentenmeßsystem 32 die Meßkante oder
-seite 96 abtastet, stellt jede Signalspitze 310, 312 und 314 ein
Stück des
Blattmediums dar. Als solche kann die Gesamtanzahl von Blättern in der
Medienhaltevorrichtung 34 durch ein Erfassen und Zählen jeder
Ausgangssignalspitze 310, 312, 314 bestimmt
werden. Die Dicke jedes Medienblattes entspricht der Zeit zwischen
Signalspitzen, was als „Blattdickenkomponenten" bezeichnet werden
kann. Die Signalspitze 310 tritt z. B. zu einer Zeit 316 (T1)
auf, die Signalspitze 312 tritt zu einer Zeit 318 (T2)
auf und die Signalspitze 314 tritt zu einer Zeit 320 (T3)
auf. Die Dicke der Blattmedien, die in der Medienhaltevorrichtung 34 enthalten
sind, ist durch den Abstand 330 (D1) zwischen der Signalspitze 310 zur
Zeit 316 und der Signalspitze 312 zur Zeit 318 bestimmt.
-
Die 9 und 10 sind
Flußdiagramme,
die exemplarische Ausführungsbeispiele
des Betriebs des Medienverwalters 77 darstellen. 9 ist
ein Flußdiagramm,
allgemein bei 340 angezeigt, das ein exemplarisches Ausführungsbeispiel
einer Verwendung des Ausgangssignals 106 darstellt, um
die Anzahl von Blättern in
einem Medienstapel zu bestimmen. Bei 342 wird das Ausgangssignal 106 empfangen,
das Komponenten aufweist, die Mediencharakteristika entsprechen.
Bei einem Aspekt wird das Ausgangssignal 106 durch einen Mikroprozessor 72 empfangen.
Bei 344 bestimmt der Medienverwalter die Anzahl von Blättern in
dem Medienstapel. Bei einem Aspekt umfaßt der Mikroprozessor 72 einen
Spitzendetektor zum Zählen
der Anzahl von Spitzen bei dem Ausgangssignal 106, was
der Anzahl von Blättern
in dem Medienstapel 36 entspricht. Bei einem Aspekt bestimmt
oder „kompensiert" eine Ausgleichsroutine 346 für die Anzahl
erfaßter
Spitzen, wo das Ausgangssignal eine konsistente Anzahl von Spitzen
umfaßt,
ein konsistentes Signal (z. B. aufgrund einer rauben oder überlappenden
Papierkante), wiederum gefolgt von einer konsistenten Anzahl von
Spitzen.
-
Bei 348 wird
die Anzahl von Blättern
in dem Medienstapel mit der Anzahl von Blättern verglichen, die durch
den Druckauftrag erfordert werden. Bei 350 wird, wenn die
angeforderte Anzahl von Blättern
nicht in der Medienhaltevorrichtung ist, der Benutzer benachrichtigt.
Der Benutzer kann über
einen Ausgang bei dem Steuerungsbedienfeld 80 des Bilderzeugungssystems 30 benachrichtigt
werden oder der Benutzer kann über
eine Netzverbindung durch den Host 86 benachrichtigt werden.
Bei einem anderen Aspekt ermöglicht
es der Medienverwalter bei 352, wenn die erforderliche
Anzahl von Blättern
vorliegt, daß das
Bilderzeugungssystem 30 mit dem Druckauftrag fortfährt.
-
10 ist
ein Flußdiagramm,
das ein exemplarisches Ausführungsbeispiel
eines Verwendens einer Blattdickenkomponente und eines Bilderzeugungssystems
allgemein bei 360 darstellt. Bei 362 wird die
Blattdicke bestimmt. Bei einem Aspekt wird die Blattdicke durch
den Medienverwalter bestimmt. Der Medienverwalter wirkt, um das
Ausgangssignal 106 abzutasten, was die Zeit zwischen erfaßten Spitzen
mißt.
Basierend auf der Zeit zwischen erfaßten Spitzen und der bekannten
Abtastgeschwindigkeit kann die Blattdicke über die Beziehung, daß die Dicke
gleich der Bewegungsgeschwindigkeit multipliziert mit der Spitze-zu-Spitze-Zeit
ist, bestimmt werden.
-
Bei 364 wird
der Blattmedientyp unter Verwendung der Blattdickenkomponente bestimmt.
Bei einem Aspekt ist eine Tabelle in dem Speicher gespeichert, die
Dickenwerte oder -Bereiche aufweist, die jedem Blattmedientyp zugeordnet
sind. Sobald eine Blattdicke bestimmt ist, wird die Tabelle nach
dem korrekten Blattdickenwert abgetastet, wobei der entsprechende
Blattmedientyp identifiziert werden kann. Bei 366 können die Bilderzeugungssystemeinstellungen,
sobald der Blattmedientyp bekannt ist, basierend auf dem Blattmedientyp
eingestellt werden. Insbesondere können Bilderzeugungssystemeinstellungen
für jeden
Blattmedientyp optimiert werden. Blattmedien z. B., die eine größere Dicke
aufweisen, können
unter Umständen
unterschiedliche Tonerdichtenanforderungen oder Fixierereinstellungsanforderungen
hinsichtlich eines Blattmediums mit geringerer Dicke aufweisen.
-
Obwohl
spezifische Ausführungsbeispiele
hierin zu Zwecken der Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels
dargestellt und beschrieben wurden, ist es für Fachleute auf diesem Gebiet
ersichtlich, daß eine
breite Vielzahl alternativer und/oder gleichwertiger Implementierungen,
die berechnet sind, um die gleichen Zwecke zu erzielen, die gezeigten
und beschriebenen spezifischen Ausführungsbeispiele ersetzen können, ohne
von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Fachleute
auf dem Gebiet der chemischen, mechanischen, elektromechanischen,
elektrischen und Computertechnik werden ohne weiteres sehen, daß die vorliegende
Erfindung in einer sehr breiten Vielfalt von Ausführungsbeispielen
implementiert sein kann. Diese Anmeldung soll alle Anpassungen oder
Variationen der hierin besprochenen bevorzugten Ausführungsbeispiele
abdecken. Deshalb ist fest beabsichtigt, daß die Erfindung nur durch die
Ansprüche
und Äquivalente
derselben eingeschränkt
ist.
