DE19536026A1

DE19536026A1 - Lichtschrankensystem mit Verschmutzungs-Erkennung

Info

Publication number: DE19536026A1
Application number: DE19536026A
Authority: DE
Inventors: Hans Dipl Ing Winter
Original assignee: Wincor Nixdorf International GmbH
Current assignee: Wincor Nixdorf International GmbH
Priority date: 1995-09-27
Filing date: 1995-09-27
Publication date: 1996-05-23

Description

Die Erfindung betrifft ein Lichtschrankensystem mit Ver schmutzungs-Erkennung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

In modernen Druckereinrichtungen ist ein Lichtschrankensystem bestehend aus einem Sender und einem Empfänger vorgesehen, das erkennt, ob ein Druckmedium, beispielsweise eine Papier bahn, eingelegt ist oder nicht.

Für Lichtschrankensysteme, die den Anfang und das Ende eines Druckmediums erkennen, werden entweder Durchlicht-Schranken oder Reflexlicht-Schranken verwendet.

Ein Problem bei den Lichtschrankensystemen ist, daß bei Ver schmutzung von Sender und/oder Empfänger ein sicheres Arbei ten des Lichtschrankensystems nicht mehr gegeben ist.

Aufgabe der Erfindung ist, ein Lichtschrankensystem der ein gangs genannten Art anzugeben, das ein sicheres Arbeiten auch noch bei Verschmutzung des Senders und/oder Empfängers ge währleistet.

Diese Aufgabe wird durch ein Lichtschrankensystem gelöst, das die kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 aufweist.

Danach weist das Lichtschrankensystem neben einer ersten Re flexlicht-Schranke, die zum Abtasten von Anfang und Ende des Druckmediums auf der einen Seite des abzutastenden Druckme diums angeordnet ist und einen Sender und einen Empfänger aufweist, eine zweite Reflexlicht-Schranke auf, die der er sten Reflexlicht-Schranke gegenüberliegend mit dazwischen be findlicher Mediumsführung angeordnet ist. Die Reihenfolge von Sender und Empfänger der zweiten Reflexlicht-Schranke ist dabei gegenüber der Reihenfolge von Sender und Empfänger der ersten Reflexlicht-Schranke vertauschte. Diese Anordnung der Lichtschranken ermöglicht ein Arbeiten der Lichtschranken in der Weise, daß bei Vorhandensein des Druckmediums zwischen den Reflexlicht-Schranken die Reflexlicht-Schranken jeweils gemäß ihrer Bestimmung, nämlich als Reflexlicht-Schranke arbeiten. Fehlt ein Druckmedium zwischen den Lichtschranken, arbeiten der Sender der jeweils einen Reflexlicht-Schranke mit dem Empfänger der jeweils anderen Reflexlicht-Schranke als jeweils eine Durchlicht-Schranke zusammen. Damit werden Verschmutzungen des Senders und/oder Empfängers sowohl bei Vorhandensein als auch Nichtvorhandensein eines Druckmediums erkannt, so daß das Lichtschrankensystem sicher arbeitet.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist Gegenstand eines Unteranspruchs. Danach ist die zweite Reflexlicht- Schranke identisch zur ersten Reflexlicht-Schranke ausgebil det. Für das Lichtschrankensystem wird dann nur eine konkrete Art von Reflexlicht-Schranke benötigt.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen

Fig. 1 eine Durchlicht-Schranke in Prinzipdarstellung ge mäß dem Stand der Technik,

Fig. 2 einen meßbaren Spannungsverlauf bei einer Licht schranke gemäß der Fig. 1 bei einer Verschmutzung des Senders/Empfängers im Laufe der Zeit ohne ein gelegtem Druckmedium,

Fig. 3 einen meßbaren Spannungsverlauf bei einer Licht schranke gemäß der Fig. 1 bei einer Verschmutzung des Senders/Empfängers im Laufe der Zeit mit einge legtem Druckmedium,

Fig. 4 eine Reflexlicht-Schranke in Prinzipdarstellung ge mäß dem Stand der Technik,

Fig. 5 einen meßbaren Spannungsverlauf bei einer Licht schranke gemäß der Fig. 4 bei einer Verschmutzung des Senders/Empfängers und/oder passiven Reflektors im Laufe der Zeit ohne eingelegtem Druckmedium,

Fig. 6 einen meßbaren Spannungsverlauf bei einer Licht schranke gemäß der Fig. 4 bei einer Verschmutzung des Senders/Empfängers im Laufe der Zeit mit einge legtem Druckmedium,

Fig. 7 einen meßbaren Spannungsverlauf bei einer Licht schranke gemäß der Fig. 4 bei einer Verschmutzung des passiven Reflektors im Laufe der Zeit mit ein gelegtem Druckmedium,

Fig. 8 ein Lichtschrankensystem gemäß der Erfindung,

Fig. 9 eine allgemeine Funktionsdarstellung des Licht schrankensystems gemäß der Fig. 8 ohne eingelegtem Druckmedium, und

Fig. 10 eine allgemeine Funktionsdarstellung des Licht schrankensystems gemäß der Fig. 8 mit eingelegtem Druckmedium.

Bei der nachfolgenden Figurenbeschreibung sind gleiche Funk tionseinheiten in den Figuren jeweils mit dem gleichen Be zugszeichen kenntlich gemacht. Ebenso sind in den Figuren je weils einander entsprechende Spannungen mit einem gleichen Spannungskürzel kenntlich gemacht. Die Zeit ist mit einem t kenntlich gemacht.

Die in der Fig. 1 dargestellte Durchlicht-Schranke besteht aus einem Sender S und einem Empfänger E. Der Sender S und der Empfänger E sind einander gegenüberliegend angeordnet. Zwischen dem Sender S und dem Empfänger E ist ein Druckmedium M angeordnet. Nicht näher erwähnt wird, daß das Druckmedium M mit einer Mediumsführung gekoppelt ist, die das Druckmedium M beispielsweise von links nach rechts in der Fig. 1 und spä ter auch in den anderen Figuren transportiert.

Bei dieser Lichtschranke treten durch Verschmutzung folgende Störfälle auf.

Verschmutzt der Sender S und/oder der Empfänger E während sich kein Druckmedium M zwischen der Lichtschranke befindet, so wird die Verschmutzung durch die Abnahme des empfangenen Lichtes erkannt. Es kann eine Reinigung veranlaßt werden, be vor eine Betriebsstörung auftritt.

Fig. 2 zeigt einen charakteristischen Spannungsverlauf der Ausgangsspannung U_E über die Zeit t. Die Ausgangsspannung U_E stellt dabei eine Größe dar, die ausgehend von der Licht menge, die vom Sender S ausgesendet wird, vom Empfänger E empfangen wird. U_R gibt die Schwelle an, bei der eine Reini gung veranlaßt wird. U_S gibt die Schwelle an, bei der zwi schen dem Vorhandensein und Nichtvorhandensein eines Druckme diums M unterschieden wird. Bei Unterschreitung der Schwelle U_S von der Ausgangsspannung U_E wird ein Vorhandensein eines Druckmediums M erkannt. Wie die Fig. 2 zeigt, tritt im vor liegenden Fall eine solche Fehlentscheidung nicht ein, weil vorher auf die Notwendigkeit einer Reinigung hingewiesen wird.

Verschmutzt der Sender S und/oder der Empfänger E während sich ein Druckmedium M zwischen der Lichtschranke befindet, so ist das sichere Erkennen des Druckmediums M nicht gewähr leistet.

Fig. 3 macht diesen Sachverhalt kenntlich. Die Kurve K1 deu tet den Spannungsverlauf ohne Druckmedium M an. Der Zeitpunkt t_A deutet den Anfang und der Zeitpunkt t_E deutet das Ende des Druckmediums M an. Zum Zeitpunkt t_E ist der Verschmutzungs grad bereits soweit fortgeschritten, daß das Ende des Druck mediums M nicht mehr erkannt wird. Eine rechtzeitige Meldung für eine Reinigung unterbleibt, weil die niedrige Spannung schon vorher als Vorhandensein eines Druckmediums M interpre tiert wird. Es liegt damit eine Betriebsstörung vor.

In der Fig. 4 ist eine Reflexlicht-Schranke gezeigt. Sie be steht aus einem Empfänger E, einem Sender S und einem passi ven Reflektor R. Sender S und Empfänger E sind nebeneinander angeordnet. Der passiven Reflektor R ist dem Sender S und dem Empfänger E gegenüberliegend angeordnet. Zwischen dem Sender S und dem Empfänger E einerseits und dem passiven Reflektor R andererseits ist das Druckmedium M angeordnet. Die Einstel lung der vorliegenden Lichtschranke ist derart gewählt, daß ein vom Sender S ausgesendetes, von dem Druckmedium M reflek tiertes und dem Empfänger E empfangenes Licht soweit abge schwächt ist, daß die Lichtschranke das Vorhandensein eines Druckmediums M erkennt. Befindet sich dagegen zwischen dem Sender S und dem Empfänger E einerseits und dem passiven Re flektor R andererseits kein Drückmedium M, wird ein vom dem Sender S ausgesendetes Licht vom passiven Reflektor R so stark reflektiert, daß nach Auswertung des empfangenen Lichts in Form der Ausgangsspannung U_E durch den Empfänger E das Nichtvorhandensein eines Druckmediums M erkannt wird.

Dieser Sachverhalt ist in der Fig. 5 dargestellt. Ver schmutzt der Sender S bzw. Empfänger E und/oder der passive Reflektor R während sich kein Druckmedium M zwischen der Lichtschranke befindet, so wird die Verschmutzung durch die Abnahme des empfangenen Lichtes und damit der Ausgangsspan nung U_E erkannt. Maßgebend hierfür ist im vorliegenden Fall das vorzeitige Erreichen einer Schwelle U_R1. Es kann eine Reinigung veranlaßt werden, bevor eine Betriebsstörung auf tritt.

Fig. 6 zeigt eine Situation, bei der der Sender S bzw. Emp fänger E verschmutzt während sich das Druckmedium M zwischen der Lichtschranke befindet. Die Verschmutzung wird durch die Abnahme des vom Druckmedium M reflektierten Lichtes und damit durch die Abnahme der Ausgangsspannung U_E erkannt. Vorausset zung ist, daß das Druckmedium M eine reflektierende Eigen schaft besitzt. Der Reflexionsfaktor des Druckmediums M muß jedoch kleiner sein als der Reflexionsfaktor des passiven Reflektors R. Es kann eine Reinigung veranlaßt werden, bevor eine Betriebsstörung eintritt. Maßgebend ist eine Schwelle U_R2, die, nachdem das Vorhandensein eines Druckmediums M durch Unterschreiten der Schwelle U_S erkannt wurde, durch die Verschmutzung erreicht wird. K2 gibt im Vergleich dazu den Verlauf der Ausgangsspannung U_E an (vgl. Fig. 5), wenn sich kein Druckmedium M zwischen der Lichtschranke befindet.

Fig. 7 gibt den Fall an, bei dem der passive Reflektor R verschmutzt während sich das Druckmedium M zwischen der Lichtschranke befindet. In diesem Fall ist das sichere Erken nen des Druckmediums M nicht gewährleistet.

In der Fig. 7 gibt K3 den Spannungsverlauf der Ausgangsspan nung U_E für den Fall an, daß sich kein Druckmedium M zwischen der Lichtschranke befindet. Bei genügend langem Druckmedium M wird zum Zeitpunkt t_E das Ende des Druckmediums M nicht mehr erkannt. Es liegt eine Betriebsstörung vor.

Fig. 8 zeigt ein Lichtschrankensystem, bei der in allen Fäl len eine Verschmutzung erkannt wird.

Gemäß der Fig. 8 sind zwei identische Reflexions-Sensoren gegenüber angeordnet. Das heißt, anstatt dem passiven Reflek tor R wird eine aktive Reflexlicht-Schranke eingesetzt.

In der Fig. 9 ist die Funktionsweise der Lichtschranke dar gestellt, wenn sich kein Druckmedium M dazwischen befindet. Im Betrieb ohne Druckmedium M wirkt der Sensor wie zwei ne beneinander liegende Durchlicht-Schranken. Damit ist erstens eine Überwachung der Verschmutzung entsprechend der Fig. 2 gegeben und es wird zweitens durch die redundante Anordnung ein sicheres Erkennen ausgefallener optischer Einzel-Elemente wie zum Beispiel Sender S oder Empfänger E ohne Funktionsver lust erreicht.

In der Fig. 10 ist die Lichtschranke mit dem Druckmedium M gezeigt. Im Betrieb mit dazwischenliegendem Druckmedium M wirkt der Sensor, bezogen auf die Mediumserkennung, wie zwei nebeneinander liegende Durchlicht-Schranken mit unterbroche nem Strahlengang. Bezogen auf die Verschmutzungserkennung wirkt der Sensor wie zwei gegenüberliegende Reflexlicht- Schranken. Damit ist erstens eine Überwachung der Verschmut zung entsprechend der Fig. 6 gegeben und es wird zweitens durch die redundante Anordnung ein sicheres Erkennen ausge fallener optischer Einzel-Elemente (siehe oben) ohne Funkti onsverlust erreicht. Voraussetzung ist jedoch auch hier, daß das Druckmedium M eine reflektierende Eigenschaft besitzt.

Claims

1. Lichtschrankensystem mit Verschmutzungs-Erkennung, das zum Abtasten eines abzutastenden Mediums auf der einen Seite des abzutastenden Mediums eine erste Reflexlicht-Schranke beste hend wenigstens aus einem Sender und einem Empfänger auf weist, dadurch gekennzeichnet, daß gegenüber der ersten Reflexlicht-Schranke mit dazwischen befindlicher Me diumsführung eine zweite Reflexlicht-Schranke mit einer gegenüber der Reihenfolge von Sender und Empfänger der ersten Reflexlicht-Schranke vertauschten Reihenfolge von Sender und Empfänger angeordnet ist.

2. Lichtschrankensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Reflexlicht-Schranke zur ersten Reflexlicht-Schranke iden tisch ausgebildet ist.