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Technisches
Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf das Gebiet von
Druckern und insbesondere bezieht sich dieselbe auf eine Druckvorrichtung,
die einen Wartungsschlitten aufweist, der adaptiv gesteuert wird.
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Hintergrund
der Erfindung
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Tintenstrahldrucker
werden häufig
verwendet, um Dokumente und Bilder auf ein Druckmedium zu drucken.
Das Druckmedium kann verschiedene Medientypen, wie z. B. Papier,
photographische Druckmedien, Etiketten usw., umfassen.
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Ein
herkömmlicher
Tintenstrahldrucker umfasst einen bewegbaren Tintenstrahldruckkopf,
der an einer Druckkassette befestigt ist. Eine Wagenanordnung bewegt
die Druckkassette und den Tintenstrahldruckkopf in aufeinanderfolgenden
Durchgängen
lateral über
das Druckmedium. Das Druckmedium wird in einer Richtung, die zu
der Bewegung des Druckkopfs senkrecht ist, durch eine Antriebsanordnung
so vorwärtsbewegt, dass
der Druckkopf fortschreitend Tintentröpfchen entsprechend dem gewünschten
Muster, das gedruckt wird, aufbringen kann.
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Der
Druckkopf weist ein Array von Düsen
auf, die normalerweise in Stifte gruppiert sind. Jede Düse erzeugt
Tintentröpfchen,
wenn sich der Druckkopf über
das Druckmedium bewegt, um das gewünschte Muster auf dem Druckmedium
zu erzeugen. Normalerweise ist jede Düse durch eine Düsenkammer,
einen Abfeuermechanismus und eine Öffnung gebildet, wobei der
Abfeuermechanismus sich in der Düsenkammer
befindet. Jeder Düse
wird Tinte von einem Tintenvorratsreservoir geliefert, wobei darauf
hingewiesen wird, dass unterschied lichen Düsen Tinte von unterschiedlichen
Tintenreservoirs geliefert werden kann zum Drucken mehrerer Farben
oder zum Drucken auf unterschiedlichen Medientypen.
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Eine
Entwicklungstendenz bei der Tintenstrahldruckertechnologie geht
dahin, den Druckkopf periodisch durch ein Abwischen des Druckkopfs
(und insbesondere der Düsenöffnungen)
mit einem oder mehr Wischern zu reinigen (oder zu warten). Die Wischer ähneln normalerweise
Gummirakelvorrichtungen. Ein Warten des Druckkopfs auf eine derartige
Weise tendiert dazu, die Druckqualität zu verbessern und die Nutzlebensdauer
einer Druckkassette zu verlängern
durch ein Entfernen von Aerosolablagerungen, überschüssiger Tinte, Staub, kleinsten
Papierabfallstückchen
und anderen Verunreinigungsstoffen von dem Druckkopf.
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Normalerweise
sind die Wischer an einem Wartungsschlitten befestigt, der bezüglich des
Druckkopfs durch eine Antriebsanordnung bewegt wird. Die Antriebsanordnung
ist konfiguriert, um den Schlitten mit einem vorbestimmten Kraftbetrag
anzutreiben. Bei einem herkömmlichen
Tintenstrahldrucker ist diese Kraft eingestellt, um groß genug
zu sein, um den Schlitten zu bewegen, wenn eine Veränderlichkeit
der Druckerkomponenten (d. h. Unterschiede bei Druckerteilen von
Drucker zu Drucker), ein Altern der Druckerkomponenten usw. berücksichtigt
werden. Folglich ist die Kraft, die auf den Wartungsschlitten ausgeübt wird,
oft übermäßig. Übermäßige Kraft
kann während
einer Druckkopfwartung zu einer erhöhten Geräuschentstehung von dem Drucker
führen.
Diese Geräusche
können
z. B. ein mechanisches „Jaulen" oder „Belasten" (wenn der Schlitten mit
Absicht gegen mechanische Anschläge
blockiert wird) und ein „Klappern" umfassen, das dadurch
verursacht wird, dass der Schlitten an die mechanischen Anschläge anschlägt. Die
erhöhte
Geräuschentstehung kann
für einen
Benutzer des Druckers störend
sein. Außerdem
kann die übermäßige Kraft
Druckerkomponenten übermäßig belasten
und kann zu einem vorzeitigen Versagen von Druckerkomponenten führen.
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Eine
weitere Charakteristik einer herkömmlichen Tintenstrahldruckerwartungsschlittensteuerung
besteht darin, dass der gesamte Druckerbetrieb eingestellt wird,
wenn der Schlitten unbeabsichtigter Weise blockiert (z. B. unter
dem Druckkopf festklemmt). Diese Charakteristik kann den Drucker
unzuverlässig
machen und kann einem Benutzer des Druckers die Möglichkeit
zu drucken nehmen, selbst wenn der Drucker anderweitig betriebsfähig ist,
um den gewünschten
Druckauftrag abzubilden.
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Dementsprechend
besteht ein Bedarf in der Technik, die Steuerung eines Wartungsschlittens
eines Tintenstrahldruckers zu verbessern.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Gemäß einem
Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren geliefert zum adaptiven
Steuern eines Kraftbetrags, der auf einen Wartungsschlitten ausgeübt wird,
der verwendet wird, um einen Tintenstrahldruckkopf zu reinigen.
Das Verfahren umfasst folgende Schritte: (a) Ausüben einer Laufkraft, die einem
gespeicherten Kraftniveau zugeordnet ist, auf den Wartungsschlitten;
(b) Erfassen einer ersten unbeabsichtigten Blockierung des Wartungsschlittens
während
der Ausübung
der Laufkraft; (c) Auswählen
einer geringsten Testkraft aus einer Mehrzahl von Testkräften, um
eine aktuelle Testkraft zu sein; (d) Ausüben der aktuellen Testkraft
auf den Wartungsschlitten; (e) Inkrementieren der aktuellen Testkraft
nach oben, falls eine zweite unbeabsichtigte Blockierung des Wartungsschlittens
während
der Ausübung
der aktuellen Testkraft erfasst wird, ansonsten Speichern einer
angepassten Kraftniveauanzeige, die der aktuellen Testkraft zugeordnet
ist, anstelle der gespeicherten Kraftniveauanzeige; und (f) Wiederholen
der Operationen (d) und (e), falls die aktuelle Testkraft geringer
ist als eine höchste
Testkraft aus der Mehrzahl von Testkräften, ansonsten Speichern einer angepassten Kraftniveauanzeige,
die der höchsten
Testkraft zugeordnet ist, anstelle der gespeicherten Kraftniveauanzeige.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Tintenstrahldrucker bereitgestellt.
Der Tintenstrahldrucker umfasst einen Druckkopf, der angepasst ist,
um fortschreitend Tintentröpfchen
auf ein Druckmedium aufzubringen, und einen Wartungsschlitten, der
einen Wischer zum Entfernen von Verunreinigungsstoffen von dem Druckkopf
aufweist. Ein Antriebsmotor ist mit dem Wartungsschlitten mit einer
Schlittenantriebsverbindung gekoppelt, um den Wartungsschlitten
bezüglich
des Druckkopfs zu bewegen. Ein Sensor ist angepasst, um ein Signal
zu erzeugen, das eine Strecke anzeigt, die durch den Wartungsschlitten
zurückgelegt wird.
Eine Steueranordnung ist angepasst, um den Antriebsmotor zu steuern,
um eine mechanische Kraft zu variieren, die auf den Wartungsschlitten
ausgeübt
wird. Die Steueranordnung ist programmiert, um eine Laufkraft aus
einer Mehrzahl von Laufkräften
auszuwählen,
mit der der Wartungsschlitten während
einer Druckkopfwartung bewegt werden soll, durch ein Steuern des
Antriebsmotors, um eine Testkraft aus einer Mehrzahl von Testkräften auf
den Wartungsschlitten auszuüben,
wobei jede Testkraft einer der Laufkräfte entspricht, und durch ein
Vergleichen einer Strecke, die durch den Wartungsschlitten während der
Ausübung
der Testkraft zurückgelegt
wird, und einer vorbestimmten Strecke, um zu bestimmen, ob die Testkraft
ausreichend ist, um den Wartungsschlitten zu betätigen.
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Andere
Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden für einen
Durchschnittsfachmann mit Hinblick auf die folgenden Zeichnungen
und die detaillierte Beschreibung ersichtlich. Alle diese zusätzlichen
Merkmale und Vorteile sollen hier in dem Schutzbereich der vorliegenden
Erfindung eingeschlossen sein.
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Kurze Beschreibung
der mehreren Ansichten der Zeichnungen
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Die
Erfindung kann mit Bezugnahme auf die folgenden Zeichnungen verstanden
werden. Die Komponenten in den Zeichnungen sind nicht unbedingt
maßstabsgetreu.
Auch bezeichnen gleiche Bezugszeichen in den Zeichnungen entsprechende
Teile in den mehreren Ansichten.
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1 ist
ein schematisches Blockdiagramm einer Druckvorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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2 ist
ein Flussdiagramm einer Wartungsroutine, die durch die Druckvorrichtung
von 1 durchgeführt
wird; und
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3 ist
ein Flussdiagramm einer Kalibrierungsunterroutine der Wartungsroutine
von 2 und wird durch die Druckvorrichtung von 1 durchgeführt.
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Detaillierte
Beschreibung der Erfindung
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Unter
anfänglicher
Bezugnahme auf 1 ist eine Druckervorrichtung 10 veranschaulicht.
Die veranschaulichte Druckervorrichtung 10 ist ein Tintenstrahldrucker,
der angepasst ist, um einen Druckauftrag von einer Druckauftragsquelle
(nicht gezeigt) zu empfangen. Der Druckauftrag kann in einem Format
sein, das mit dem Drucker 10 kompatibel ist, wie z. B.
eine Seitenbeschreibungssprache-(PDL-)Datei oder eine Seitensteuersprache-(PCL-)Datei.
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Ein
Fachmann wird erkennen, dass der veranschaulichte Tintenstrahldrucker 10 exemplarisch
ist und die vorliegende Erfindung bei Tintenstrahldruckern, die
andere Konfigurationen aufweisen, und anderen Typen von Druckern
angewendet werden kann, die durch ein Bewegen eines Druckkopfs über ein
Druckmedium in aufeinanderfolgenden Durchgängen drucken, wie z. B. ein
thermischer Drucker, ein Plotter und dergleichen.
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Bei
der Druckauftragsquelle (nicht gezeigt) kann es sich um eine allgemeine
Rechenvorrichtung handeln, wie z. B. einen tragbaren oder einen
Tischcomputer, einen Arbeitsplatzrechner, einen Personaldigitalassistenten
(PDA), einen Netzwerkserver (z. B. einen Druckserver) oder dergleichen.
Die Druckauftragsquelle kann direkt mit dem Drucker 10 verbunden
oder mit dem Drucker 10 über ein Netzwerk gekoppelt
sein, wie es in der Technik bekannt ist.
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Der
Drucker 10 umfasst ein Gehäuse 12, das verschiedene
Teilkomponenten des Druckers 10 hält. Der Drucker 10 umfasst
einen Tintenstrahldruckkopf 14, der an einer Druckkassette 16 befestigt
ist. Der Druckkopf 14 wird verwendet, um ein gewünschtes
Muster auf ein Druckmedium 18 zu drucken oder abzubilden,
wie es durch den Druckauftrag vorgeschrieben ist. Zu diesem Zweck
kann die Druckkassette 16 ein oder mehr Tintenvorratsreservoirs
aufweisen. Die Druckkassette 16 kann entfernbar durch einen
Wagen 20 gehalten werden, der den Druckkopf 14 lateral über das
Druckmedium 18 bewegt, wie es in der Technik bekannt ist.
Eine Auflage (nicht gezeigt), die eine Halteoberfläche für das Druckmedium 18 aufweist,
kann unter dem Druckmedium gegenüber
dem Druckkopf 14 angeordnet sein.
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Der
Wagen 20 kann durch eine Wagenverbindungsanordnung 22,
die durch einen Wagenmotor 24 angetrieben wird, betätigt werden.
Wie es in der Technik bekannt ist, kann der Wagen 20 durch
einen Wagenführungsstab 16 gehalten
werden, und seine Bewegung kann durch denselben geführt werden.
Der Wagen 20, die Wagenverbindung 22, der Wagenmotor 24 und
der Wagenführungsstab 26 sind
bekannte Komponenten und werden hier nicht näher beschrieben.
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Bei
einem Ausführungsbeispiel
weist der Druckkopf 14 ein Array von Düsen auf, wie es in der Technik bekannt
ist. Die Düsen
können
z. B. in einer Matrix von Zeilen und Spalten angeordnet sein und
können
in Stifte gruppiert sein. Die Düsen
können
gesteuert sein, um Tintentröpfchen
auszustoßen,
wenn sich der Druckkopf 14 über das Druckmedium 20 bewegt,
um ein gewünschtes
Bild auf dem Druckmedium 20 zu erzeugen. Jede Düse kann
aus einer Düsenkammer,
einem Abfeuermechanismus und einer Öffnung gebildet ein, wobei sich
der Abfeuermechanismus in der Düsenkammer
befindet. Wie ein Fachmann erkennen wird, können abhängig von dem spezifischen Drucker
andere Typen von Druckköpfen,
Stiften, Düsenanordnungen,
Heizelementen und dergleichen anstelle des Druckkopfs 14 verwendet
werden.
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Wie
angedeutet, wird der Druckkopf 14 lateral in aufeinanderfolgenden
Durchgängen
oder Überstreichungen über das
Druckmedium 18 bewegt. Außerdem kann das Druckmedium 18,
normalerweise zwischen Überstreichungen
des Druckkopfs 14, in einer Richtung, die senkrecht zu
der Bewegung des Druckkopfs 14 ist, so vorwärtsbewegt
werden, dass der Druckkopf 14 fortschreitend Segmente (oder
Abschnitte) des gewünschten
Musters, das gedruckt wird, aufbringen kann. Die Bewegung des bedruckten
Mediums 20 kann durch einen Druckmediumsantrieb 28,
wie z. B. eine Gruppierung von Rollen, die das Druckmedium 18 in
Eingriff nehmen, durchgeführt
werden. Der Druckmediumsantrieb 28 kann durch einen Antriebsmotor 30 betätigt werden,
der mit dem Druckmediumsantrieb 28 durch eine Druckmediumsantriebsverbindung 32 gekoppelt
ist.
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Bei
einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung kann der Druckmediumsantrieb 28 auch über eine Schiebeeinrichtung 34 mit
dem Antriebsmotor 30 gekoppelt sein. Die Schiebeeinrichtung 34 wird
verwendet, um selektiv Leistung, die durch den Antriebsmotor 30 entwickelt
wird, von dem Druckmediumsantrieb 28 auf eine Schlittenantriebsverbindung 36 umzuleiten.
Wie es im Folgenden näher
erörtert
wird, ist die Schlittenantriebsverbindung 36 gekoppelt,
um einen War tungsschlitten 38 zu betätigen. Alternativ dazu können die
Schlittenantriebsverbindung 36 und/oder der Wartungsschlitten 38 durch
einen eigens vorgesehenen Motor (d. h. einen Motor, der nicht verwendet
wird, um andere Anordnungen anzutreiben) angetrieben werden.
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Um
den Drucker 10 dabei zu unterstützen, zu verfolgen, wie weit
das Druckmedium 18 vorwärtsbewegt
worden ist, kann ein Codierer 40 mit dem Antriebsmotor 30 gekoppelt
sein, um die Drehbewegung des Antriebsmotors 30 zu überwachen.
Bei einem Ausführungsbeispiel
kann es sich bei dem Codierer 40 um einen optischen Codierer
handeln, der ein Ausgangssignal erzeugt, das anzeigt, wie oft der
optische Codierer den Durchgang von Markierungen erfasst, die an
einer Drehscheibe angeordnet sind, die sich vor dem Codierer befindet.
Bei den Markierungen kann es sich z. B. um gedruckte Vermerke, Löcher, Einkerbungen
usw. handeln. Der Codierer 40 kann implementiert sein,
um jedes Mal einen elektrischen Puls zu erzeugen, wenn sich der
Antriebsmotor 30 um eine Winkelstrecke dreht, die äquivalent
zu einer vorbestimmten linearen Strecke ist, die durch das Druckmedium 18 und/oder
den Schlitten 38 zurückgelegt
wird. Zum Beispiel könnte
der Codierer einen Puls erzeugen, der jeweils 1/2.400 eines Zolls
einer linearen Bewegung des Druckmediums 18 und/oder des
Schlittens 38 entspricht. Die Pulse können summiert werden, um eine
Anzeige einer zurückgelegten
Strecke zu liefern.
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Die
Bewegung des Druckkopfs 14 und die Aufbringung von Tinte
von dem Druckkopf 14 auf das Druckmedium 18 wird
durch eine Steueranordnung 42 gesteuert. Die Steueranordnung 42 steuert
auch die Vorwärtsbewegung
des Druckmediums 18 durch ein Steuern des Antriebsmotors 30 und
die Konfiguration der Schiebeeinrichtung 34. Die Strecke,
um die das Druckmedium 18 vorwärtsbewegt wird, kann unter
Verwendung eines softwareimplementierten Positionszählers verfolgt
werden, der durch die Steueranordnung 42 unterhalten und unter
Verwendung des Ausgangssignals von dem Codierer 40 inkrementiert
wird.
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Auf ähnliche
Weise steuert die Steueranordnung 42 die Bewegung des Wartungsschlittens 38 über den
Antriebsmotor 30 und die Konfiguration der Schiebeeinrichtung 34.
Die Strecke, die durch den Schlitten 38 zurückgelegt
wird, kann ebenfalls mit dem softwareimplementierten Positionszähler verfolgt
werden.
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Die
Steueranordnung 42 ist über
eine Antriebsmotorsteuerung 44 mit dem Antriebsmotor 30 gekoppelt.
Die Antriebsmotorsteuerung 44 ist angepasst, um Steuersignale
von der Steueranordnung 42 zu empfangen und entsprechend
diesen Steuersignalen elektrische Leistung an den Antriebsmotor 30 zu
liefern. Die elektrische Leistung, die an den Antriebsmotor 30 geliefert
wird, kann gesteuert sein, um unterschiedliche Drehgeschwindigkeiten
des Antriebsmotors 30 und/oder unterschiedliche Drehmomentsausgaben
von dem Antriebsmotor 30 aufzurufen. Bei einem Ausführungsbeispiel
kann die Zufuhr elektrischer Leistung an den Antriebsmotor 30 unter
Verwendung eines Pulses mit Breitenmodulation (PWM) gesteuert werden.
Die Antriebsmotorsteuerung 44 kann auch von dem Codierer 40 das
Signal empfangen, das die Drehbewegung des Antriebsmotors 30 anzeigt,
und das Codiererausgangssignal an die Steueranordnung 42 weiterleiten
oder eine entsprechende Streckenmessung an die Steueranordnung 42 übermitteln.
Alternativ dazu kann der Codierer 40 direkt mit der Steueranordnung 42 gekoppelt
sein.
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Die
Steueranordnung 42 kann verschiedene Komponenten zum Unterstützen des
Druckens eines empfangenen Druckauftrags auf dem Druckmedium 18 umfassen.
Derartige Komponenten können
z. B. einen Prozessor, flüchtige
und nichtflüchtige
Speicherkomponenten, Puffer, Zähler
usw. umfassen. Die Steueranordnung 42 kann verschiedene
logische Routinen in Verbindung mit dem Abbilden des Druckauftrags
auf dem Druckmedium ausführen.
Derartige Routinen können
z. B. eine Kommunikationsschnittstellenroutine, um eine Datenkommunikation
mit der Druckauftragsquelle fortzuführen, eine Verdichtungsroutine
(Shingling Routine), um Druckdaten zu verarbeiten, Steuerroutinen,
um die Bewegung des Wagens 20, den Ausstoß von Tintentröpfchen aus
dem Druckkopf 14, die Bewegung des Druckmediums 20 usw.
zu steuern, umfassen. Zusätzlich kann
der Drucker 10 mit zusätzlichen
Unteranordnungen zum Unterstützen
des Druckens auf dem Druckmedium 18 ausgestattet sein und
kann z. B. Rollen, Motoren, mechanische Betätigungsvorrichtungen, Leistungsversorgungen
usw. umfassen.
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Wie
ein Durchschnittsfachmann erkennen wird, kann der Druckkopf 14 unerwünschtes
Fremdmaterial und/oder Verunreinigungsstoffe auf demselben ansammeln.
Derartiges Material kann z. B. Aerosolablagerungen, überschüssige Tinte,
Staub, kleinste Papierabfallstückchen
und andere Verunreinigungsstoffe umfassen. Eine übermäßige Ansammlung von Fremdmaterial
auf dem Druckkopf 14 kann insgesamt die Druckqualität des Musters,
das auf dem Druckmedium 18 abgebildet wird, beeinträchtigen
und kann auch zu verstopften Düsen
und Tintenschmierern führen.
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Dementsprechend
kann der Drucker 10 mit dem Wartungsschlitten 38 ausgestattet
sein. Der Wartungsschlitten 38 weist einen oder mehr Wischer 46 auf,
die daran befestigt sind. Die ein oder mehr Wischer 46,
die ein oder mehr Gummirakeln ähneln
können,
werden durch den Schlitten 38 unter der mechanischen Leistung,
die durch den Antriebsmotor 38 über die Schiebeeinrichtung 34 und
die Schlittenverbindung 36 geliefert wird, bewegt. Der
Schlitten 38 wird betätigt,
um die ein oder mehr Wischer 46 gegen den Druckkopf 14 in
Eingriff zu bringen und die Verunreinigungsstoffe von demselben
abzuwischen. Im Einzelnen wird der Wagen 20 zu einem spezifischen
Ort, entsprechend dem Weg des Schlittens 38, bewegt und
dort gehalten. Zusätzlich
wird die Schiebeeinrichtung 34 gesteuert, um Leistung,
die durch den Antriebsmotor 30 entwickelt wird, von dem
Druckmediumsantrieb 28 zu der Schlittenantriebsverbindung 36 umzuleiten.
Unter der Leistung, die durch den Antriebsmotor 30 geliefert
wird, wird der Schlitten 38 dann betätigt, um sich von einer Ausgangsposition,
die zu einem ersten oder vorderen Anschlag 48 benachbart
ist, zu einer beabsichtigten Blockierposition gegen einen zweiten
oder hinteren Anschlag 50 zu bewegen. Bei der exemplarischen
Veranschaulichung von 1 ist der Schlitten 38 in
durchgezogenen Linien in der Ausgangsposition veranschaulicht und
ist nochmals in gestrichelten Linien in der beabsichtigten Blockierposition
veranschaulicht. Wie es im Folgenden genauer erörtert wird, sei darauf hingewiesen,
dass die Ausgangsposition und/oder die beabsichtigte Blockierposition
nicht benachbart zu oder gegen eine mechanische Anschlagvorrichtung
sein müssen.
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Wenn
der Schlitten 38 den vorderen Anschlag 48 oder
den hinteren Anschlag 50 in Eingriff nimmt, bewegt sich
der Schlitten 38 nicht weiter. Aufgrund der mechanischen
Verbindungen in dem Drucker 10 halten die Schlittenverbindung 36,
Teile der Schiebeeinrichtung 34 und der Antriebsmotor 30 ebenfalls
ihre Bewegungen an, wenn der Schlitten gegen den Anschlag 48 oder 50 blockiert.
Folglich erfasst der Codierer 40 keine Bewegung des Antriebsmotors 30 mehr
Durch ein Verarbeiten des Signals, das durch den Codierer 40 erzeugt wird,
kann die Strecke, die der Schlitten 38 von der Ausgangsposition
zu der Blockierposition und umgekehrt zurückgelegt hat, bestimmt werden.
Es sei darauf hingewiesen, dass eine Verzögerung zwischen dem Zeitpunkt,
wenn der Schlitten 38 aufhört, sich zu bewegen, und wenn
die Blockierung durch die Steueranordnung 42 erfasst wird
und der Antriebsmotor 30 abgeschaltet wird, auftreten kann.
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Wenn
der Schlitten 38 gegen den hinteren Anschlag 50 blockiert
hat, kann die Bewegung des Schlittens 38 umgekehrt werden
durch ein geeignetes Versorgen des Antriebsmotors 30 mit
Energie oder durch eine geeignete mechanische Einstellung in der
Schiebeeinrichtung 38 und/oder der Schlittenverbindung 36.
Der Schlitten 38 bewegt sich dann von der Blockierposition
zu der Ausgangsposition (d. h. benachbart zu dem vorderen Anschlag 48),
wo die Bewegung des Schlittens 38 durch einen Kontakt mit
dem vorderen Anschlag 48 angehalten wird.
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Während der
Bewegung des Schlittens 38 von der Ausgangsposition zu
der Blockierposition (oder, wie hier verwendet, einer Rückwärtsbewegung
des Schlittens 38) und während einer Bewegung des Schlittens 38 von
der Blockierposition zu der Ausgangsposition (oder, wie hier verwendet,
einer Vorwärtsbewegung
des Schlittens 38) nehmen die Wischer 46 den Druckkopf 14 in
Eingriff, um Verunreinigungsstoffe von demselben zu entfernen.
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Bei
einem weiteren Ausführungsbeispiel
wird der Schlitten 38 nicht gegen den hinteren Anschlag 50 blockiert,
um die Rückwärtsbewegung
zu beenden, und/oder der Schlitten 38 wird nicht gegen
den vorderen Anschlag 48 blockiert, um die Vorwärtsbewegung
zu beenden. Stattdessen wird die Strecke, die durch den Schlitten 38 zurückgelegt
wird, verwendet, um zu bestimmen, wann der Schlitten 38 zu
der beabsichtigten Blockierposition (die nicht benachbart zu oder
gegen eine Anschlagvorrichtung sein muss) und/oder zu der Ausgangsposition
(die nicht benachbart zu oder gegen eine Anschlagvorrichtung sein
muss) bewegt worden ist. Nachdem eine derartige Position erreicht
worden ist, kann der Antriebsmotor 30 angewiesen werden
(z. B. deaktiviert werden), um die Bewegung des Schlittens 38 zu
beenden (wobei dieses angewiesene Anhalten des Schlittens 38 in
die Bedeutung des Ausdrucks beabsichtigte Blockierung fällt, wie
derselbe hier verwendet ist). Bei diesem alternativen Ausführungsbeispiel
kann der Schlitten 38 jedoch leicht gegen den vorderen
Anschlag 48 „anklopfen" und durch eine mechanische
Bewegungshemmung blockiert werden, bevor derselbe eine Rückwärtsbewegung
beginnt, um eine bekannte (oder „absolute") Position des Schlittens 38 zur
Verwendung bei der Streckenmessung einzustellen. Unabhängig davon,
ob der Schlitten 38 gegen Anschläge 48, 50 blockiert
oder per Befehl blockiert wird, kann der Schlitten 38 außerdem in
der Nähe
des vorderen Anschlags 48 gelassen werden, ohne denselben
zu berühren,
wenn der Drucker 10 andere Funktionen ausführt.
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Ein
bestimmter Betrag an mechanischer Kraft muss auf den Schlitten 38 ausgeübt werden,
um den Schlitten 38 zu bewegen. Der Kraftbetrag, der benötigt wird,
um den Schlitten 38 zu bewegen, besonders wenn die Wischer 46 gegen
den Druckkopf 14 in Eingriff gebracht sind, hängt von
einer Anzahl von Variablen ab. Diese Variablen können sich von Drucker zu Drucker,
einschließlich
Druckern desselben Typs, unterscheiden. Die Variablen können elektrische
Variablen und mechanische Variablen umfassen. Elektrische Variablen
können
das Ausgangssignal einer elektrischen Leistungsversorgung (nicht
gezeigt) umfassen, die verwendet wird, um elektrische Leistung an
die verschiedenen Komponenten des Druckers 10 zu liefern
(z. B. kann die Leistungsversorgung eine Spannung ausgeben, die
größer oder
kleiner als ein Nennspezifikationswert ist). Andere elektrische
Variablen können
z. B. Varianzen bei dem Wirkungsgrad des Antriebsmotors 30 und
Varianzen bei der Antriebsmotorsteuerung 44 umfassen (z.
B. kann die Antriebsmotorsteuerung 44 verwendet werden,
um eine Leistungseingangssignal (Spannung und Strom) an den Antriebsmotor 30 ansprechend
auf ein Steuersignal zu erzeugen, das von der Steueranordnung 42 empfangen
wird).
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Mechanische
Variablen können
z. B. Toleranzen umfassen, die Lagern, Wellen, federbelasteten Steuerungen,
die in der Schiebeeinrichtung 34 und der Schlittenverbindung 36 zu
finden sind, zugeordnet sind. Jede dieser Komponenten weist eine
Veränderlichkeit
und auch eine Abnutzung im Laufe der Zeit auf. Eine derartige Abnutzung
kann zu einer Versteifung des Kraftübertragungswegs von dem Antriebsmotor 30 zu
dem Schlitten 38 führen.
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Eine
weitere mechanische Variable umfasst die Steifheit der ein oder
mehr Wischer 46. Normalerweise biegen sich die ein oder
mehr Wischer 46 nach hinten (z. B. weg von der Bewegungsrichtung
des Schlittens 38), wenn der Wischer 46 den Druckkopf 14 in
Eingriff nimmt. Innerhalb von normalen Herstellungstoleranzen kann
die Steifheit der ein oder mehr Wischer 46 von Drucker
zu Drucker variieren. Auch kann die Steifheit der Wischer 46 im
Laufe der Zeit zunehmend mehr Kraft benötigen, um bezüglich des
Druckkopfs 14 bewegt zu werden. Es sei darauf hingewiesen,
dass bei dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel der vordere
Anschlag 48 und der hintere Anschlag 50 derart
positioniert sind, dass der Schlitten 38 eine ausreichende
Strecke zurücklegt,
so dass sich die Wischer 46 nach einem vollen Rückwärtsdurchgang
des Schlittens 38 und einem Vorwärtsdurchgang des Schlittens 38 von
dem Druckkopf 14 lösen.
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Dementsprechend
ist der Drucker 10 mit einer Wartungsroutine 52 ausgestattet,
um die Bewegung des Schlittens 38 zu steuern. Die Wartungsroutine 52 umfasst
eine adaptive Kalibrierungsroutine (die im Folgenden näher erörtert wird)
zum Einstellen der Ausgangsleistung des Antriebsmotors 30,
wenn der Antriebsmotor 30 verwendet wird, um den Schlitten 38 zu
betätigen.
Somit kann der Betrag an mechanischer Kraft, die auf den Schlitten 38 ausgeübt wird,
variiert werden. Die Wartungsroutine kann durch die Steueranordnung 42 gespeichert
und ausgeführt
werden. Bei einem Ausführungsbeispiel
kann die Wartungsroutine 52 in Firmware oder als ein Satz
von Logikanweisungen in Form eines Computercodes zur Ausführung durch
einen allgemeinen Prozessorimplementiert sein.
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Die
Wartungsroutine 52 ist implementiert, um die Kraft, die
verwendet wird, um den Schlitten 38 zu bewegen, adaptiv
zu steuern, unter Berücksichtigung
der elektrischen und mechanischen Variablen des spezifischen Druckers 10.
Folglich kann die Verwendung übermäßiger Kraft,
um den Schlitten 38 zu bewegen, minimiert werden. Durch
eine Minimierung der Verwendung übermäßiger Kraft
kann die Belastung, der die Komponenten des Druckers 10 ausgesetzt
werden, reduziert werden. Ein Reduzieren der Belastung kann zu einer Verlängerung
der Nutzlebensdauer der Druckerkomponenten und/oder des Druckers 10 als
Ganzes führen.
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Zusätzlich kann
ein Reduzieren der Verwendung übermäßiger Kraft
zu einer Verringerung der Geräuschausgabe
von dem Drucker 10 führen.
Zum Beispiel kann ein „klapperndes" Geräusch, das
dadurch entsteht, dass der Schlitten 38 gegen den vorderen
Anschlag 48 und/oder den hinteren Anschlag 50 anschlägt, bei
dem Drucker 10, der die adaptiven Steuertechniken für den Schlitten 38 aufweist,
die hier beschrieben sind, eine geringere Lautstärke aufweisen als bei einem
Drucker, der eine einzige vorbestimmte Kraft verwendet, um den Schlitten 38 zu
bewegen. Ein anderes Geräusch,
dessen Lautstärke
durch die adaptiven Steuertechniken, die hier beschrieben sind,
verringert werden kann, kann ein „jaulendes" oder ein „Belastungs"-Geräusch umfassen,
das durch den Antriebsmotor 30 und/oder andere sich bewegende
mechanische Komponenten erzeugt wird, wenn der Schlitten 38 absichtlich
gegen den vorderen Anschlag 48 oder den hinteren Anschlag 50 blockiert
wird.
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Es
sei darauf hingewiesen, dass die Wartungsroutine 52 durch
die Steueranordnung 42 zu jeder geeigneten Zeit begonnen
werden kann, z. B. vor dem Beginn des Druckens eines Druckauftrags,
nach dem Abschluss des Druckens des Druckauftrags und/oder gemäß eines
Stiftwartungszeitplans (z. B. nach dem Drucken von jeweils fünf Seiten).
Bei einigen Ausführungsbeispielen,
bei denen die Schiebeeinrichtung 34 die Ineingriffnahme
der Druckmediumsantriebsverbindung 32 löst, wenn die Schlittenantriebsverbindung 36 in
Eingriff gebracht wird, könnte
die Wartungsroutine 52 mitten unter dem Drucken einer Seite
begonnen werden.
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Unter
zusätzlicher
Bezugnahme auf 2 wird die Wartungsroutine 52 genauer
beschrieben. Kurz zusammengefasst ist 2 ein exemplarisches
Flussdiagramm der Wartungsroutine 52 gemäß der vorliegenden
Erfindung. Alternativ dazu kann das Flussdiagramm von 2 so
aufgefasst werden, dass dasselbe Schritte in einem Verfahren zeigt,
das durch den Drucker 10 implementiert wird.
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Die
Wartungsroutine 52 kann bei Kasten 54 beginnen,
wo eine gespeicherte Variable, die sich auf einen gewünschten
Leistungsausgabepegel von dem Antriebsmotor 30 bezieht,
von einer Speicherkomponente 56 wiedergewonnen werden kann.
Es sei darauf hingewiesen, dass der Leistungsausgabepegel direkt
mit der Kraft in Beziehung steht, die auf den Schlitten 38 ausgeübt wird.
Bei der Speicherkomponente 56 kann es sich um einen nichtflüchtigen
Speicher handeln, der in der Lage ist, Datenwerte in Abwesenheit
von elektrischer Leistung zu speichern. Wie es veranschaulicht ist,
kann die Speicherkomponente 56 ein Teil der Steueranordnung 42 sein
oder kann alternativ dazu unabhängig
von der Steueranordnung 42 implementiert sein.
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Bei
einem Ausführungsbeispiel
kann die gespeicherte Variable, die sich auf die gewünschte Leistungsausgabe
des Antriebsmotors 30 bezieht, in Form eines PWM-Pegels
vorliegen. Wie es im Vorhergehenden angezeigt ist, kann die Leistungsausgabe
des Antriebsmotors 30 durch ein Liefern einer pulsbreitenmodulierten elektrischen
Leistung an den Antriebsmotor 30 gesteuert werden. Dementsprechend
kann die Antriebsmotorsteuerung 44 eine Schaltungsanordnung
zum Umwandeln eines Steuersignals, das von der Steueranordnung 42 empfangen
wird, in ein entsprechendes elektrisches Ausgangssignal umfassen.
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Tabelle
1 enthält
exemplarische PWM-Werte (in Prozent ausgedrückt) für mehrere exemplarische PWM-Pegel,
die durch den Speicher 56 gespeichert werden können. Es
sei darauf hingewiesen, dass die Verwendung von PWM und den PWM-Pegeln
und PWM-Werten, die hier beschrieben sind, sich nur auf ein Ausführungsbeispiel
eines adaptiven Steuerns des Antriebs motors 30 bezieht,
um die Ausübung
von variierenden Kraftgraden auf den Schlitten 38 zu ergeben.
Andere Kraftvariierungstechniken können verwendet werden und können eine
andere Leistungseingaberegelung für den Antriebsmotor 30 und/oder
eine mechanische Leistungssteuerung (z. B. ein Getriebe) umfassen.
Auch entsprechen die PWM-Pegel und PWM-Werte direkt der auf den Wartungsschlitten 38 ausgeübten Kraft
und können
als Indikatoren von Kraftniveaus und/oder Kraftwerten betrachtet
werden. Die hier beschriebenen PWM-Pegel und PWM-Werte können als
tatsächliche
Prozentwerte in einer logischen Nachschlagetabelle gespeichert werden;
können
als Steuersignalwerte in Digital- oder Analogformat oder als ein
beliebiger anderer Datenwert oder ein Signal gespeichert werden,
die die Kraft anzeigen, die auf den Schlitten 38 auszuüben ist.
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Wie
es in Tabelle 1 angezeigt ist, können
jedem PWM-Pegel drei PWM-Werte zugeordnet sein, was einen PWM-Laufwert,
einen PWM-Blockierwert und einen PWM-Testwert umfasst. Da die PWM-Werte
einer mechanischen Kraft entsprechen, die auf den Schlitten 38 ausgeübt wird,
können
die PWM-Laufwerte auch als Indikatoren einer Laufkraft, Blockierkraft
und Testkraft betrachtet werden.
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Wie
es im Folgenden genauer beschrieben ist, kann der PWM-Laufwert verwendet
werden, wenn der Schlitten 38 betätigt wird, um die Wischer 46 zum
Reinigen des Druckkopfs 14 gegen den Druckkopf 14 in
Eingriff zu bringen. Der PWM-Blockierwert
wird bei der Vorbereitung zum absichtlichen Blockieren des Schlittens 38 entweder
gegen den vorderen Anschlag 48 oder den hinteren Anschlag 50 verwendet.
Die PWM-Blockierwerte sind niedriger als die entsprechenden PWM-Laufwerte,
um die Kraft zu verringern, die verwendet wird, um den Schlitten 38 zu
betätigen,
wenn der Schlitten 38 einen der Anschläge 48 oder 50 in
Eingriff nimmt. Ein Verringern der Kraft, die verwendet wird, um
den Schlitten 38 zu betätigen,
vor einer Ineingriffnahme der Anschläge 48 und 50 kann
die mechanische Belastung, der das Antriebssystem des Schlittens
ausgesetzt ist, verringern und kann eine Geräuschausgabe von dem Drucker 10 verringern.
Bei dem Beispiel von Tabelle 1 werden die PWM-Laufwerte von PWM-Pegel zu PWM-Pegel
um 5% inkrementiert, und die PWM-Blockierwerte
werden von PWM-Pegel zu PWM-Pegel um 4% inkrementiert.
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Die
PWM-Testwerte, wie es im Folgenden genauer beschrieben ist, sind
Werte, die in Verbindung mit dem Bewegen des Schlittens 38 während einer
Kalibrierungsunterroutine der Wartungsroutine 52 verwendet werden.
Aus Gründen,
die im Folgenden genauer erörtert
sind, können
die PWM-Testwerte so eingestellt sein, dass dieselben geringer sind
als die entsprechenden PWM-Laufwerte. Bei einem Ausführungsbeispiel
kann der PWM-Testwert für
den höchsten
PWM-Pegel eingestellt sein, um mit dem entsprechenden PWM-Laufwert identisch
zu sein.
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Die
Wartungsroutine 52 kann bei Kasten 57 fortfahren,
bei dem der Schlitten 38 betätigt wird, um den Druckkopf 14 zu
warten, durch ein Versorgen des Antriebsmotors 30 mit Energie
gemäß einer
vorbestimmten Druckkopfwartungsprozedur. Die Druckkopfwartungsprozedur
kann damit beginnen, dass mit dem Schlitten 38 an den vorderen
Anschlag 48 angeklopft wird und der PWM-Blockierwert, der
dem PWM-Pegel zugeordnet ist, der bei Kasten 54 wiedergewonnen
wurde, zur Bestätigung
verwendet wird, dass sich der Schlitten 38 in der Ausgangsposition
befindet. Danach kann der Schlitten 38 derart zu dem hinteren
Anschlag 50 hin bewegt werden, dass die Wischer 46 den
Druckkopf 14 in Eingriff nehmen. Wenn der Schlitten 38 in
einer Rückwärtsrichtung
zu dem hinteren Anschlag 50 hin bewegt wird, kann der Antriebsmotor 30 entsprechend
dem PWM-Laufwert des PWM-Pegels, der bei Kasten 54 von
dem Speicher wiedergewonnen wurde, mit elektrischer Leistung mit
Energie versorgt werden. Als Voreinstellung kann der wiedergewonnene
PWM-Pegel der niedrigste PWM-Pegel sein (d. h. der PWM-Pegel, der
die niedrigsten zugeordneten PWM-Werte aufweist). Wie es im Folgenden
genauer beschrieben ist, kann der PWM-Pegel, der durch den Speicher 56 gespeichert
ist und bei Kasten 54 wiedergewonnen wird, durch die Kalibrierungsunterroutine,
die im Folgenden erörtert
ist, verändert werden.
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Nachdem
das Ausgangssignal, das durch den Codierer 40 erzeugt wird,
angezeigt hat, dass der Schlitten 38 den Wischer an dem
Druckkopf 14 vorbei bewegt hat, kann die Kraft, die auf
den Schlitten 38 ausgeübt
wird, durch ein Liefern von Leistung gemäß dem PWM-Blockierwert, der
dem PWM-Pegel zugeordnet ist, der bei Kasten 54 von dem
Speicher 56 wiedergewonnen wurde, verringert werden. Auf
diese Weise sagt die Wartungsroutine 52 voraus, wann der
Schlitten 38 im Begriff ist, den hinteren Anschlag 50 in
Eingriff zu nehmen, und verringert die Kraft, die verwendet wird,
um den Schlitten 38 zu betätigen. Nachdem der Schlitten 38 absichtlich
gegen den hinteren Anschlag 50 blockiert ist, kann die
Bewegung des Schlittens 38 derart umgekehrt werden, dass
der Schlitten 38 in der Vorwärtsrichtung von der Blockierposition
zu dem vorderen Anschlag 48 mit dem PWM-Laufwert bewegt wird, der dem PWM-Pegel
zugeordnet ist, der bei Schritt 54 von dem Speicher 56 wiedergewonnen
wurde. Wenn sich der Schlitten 38 dem vorderen Anschlag 48 nähert, kann
der Antriebsmotor 30 mit dem PWM-Blockierwert, der dem
PWM-Pegel zugeordnet ist, der bei Kasten 54 von dem Speicher 56 wiedergewonnen
wurde, gesteuert werden, um den Kraftbetrag zu verringern, mit dem
der Schlitten 38 den vorderen Anschlag 48 in Eingriff
nimmt. Nachdem der Schlitten 38 absichtlich gegen den vorderen Anschlag 48 blockiert ist,
kann die Energieversorgung des Antriebsmotors 30 abgeschaltet
werden.
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Wenn
die Abwischprozedur von Kasten 56 ausgeführt wird,
kann die Wartungsroutine 52 bei Kasten 58 auf
einen Fehler bei der Abwischprozedur überwachen. Wie hier verwendet,
bezieht sich ein Fehler bei der Abwischprozedur auf eine unbeabsichtigte
Blockierung des Schlittens 38. Eine unbeabsichtigte Blockierung des
Schlittens 38 kann die Unfähigkeit des Schlittens 38 umfassen,
sich entweder von der Ausgangsposition oder der Blockierposition
wegzubewegen, oder kann ein Anhalten des Schlittens 38 in
einer Position zwischen der Ausgangsposition und der Blockierposition
umfassen. Ein Hauptgrund für
ein derartiges Versagen des Schlittens 38, die Abwischprozedur
abzuschließen,
ist eine nicht ausreichende Ausübung
von Kraft auf den Schlitten 38. Bei einem Ausführungsbeispiel
wird ein Fehler bei der Abwischprozedur durch ein Überwachen der
Strecke, die der Schlitten 38 zurücklegt, unter Verwendung der
Signalausgabe durch den Codierer 40 und ein Vergleichen
der Strecke der Bewegung des Schlittens 38 mit einer bekannten
oder vorbestimmten Strecke, die der Schlitten 38 von einem
Anschlag 48 oder 50 zu dem anderen Anschlag 48 oder 50 zurücklegen
sollte, erfasst. Bei einem Ausführungsbeispiel
wird die Strecke der Bewegung des Schlittens 38 durch ein
Vergleichen eines Anfangspositionszählerwerts mit einem Endpositionszählerwert
berechnet. Falls die Strecke, die von dem Anfang einer Bewegung
des Schlittens (z. B. einer Rückwärtsbewegung,
die an der Ausgangsposition beginnt, oder einer Vorwärtsbewegung,
die an der Blockierposition beginnt) zu dem Ende der Bewegung des Schlittens 38 (d.
h. dem Erfassen eines Blockierzustands, z. B. wenn der Codierer
keine Ausgangspulse mehr erzeugt) zurückgelegt wird, keine zurückgelegte
Strecke anzeigt, die der bekannten Strecke innerhalb einer gegebenen
Toleranz (z. B. etwa 1/8 Zoll) entspricht, kann ein Fehler angenommen
werden. Falls bei Kasten 58 kein Fehler erfasst wird, kann
die Wartungsroutine 52 enden, und der Drucker 10 kann
in einen Be triebszustand versetzt werden, um andere Funktionen des
Druckers 10 auszuführen,
wie z. B. ein Abdecken des Druckkopfs 14, ein Fortfahren,
den Druckauftrag auf dem Druckmedium 18 abzubilden, oder
ein Warten darauf, dass der nächste
Druckauftrag empfangen wird.
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Falls
während
der Abwischprozedur bei Kasten 58 ein Fehler erfasst wird,
kann die Wartungsroutine 52 bei Kasten 62 eine
adaptive Kalibrierungsunterroutine 60 aufrufen. Bei einem
Ausführungsbeispiel
kann die Wartungsroutine 52 dann enden, selbst wenn bei
Kasten 58 ein Fehler erfasst wird, falls der PWM-Pegel,
der bei Kasten 54 wiedergewonnen wurde, der höchste PWM-Pegel
ist.
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Unter
zusätzlicher
Bezugnahme auf 3 ist ein exemplarisches Flussdiagramm
der Kalibrierungsunterroutine 60 gemäß der vorliegenden Erfindung
gezeigt. Alternativ dazu kann das Flussdiagramm von 3 so
aufgefasst werden, dass dasselbe Schritte bei einem Verfahren zeigt,
das durch den Drucker 10 implementiert wird.
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Es
sei darauf hingewiesen, dass die tatsächliche Position des Schlittens 38 an
diesem Punkt in der Wartungsroutine 52/Kalibrierungsunterroutine 60 unbekannt
sein kann. Der Schlitten 38 könnte sich in der Ausgangsposition,
in der Blockierposition oder an irgendeinem Ort dazwischen, z. B.
unter dem Druckkopf 14 blockiert, befinden. Außerdem kann
die Kalibrierungsunterroutine 60 so implementiert sein,
dass dieselbe nicht berücksichtigt,
ob der Schlitten 38 unbeabsichtigt blockiert wurde, während sich
derselbe in der Rückwärtsrichtung
oder in der Vorwärtsrichtung
bewegte.
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Die
Kalibrierungsunterroutine 60 kann bei Kasten 66 beginnen,
bei dem die Kalibrierungsunterroutine 60 den PWM-Pegel, der anfangs
durch die Kalibrierungsunterroutine 60 zu verwenden ist,
auf den niedrigsten PWM-Pegel einstellen kann. Ein Einstellen des
aktuell verwendeten PWM-Pegels auf den niedrigsten Pegel ermöglicht es,
dass die Kalibrie rungsunterroutine 60 den Kraftbetrag testet,
der benötigt
wird, um den Schlitten 38 zu bewegen, beginnend von einem
niedrigen Pegel und fortschreitend zu höheren Pegeln, falls nötig, so dass
die Verwendung einer übermäßigen Kraft
minimiert werden kann. Es können
Umstände
vorliegen, bei denen ein höherer
PWM-Pegel zur Wiedergewinnung und Verwendung durch die Wartungsroutine 52 bei
Kasten 54 gespeichert wurde, die Bedingung, die die Verwendung
eines höheren
PWM-Pegels verursachte,
liegt jedoch nicht länger
vor. Bei einem Beispiel könnte
ein Abschnitt des Druckmediums 18 in dem Weg des Schlittens 38 steckengeblieben
sein, und die Anwesenheit des Stücks
Druckmedium 18 hat verursacht, dass der Schlitten 38 unbeabsichtigt
blockiert hat. Diese unbeabsichtigte Blockierung würde bewirken,
dass die Wartungsroutine 52 in die Kalibrierungsunterroutine 60 eintritt,
wo es möglich
ist, dass der PWM-Pegel auf einen Pegel eingestellt wurde, der höher ist
als der niedrigste PWM-Pegel. Zu irgendeinem Zeitpunkt nach dem
Auftreten dieser Ereignisse kann der Abschnitt des Druckmediums 18,
der die Ereignisse hervorgerufen hat, von dem Drucker 10 entfernt
worden sein, und es kann sein, dass die Notwendigkeit, einen relativ
hohen PWM-Pegel zu verwenden, nicht länger gegeben ist.
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Bei
einem Ausführungsbeispiel
der Kalibrierungsunterroutine 60 werden die PWM-Lauf- und
Blockierwerte während
der Kalibrierungsunterroutine 60 nicht verwendet, und dem
Antriebsmotor 30 wird eine Leistung geliefert, die den
PWM-Testwerten entspricht.
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Die
Kalibrierungsunterroutine 60 kann bei Kasten 68 fortfahren,
bei dem der Antriebsmotorsteuerung 44 ein Steuersignal
zugeführt
werden kann, um den Antriebsmotor 30 mit Energie zu versorgen,
um den Schlitten 38 in einer Vorwärtsrichtung zu bewegen. Diese
Bewegung versucht, den Schlitten 38 zu der Ausgangsposition
gegen den vorderen Anschlag 48 zu bewegen. Während der „Überführung zur
Ausgangsposition" des Schlittens 38 während des
ersten Durch gangs durch die Kalibrierungsunterroutine 60 wird
der Antriebsmotor 30 unter Verwendung der Test-PWM, die
dem niedrigsten PWM-Pegel entspricht, mit Energie versorgt. Bei dem
Beispiel von Tabelle 1 beträgt
dieser PWM-Wert 25%. Bei Kasten 68 wird der Schlitten 38 vorwärts bewegt,
bis eine Blockierung erfasst wird. Die Blockierung kann erfasst
werden, wie es im Vorhergehenden beschrieben ist (d. h. keine Bewegung
des Antriebsmotors 30, wie es durch den Codierer 40 erfasst
wird). Es sei deshalb darauf hingewiesen, dass es sein kann, dass
der PWM-Testwert, der dem niedrigsten PWM-Pegel zugeordnet ist,
nicht ausreichend ist, um den Schlitten 38 überhaupt
zu bewegen, nicht ausreichend ist, um den Schlitten 38 ganz
bis zu dem vorderen Anschlag 48 zu bewegen, oder ausreichend
ist, um den Schlitten 38 zu dem vorderen Anschlag 48 zu
bewegen.
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Danach
wird bei Kasten 70 der Positionszähler rückgesetzt, so dass eine nachfolgende
Strecke, die durch den Schlitten 38 zurückgelegt wird, durch eine Bezugnahme
auf den Positionszähler
bestimmt werden kann. Danach kann die Kalibrierungsunterroutine 60 bei
Kasten 72 Befehle aufrufen, um den Antriebsmotor 30 mit
Energie zu versorgen, um den Schlitten 38 in der Rückwärtsrichtung
zu bewegen, unter Verwendung der Test-PWM, die dem aktuellen PWM-Pegel
zugeordnet ist (z. B. bei dem ersten Durchgang durch die Kalibrierungsunterroutine 60,
wobei der PWM-Pegel auf den niedrigsten PWM-Pegel eingestellt ist).
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Bei
Kasten 72 wird der Schlitten 38 in der Rückwärtsrichtung
bewegt, bis eine Blockierung erfasst wird. Diese Blockierung kann
aufgetreten sein, weil der Schlitten 38 den hinteren Anschlag 50 in
Eingriff genommen hat oder weil eine nicht ausreichende Kraft auf
den Schlitten 38 ausgeübt
wurde, um den Schlitten 38 zu der Blockierposition gegen
den hinteren Anschlag 50 zu bewegen. In jedem Fall wird
die Strecke, die gegebenenfalls durch den Schlitten 38 während der
Rückwärtsbewegung
des Schlittens 38 bei Kasten 72 zurückgelegt wurde
bei Kasten 74 protokolliert.
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Die
Kalibrierungsunterroutine 60 kann bei Kasten 76 fortfahren,
bei dem der Positionszähler
rückgesetzt
wird, um das Verfolgen einer nachfolgenden Bewegung des Schlittens 38 zu
unterstützen.
Anschließend kann
der Schlitten 38 bei Kasten 78 in der Vorwärtsrichtung
bewegt werden durch ein Versorgen des Antriebsmotors 30 mit
Energie mit dem PWM-Testwert,
der dem aktuellen PWM-Pegel zugeordnet ist. Der Schlitten 38 wird
betätigt,
bis eine Blockierung erfasst wird. Die Blockierung kann eine Folge
dessen sein, dass der Schlitten 38 sich zu der Ausgangsposition
bewegt hat und gegen den vorderen Anschlag 48 blockiert
hat, oder eine Folge dessen, dass eine nicht ausreichende Kraft
verwendet wurde, um zu versuchen, den Schlitten 38 zu betätigen. In
jedem Fall protokolliert die Kalibrierungsunterroutine 60 bei
Kasten 80 die Strecke, die gegebenenfalls in der Vorwärtsrichtung
zurückgelegt
wurde.
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Bei
einem Ausführungsbeispiel
kann die Kalibrierungsunterroutine 60 implementiert sein,
um von einer Verwendung des PWM-Testwerts zu der zugeordneten Blockier-PWM
umzuschalten, wenn erwartet wird, dass der Schlitten 38 entweder
die Blockierposition oder die Ausgangsposition erreichen wird (z.
B. nachdem erfasst worden ist, dass der Schlitten 38 sich
um eine Strecke bewegt hat, die geringfügig kürzer ist als die volle Strecke
zwischen dem vorderen Anschlag 48 und dem hinteren Anschlag 50).
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Die
Kalibrierungsunterroutine 60 kann dann bei Kasten 82 bestimmen,
ob die Rückwärtsbewegung
bei Kasten 72 und die Vorwärtsbewegung bei Kasten 78 zu
vollen Durchläufen
des Schlittens 38 geführt
haben, der sich von der Ausgangsposition zu der Blockierposition
und zurück
zu der Ausgangsposition bewegt hat. Bei einem Ausführungsbeispiel
werden die Strecken, die bei Kasten 74 und Kasten 80 protokolliert
wurden, mit einer bekannten oder vorbestimmten Bewegungsstrecke
von der Ausgangsposition zu der Blockierposition innerhalb einer
gegebenen Toleranz (z. B. etwa 1/8 Zoll) verglichen. Falls die Strecken
richtig durchlaufen wurden, kann die Kalibrierungsunterroutine 60 zu
Kasten 84 übergehen,
bei dem der derzeit verwendete PWM-Pegel in dem Speicher 56 gespeichert
wird zur. nachfolgenden Wiedergewinnung durch die Wartungsroutine 52 (z.
B. bei Kasten 54 von 2), wenn
die Wartungsroutine 52 das nächste Mal durch den Drucker 10 aufgerufen
wird. Danach kann die Kalibrierungsunterroutine 60 enden,
und der Drucker 10 kann in einen anderen Zustand zurückgeführt werden,
wie z. B. ein Warten auf einen neuen Druckauftrag, ein Fortfahren, einen
aktuellen Druckauftrag abzubilden, ein Abdecken des Druckkopfs 14 usw.
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Falls
die Strecken nicht richtig durchlaufen wurden, bei Kasten 86,
kann die Kalibrierungsunterroutine 60 zu Kasten 84 übergehen,
bei dem die Kalibrierungsunterroutine 60 bestimmen kann,
ob der derzeit verwendete PWM-Pegel der höchste verfügbare PWM-Pegel ist. Falls
die Kalibrierungsunterroutine 60 derzeit den höchsten verfügbaren PWM-Pegel
verwendet, kann die Kalibrierungsunterroutine 60 zu Kasten 84 übergehen, bei
dem der höchste
verfügbare
PWM-Pegel in dem Speicher 56 gespeichert wird, und die
Kalibrierungsunterroutine 60 kann enden.
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Es
sei darauf hingewiesen, dass der höchste verfügbare PWM-Pegel oft ausreichend ist, um genug Kraft
zu liefern, um den Schlitten 38 zu der Ausgangsposition
zu bewegen. Bei einem Ausführungsbeispiel
ist der PWM-Testwert, der dem höchsten
PWM-Pegel zugeordnet ist, mit dem PWM-Laufwert für den höchsten PWM-Pegel identisch.
Dies ermöglicht,
dass ein hohes Niveau von verfügbarer
Kraft auf den Schlitten 38 ausgeübt wird, um einen Versuch zu
unternehmen, den Schlitten 38 bei Abschluss der Kalibrierungsunterroutine 60 zu
der Ausgangsposition zu überführen. Ohne
durch Theorie beschränkt
sein zu wollen, kann die Verwendung einer derartigen Kraft während des
letzten Durchgangs durch die Kalibrierungsunterroutine 60 den
Drucker in einen Zustand zum Ausführen von Druckaufgaben versetzen,
selbst wenn die Wartungsroutine 52 nicht erfolgreich abgeschlossen
werden kann (d. h. keine unbeabsichtigte Blockierung des Schlittens 38).
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Bei
einer exemplarischen Modifizierung der Kalibrierungsunterroutine 60 kann
ein Kasten zwischen den Kasten 86 und den Kasten 84 eingefügt werden,
um den Wagen 20 aus dem Weg des Schlittens 38 zu bewegen
und erneut zu versuchen, den Schlitten 38 zu der Ausgangsposition
zu bewegen. Diese zusätzlichen Schritte
können
bei Druckern 10 durchgeführt werden, bei denen das Problem
bestehen kann, dass ein Schlitten 38, der unter dem Wagen 20 blockiert
ist, den Wagen 20 stören
kann, wenn der Wagen aufeinanderfolgende Durchgänge über das Druckmedium 18 ausführt.
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Falls
die Kalibrierungsunterroutine 60 bei Kasten 86 nicht
unter Verwendung des höchsten
verfügbaren
PWM-Pegels wirksam ist, kann die Kalibrierungsunterroutine 60 zu
Kasten 88 übergehen,
bei dem der PWM-Pegel von dem derzeit verwendeten PWM-Pegel zu einem
nächsthöheren PWM-Pegel
inkrementiert wird. Bei dem Beispiel kann der PWM-Pegel nach einem
ersten Durchgang durch die Kalibrierungsunterroutine 60 von
dem ersten PWM-Pegel bei Kasten 88 zu dem zweiten PWM-Pegel
inkrementiert werden. Danach kehrt die Kalibrierungsunterroutine 60 zu
Kasten 68 zurück,
bei dem der vorhergehende Prozess wiederholt wird, bis eine der
Bedingungen in Kasten 82 oder Kasten 86 erfüllt ist.
Nach einem zweiten Durchgang durch die Kalibrierungsunterroutine 60,
bei dem die Bedingungen in Kasten 82 oder Kasten 86 nicht
erfüllt
werden, kann der PWM-Pegel bei Kasten 88 von dem zweiten
Pegel zu dem dritten Pegel inkrementiert werden. Bei diesem Beispiel
ist der nächste
Durchgang durch die Kalibrierungsunterroutine 60 der letzte
Durchgang durch die Kalibrierungsunterroutine 60, da zumindest
die Bedingung von Kasten 86 erfüllt wird. Es sei jedoch darauf hingewiesen,
dass die Verwendung von drei PWM-Pegeln exemplarisch ist und je
nach Wunsch eine kleinere oder größere Anzahl von PWM-Pegeln
eingerichtet werden kann.
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Während die
Kalibrierungsunterroutine 60 ausgeführt wird, kann die Leistung,
die dem Antriebsmotor 30 zugeführt wird, aus dem PWM-Testwert
ausgewählt
sein, der dem aktuellen PWM-Pegel zugeordnet ist. Bei dem hier beschriebenen
Ausführungsbeispiel
beträgt
der PWM-Testwert etwa 2% weniger als der PWM-Laufwert für jeden
PWM-Pegel mit Ausnahme des höchsten
PWM-Pegels. Diese Anordnung ermöglicht
ein Testen der geeigneten Kraft, die auf den Schlitten 38 ausgeübt werden
soll, bei einem geringfügig
niedrigeren Wert als für
einen normalen Betrieb während
der Wartungsroutine 52 verwendet wird. Diese Anordnung
liefert eine Toleranz beim Kalibrieren der geeigneten Kraft, die
auf den Schlitten 38 ausgeübt werden soll. Falls die Kalibrierungsunterroutine 60 z.
B. den Schlitten 38 unter Verwendung eines PWM-Werts von
32% erfolgreich betätigen
konnte, aber der Schlitten bei 31,8% nicht bewegt werden konnte
oder später
bei 32,2% unbewegbar wird, dann kann sich ein Testen bei 32% als
unerwünscht
erweisen. Deshalb bewertet die Kalibrierungsunterroutine 60 die
Bewegung des Schlittens 38 mit einem gewissen Spielraum,
um geringfügige
Unterschiede bei der Betriebseffizienz unter mehreren Ausführungen
der Wartungsroutine 52 zu berücksichtigen.
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Wie
es für
einen Fachmann ersichtlich sein sollte, liefert die Kalibrierungsunterroutine 60 der
Wartungsroutine 52 eine Selbstheilfunktion. Die Kalibrierungsunterroutine 60 ist
implementiert, um adaptiv eine geeignete Kraft, die auf den Schlitten 38 auszuüben ist,
zu finden, um die Verwendung übermäßiger Kraft
zu minimieren, die ansonsten zu einer vorzeitigen Abnutzung von
Komponenten und der Entstehung von übermäßigen Geräuschen führen kann. Zusätzlich ist
die Kalibrierungsunterroutine 60 ohne eine direkte Kraftrückkopplungsanzeige
wirksam (stattdessen wird eine Messung einer zurückgelegten Strecke verwendet).
Die Kalibrierungsunterroutine 60 und/oder die Wartungsroutine 52 kann
jedoch modifiziert sein, um ein Signal zu verwenden, das eine Kraft
anzeigt, die auf den Schlitten 38 ausgeübt wird (z. B. eine Drehmomentsmessung,
die aus einem Überwachen
eines Stroms, der durch den Antriebsmotor 30 entnommen
wird, abgeleitet ist). Bei anderen Ausführungsbeispielen können zusätzliche
Sensoren und Rückkopplungsvorrichtungen
hinzugefügt und
in Verbindung mit der Wartungsroutine 52 und/oder der Kalibrierungsunterroutine
verwendet werden. Zum Beispiel könnten
Drucksensoren hinzugefügt
werden, die an dem vorderen Anschlag 48 und dem hinteren
Anschlag 50 angeordnet sind, um anzuzeigen, wann sich der
Schlitten 38 zu der Ausgangsposition bzw. der Blockierposition
bewegt hat. Ein Fachmann wird erkennen, dass andere Sensoren als
der Codierer 40 oder Sensoren zusätzlich zu demselben verwendet
werden können,
um die Strecke zu messen, die durch den Schlitten 38 zurückgelegt
wird.
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Die
Figuren zeigen die Architektur, Funktionalität und den Betrieb einer Implementierung
der Wartungsroutine 52 und der Kalibrierungsunterroutine 60.
Bei einer Ausführung
in Software, kann jeder veranschaulichte Block ein Modul, ein Segment
oder einen Teil eines Codes darstellen, der Programmanweisungen aufweist,
um die ein oder mehr spezifizierten logischen Funktionen zu implementieren.
Die Programmanweisungen können
in Form eines Quellcodes, der von einem Menschen lesbare Angaben
aufweist, die in einer Programmiersprache geschrieben sind, oder
eines Maschinencodes ausgeführt
sein, der numerische Anweisungen aufweist, die durch ein geeignetes
Ausführungssystem,
wie z. B. einen Prozessor in einem Computersystem oder einem anderen
System, erkennbar sind. Der Maschinencode kann aus dem Quellcode
umgewandelt werden. Bei einer Ausführung in Hardware, kann jeder
Block eine Schaltung oder eine Anzahl von verbundenen Schaltungen
darstellen, um die ein oder mehr spezifizierten logischen Funktionen
zu implementieren.
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Obwohl
die Wartungsroutine 52 und die Kalibrierungsunterroutine 60 spezifische
Ausführungsreihenfolgen
veranschaulichen, sei darauf hingewiesen, dass die Ausführungsreihenfolge
von der gezeigten abweichen kann. Zum Beispiel kann die Ausführungsreihenfolge
von zwei oder mehr Blöcken
relativ zu der gezeigten Reihenfolge verändert werden. Auch können zwei
oder mehr Blöcke,
die aufeinanderfolgend gezeigt sind, gleichzeitig oder teilweise
gleichzeitig ausgeführt
werden. Außerdem
können
einige Blöcke
weggelassen werden, und andere Funktionalitäten können hinzugefügt werden.
Jede beliebige Anzahl von Zählern,
Zustandsvariablen, Warnsemaphoren oder Nachrichten könnte zu
dem hier beschriebenen Logikfluss zu Zwecken eines größeren Nutzens,
einer Abrechnung, einer Leistungsmessung oder eines Bereitstellens
von Fehlersuchhilfen und dergleichen hinzugefügt werden. Es sei darauf hingewiesen,
dass alle derartigen Variationen in den Schutzbereich der vorliegenden
Erfindung fallen.
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Auch
können,
wenn die Wartungsroutine 52 und die Kalibrierungsunterroutine 60 Software
oder Code aufweisen, die Wartungsroutine 52 und/oder die
Kalibrierungsunterroutine 60 in einem beliebigen computerlesbaren
Medium ausgeführt
sein zur Verwendung durch oder in Verbindung mit einem Anweisungsausführungssystem,
wie z. B. einem Prozessor in einem Computersystem oder einem anderen
System. In dieser Hinsicht kann die Logik z. B. Angaben aufweisen,
die Anweisungen oder Vereinbarungen umfassen, die von dem computerlesbaren
Medium abgerufen und durch das Anweisungslogiksystem ausgeführt werden
können.
Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung kann es sich bei
einem „computerlesbaren
Medium" um ein beliebiges
Medium handeln, das die hier beschriebene Logik enthalten, speichern
oder unterhalten kann, zur Verwendung durch oder in Verbindung mit
dem Anweisungsausführungssystem.
Ein computerlesbares Medium kann ein beliebiges von vielen physischen
Medien aufweisen, wie z. B. elektronische, magnetische, optische,
elektromagnetische oder Halbleitermedien. Spezifischere Beispiele
für ein
geeignetes computerlesbares Medium umfassen einschließlich, aber
nicht ausschließlich,
Magnetbänder,
magnetische Disketten, magnetische Festplatten oder Compact-Disks.
Auch kann es sich bei dem computerlesbaren Medium um einen Direktzugriffsspeicher
(RAM) handeln, der z. B. einen statischen Direktzugriffsspeicher
(SRAM) und einen dynamischen Direktzugriffsspeicher (DRAM) oder
einen magnetischen Direktzugriffsspeicher (MRAM) umfasst. Außerdem kann
es sich bei dem computerlesbaren Medium um einen Nur-Lese-Speicher (ROM), einen
programmierbaren Nur-Lese-Speicher (PROM), einen löschbaren
programmierbaren Nur-Lese-Speicher (EPROM), einen elektronisch löschbaren
programmierbaren Nur-Lese-Speicher (EEPROM) oder einen anderen Typ
von Speichervorrichtung handeln.
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Obwohl
bestimmte Ausführungsbeispiele
der Erfindung im Detail beschrieben wurden, sei darauf hingewiesen,
dass die Erfindung nicht entsprechend in ihrem Schutzbereich beschränkt ist,
sondern alle Veränderungen
und Modifizierungen umfasst, die in den Bereich der hieran angehängten Ansprüche fallen.
