DE69203814T2 - Verfahren zum Vergleichen einer Testlinie eines Zeichengerätstifts mit einer nachfolgenden Linie. - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vergleichen einer Testlinie eines Plotterstifts mit einer nachfolgenden Linie. Ein solches Verfahren wird beim Betrieb eines Stiftplotters verwendet, bei welchem Stiftaufzeichnungen auf Plotmedien vorgenommen werden.
• Ein typischer Stiftplotter umfaßt einen Stift zum Erzeugen von Aufzeichnungen auf einem Plotmedium, wobei die entsprechenden Befehle z. B. von einem Computer kommen. Das Plotmedium, z. B. Papier, ist in einer ersten Richtung längs der x-Achse beweglich, während der Stift auf einem Hauptwagen in einer zweiten Richtung längs der y-Achse beweglich ist, welche senkrecht zur ersten Richtung steht. Dadurch kann durch entsprechende Steuerung der Antriebe für Stift und Papierbewegung jede beliebige gewünschte grafische Darstellung auf dem Plotmedium wiedergegeben werden. Das Schreibsystem umfaßt üblicherweise ein drehbares Stiftekarussell mit einer Vielzahl von Stiften, z. B. Stifte in verschiedenen Farben. Ein Stifthandhabungsmechanismus ermöglicht es, daß sich ein Stift vom Stiftekarussell in eine Position auf dem Wagen bewegen kann, um auf dem Plotmedium zu plotten, und ersetzt diesen Stift durch einen anderen aus dem Karussell, wenn beispielsweise eine andere Farbe gewünscht wird.
• Schreibsysteme wie der oben genannte Stiftplotter werden üblicherweise zum Erzeugen ziemlich komplexer grafischer Darstellungen wie z. B. Schaltungslayouts oder Baupläne verwendet, welche elektronisch in einem Computer gespeichert sind, auf dem sie der Benutzer möglicherweise auch erstellt hat. Nachdem der Benutzer das Plotten dieser elektronisch gespeicherten Zeichnungen eingeleitet hat, läuft das Plotten automatisch ab, und der Benutzer braucht nur noch die fertige Zeichnung aus dem Plotter zu nehmen. In der Praxis fallen die fertigen Zeichnungen jedoch nicht immer zufriedenstellend aus, da bestimmte Linien, die geplottet werden sollten, fehlen oder eine schlechte Qualität haben, weil der entsprechende Stift verstopft oder ausgetrocknet ist bzw. keine Tinte mehr hat oder auf sonstige Weise nicht richtig funktioniert. Dies hatte zur Folge, daß in der Regel die ganze Zeichnung noch einmal geplottet werden mußte, insbesonders wenn bereits zu Beginn des Plotvorgangs ein Stiftfehler aufgetreten war. Dadurch wird eine beträchtliche Menge Zeit verschwendet, und die Effizienz des Plottens nimmt ab. Üblicherweise werden diese Probleme durch Perfektionierung der Komponenten des Plotters gelöst, so daß sie weniger fehleranfällig sind.
• Bei Stiftplottern werden beispielsweise Maßnahmen getroffen, um das Austrocknen bzw. das Verstopfen des Stifts zu vermeiden. Eine dieser Maßnahmen besteht darin, die Stiftspitzen durch Gummikappen zu verschließen, während sie im Karussell sind, so daß sie feucht und schreibbereit bleiben. Trotz dieser Versuche zur Perfektionierung der Schreibkomponenten können dennoch Schreibfehler auftreten, z. B. wenn der Tintenvorrat des Stifts leer oder fast leer ist oder wenn Fremdstoffe das Schreibsystem beeinträchtigen oder wenn irgendein anderer unvorhersehbarer Fehler auftritt. Da der Plotvorgang üblicherweise mit hoher Geschwindigkeit, d. h. mit hoher Relativgeschwindigkeit zwischen Stift und Plotmedium, geschieht, führen selbst kleine Defekte eines Stifts zu einem merklichen Qualitätsverlust der Zeichnung.
• Aus der EP-A-0 393 291 kennt man ein Schreibsystem und ein entsprechendes Verfahren, welches ein auf Abtastmittel reagierende Überwachungsmittel hat, um festzustellen, ob die Qualität der auf dem Plotmedium erzeugten Aufzeichnungen von einer vorgegebenen Qualität abweicht, und das ein Korrekturmittel hat, um einen Korrekturvorgang einzuleiten, falls es eine Abweichung von der vorgegebenen Qualität gibt. Die vorgegebene Qualität ist als Solldatenwert in einem Computer des Schreibsystems gespeichert.
• Aus den Patent Abstracts of Japan, JP-A-3 202 745, kennt man ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Auswahl eines Schreibwerkzeugs. Gemäß diesem Verfahren wird die mittlere Linienbreite der geschriebenen Linien pro Längeneinheit vor und nach einer Drehung des Stifts mit einer optischen Vorrichtung ermittelt.
• Aus den Patent Abstracts of Japan, JP-A-57 136 251, und den Patent Abstracts of Japan, JP-A-57 136 252, kennt man Aufzeichnungsüberwachungssysteme für einen Stiftplotter, bei denen die Anwesenheit bzw. das Fehlen der Aufzeichnung auf dem Papier mit Hilfe eines lichtaussendenden Elements und einem Photodetektor festgestellt wird.
• Es gab Plotsysteme mit einem Sensor, der den gesamten tatsächlichen Weg einer geplotteten Linie zurückverfolgt und dann diese geplottete Linie mit dem Computerprogramm vergleicht. Ein Beispiel dafür ist in der US-A-4 435 674 offenbart.
• Diese Systeme sind aufgrund des übermäßigen Zeitbedarfs und auch aufgrund der Anforderung, daß der Sensor exakt auf die geplottete Linie fokussiert sein muß, sehr ineffizient. Außerdem können diese Systeme nicht die verschiedenen Liniendicken und die unterschiedlichen Linienintensitäten berücksichtigen, die aufgrund unterschiedlicher Stiftarten, Farben, Plotgeschwindigkeiten und Stiftkräfte sowie aufgrund der Art des Plotmediums und der Lichtbedingungen der Umgebung resultieren.
Kurze Zusammenfassung der Erfindung
• Es ist eine Aufgabe der Erfindung, die oben genannten Unzulänglichkeiten nach dem Stand der Technik zu vermeiden und ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, welches beim unbeaufsichtigten Plotten ein hohes Maß an Zuverlässigkeit gewährleistet. Eine damit verwandte Aufgabe besteht darin, die beim Betrieb des Plotters erforderliche Überwachung durch Menschen möglichst klein zu halten.
• Es ist eine weitere Aufgabe, ein Stiftüberprüfungsverfahren zur Verfügung zu stellen, welches die unterschiedlichen Zeicheneigenschaften aller Stiftarten wie z. B. Faserstifte für Papier, Faserstifte für Transparentfolien, Kugelballstifte, Entwurfsstifte für Pergamentpapier und Papier sowie Entwurfsstifte für Polyesterfolien berücksichtigt. Eine damit verwandte Aufgabe besteht darin, ein Stiftüberprüfungsverfahren zur Verfügung zu stellen, welches für Stifte unterschiedlicher Farbe, verschiedene Liniendicken, unterschiedliche Stiftgeschwindigkeiten und Stiftauflagedrücke sowie auf allen Plotmedien wie z. B. Papier, Pergamentpapier, Polyester und Transparentmaterial eine vorhersagbare Leistung liefert.
• Eine weitere Aufgabe besteht darin, eine geeignete optische Abtastung von Stiftlinien unter unterschiedlichen Lichtbedingungen der Umgebung zur Verfügung zu stellen.
• Gemäß der vorliegenden Erfindung entsprechend der Definition in Anspruch 1 wird ein Verfahren zum Vergleichen einer Testlinie eines Plotterstifts mit einer nachfolgenden Linie zur Verfügung gestellt, um ausgewählte Punkte auf der Linie mit einem Vergleichspunkt für diesen bestimmten Stift zu vergleichen. Jeder Stift im Plotterkarussell wird durch Überwachung des Druckkontrastverhältnisses mehrerer Punkte auf senkrechten und waagerechten Teilen einer vom Stift gezogenen Probelinie charakterisiert. Für jeden Stift wird aufgezeichnet, ob sein Status gut oder schlecht ist, und der entsprechende Vergleichspunkt jedes einzelnen Stifts wird für spätere Referenzzwecke gespeichert. Durch Vergleichen des Druckkontrastverhältnisses einer ausgewählten Punktfolge einer tatsächlichen Linie mit dem Vergleichspunkt des plottenden Stifts kann die zufriedenstellende Funktion des Stifts regelmäßig überprüft werden.
• Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird die Überwachung und die Kontrolle der Qualität von Stiftaufzeichnungen auf einem Plotmedium durch Charakterisierung jedes Stifts durch optische Abtastung einer Probelinienzeichnung auf einem realen Plotmedium durchgeführt. Bei jedem nachfolgenden Plotjob eines bestimmten, charakterisierten Stifts wird eine tatsächliche Linie an einem ausgewählten Punkt mit der Probelinie verglichen. Ist die tatsächliche Linie unbefriedigend, wird der mangelhafte Stift ausgewechselt, und der Plot wird von Anfang an oder ab der letzten positiven Überprüfung wiederholt, oder er wird angehalten, damit der Benutzer ein geeignetes Korrekturverfahren wählen kann.
• Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt wird ein maßgeschneiderter optischer Sensor zur Verfügung gestellt, um die Leistung des Plotterstifts durch Abtasten der auf einem Plotmedium gezogenen Linien zu überwachen. Eine grünes Licht aussendende LED wird in einem Winkel auf eine darunterliegende Linie gerichtet, und das Licht wird dann zu einem optischen Sensor reflektiert, welcher das Druckkontrastverhältnis eines Punkts auf der Linie mißt. Schaltungsmittel verstärken und filtern das vom optischen Sensor erzeugte Signal.
• Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ausführlich unter Bezugnahme auf die Abbildungen erläutert.
• Fig. 1 ist ein Blockdiagramm der Hilfsschaltungen eines die vorliegende Erfindung verkörpernden Plotters;
• Fig. 2 ist ein Blockdiagramm verschiedener Schaltungsverbindungen zwischen einem Stiftwagen und einem Mikroprozessor;
• Fig. 3 ist eine teilweise Aufsicht auf eine Plotterwalze eines gegenwärtig bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung;
• Fig. 4 ist ein Querschnitt des Plotters längs der Linie 4- 4 in Fig. 3;
• Fig. 5 ist ein vergrößerter Querschnitt eines weißen, in der Plotterwalze eingelassenen Referenzstreifens;
• Fig. 6 ist eine Explosionszeichnung des Hauptwagens des Ausführungsbeispiels in Fig. 3;
• Fig. 7 zeigt die Unterseite des z-Achsenwagens sowie einen gegenüber dem Weg des optischen Sensors verschobenen Stiftweg;
• Fig. 8 ist eine Seitenansicht des Hauptwagens aus Fig. 6 und zeigt den z-Achsenwagen, wie er gerade einen Stift in angehobener Position hält;
• Fig. 9 ist eine Perspektivansicht eines am z-Achsenwagen montierbaren optischen Sensorhalters;
• Fig. 10 ist eine Perspektivansicht eines am optischen Sensorhalter montierbaren LED-Halters;
• Fig. 11 ist ein Schaltungsdiagramm der Schaltungsverbindungen zwischen der Prozessorplatine, der Wagenplatine und der LED/dem Sensor;
• Fig. 12 ist ein schematisches Schaltungsdiagramm einer Verstärker- und Filterschaltung zur Verarbeitung eines Signals vom Sensor;
• Fig. 13A und Fig. 13B sind schematische Diagramme, die Beispiele für Stellen zeigen, an denen die Qualität einer Linie ermittelt werden kann, indem ein Punkt auf der Linie abgetastet wird, nachdem das Plotmedium bewegt wurde, so daß der Punkt über dem weißen Referenzstreifen in der Walze liegt;
• Fig. 14 ist ein Flußdiagramm für die Charakterisierung von Stiften und das anschließende Einstellen des Schwellenwerts für das Druckkontrastverhältnis (print contrast ratio, PCR) dieses bestimmten Stifts;
• Fig. 15 ist ein Flußdiagramm der Initialisierungsprozedur am Beginn jedes Plots;
• Fig. 16 ist ein Flußdiagramm des Gesamtverfahrens zum Durchführen der Stiftüberwachung beim Plotten;
• Fig. 17 ist ein ausführliches Flußdiagramm des tatsächlichen Stiftüberprüfungsverfahrens; und
• Fig. 18 ist ein ausführliches Flußdiagramm der Überprüfung ausgewählter Punkte.
• Im Kern ist die Erfindung durch einen Stiftplotter verkörpert, welcher einen Stift zur Erzeugung von Aufzeichnungen wie z. B. grafischen Darstellungen auf einem Plotmedium, z. B. einem Blatt Papier, umfaßt. Der Stift wird auf einem Hauptwagen von einem z-Achsenwagen gehalten, der abgesenkt werden kann, so daß die Spitze des Stifts das Plotmedium berührt, um darauf Aufzeichnungen zu erzeugen. Der Stift umfaßt einen Tintenvorratsbehälter, der Tinte einer bestimmten Farbe enthält. Der Stift wird so auf dem z- Achsenwagen gehalten, daß er leicht durch einen anderen Stift ersetzt werden kann, z. B. falls eine andere Farbe für die grafische Darstellung gewünscht wird oder der Tintenvorratsbehälter des Stifts leer ist. Das Auswechseln des Stifts kann der Benutzer selber von Hand vornehmen; es wird jedoch bevorzugt, daß das Auswechseln automatisch durch Steuerung des Computers erfolgt. Mehrere Ersatzstifte und zusätzliche verschiedenfarbige Stifte können in einem Stiftekarussell (nicht abgebildet) angeordnet sein, von wo sie zum z-Achsenwagen transportiert und in ihn eingeführt werden können. Um zweidimensionale Plots auf einem Blatt Papier zu erstellen, wird das Papier in eine erste Richtung (X-Richtung) und der Hauptwagen in eine zweite, dazu orthogonale Richtung (Y-Richtung) bewegt. Der Antrieb des Papiers kann mittels einer Kombination aus Reibrad und Andruckrolle erfolgen, zwischen denen das Papier bewegt wird. Durch entsprechende Bewegung des Papiers (entweder in positive oder in negative X-Richtung) und darauf abgestimmte Bewegung des Hauptwagens (entweder in positive oder in negative Y-Richtung) kann jede beliebige grafische Darstellung auf dem Blatt Papier erzeugt werden. Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf einen bestimmten Plottertyp beschränkt, sondern kann bei jeder beliebigen Plotteranordnung eingesetzt werden, bei welcher Stifte Vektorlinien auf Plotmedien zeichnen. Beispielsweise hält ein weiterer Plottertyp, der für die Erfindung verwendet werden kann, das Papier fest, während der Hauptwagen in X- und Y- Richtung beweglich ist, so daß der Stift auf jeden gewünschten Punkt auf dem Plotmedium positioniert werden kann.
• Ein Abtastsystem überwacht in Abständen die Qualität des Stifts auf dem Plotmedium, indem es einen Punkt auf der Linie abtastet, wobei der Punkt über einem weißen Referenzstreifen in der Walze liegt und von Licht aus einer Lichtquelle wie einer einen grünen Lichtstrahl aussendenden LED beleuchtet wird.
• Die Ausgangssignale des Abtastsystems werden verstärkt, gefiltert und in digitale Werte umgewandelt. Diese digitalen Werte werden dann einem Mikroprozessor zugeführt, um sie mit den für diesen bestimmten Stift (bzw. die bestimmte Stiftart) gespeicherten Vergleichsdaten zu vergleichen. Als Ergebnis dieses Vergleichs liefert der Mikroprozessor Ausgangssignale, die angeben, ob der Stift gut oder schlecht ist.
• Wenn das Abtastsystem einen schlechten Stift feststellt oder ein guter Stift eine Fehlfunktion aufweist, können verschiedene Korrekturmaßnahmen ergriffen werden. Beispielsweise kann der Plotter so vorprogrammiert werden, daß der schlechte/fehlerhafte Stift automatisch durch einen anderen Stift ersetzt wird oder daß der Benutzer gewarnt wird, daß ein Schreibfehler aufgetreten ist, so daß er eine geeignete Maßnahme ergreifen kann, oder daß die Aufzeichnungen erneut geplottet werden, welche nicht die gewünschte Qualität haben.
• Nehmen wir nun genauer Bezug auf die Abbildungen. Fig. 1 ist ein Blockdiagramm der Schaltungsverbindungen zwischen einem Mikroprozessor (nicht abgebildet) und den verschiedenen Funktionskomponenten des Plotters. Die mechanischen Komponenten umfassen einen Stiftwagen 20, eine Frontkonsole 22, einen Revolverdrehkopfantrieb 26 für ein Stiftvorratskarussell (nicht abgebildet) und Kennungsmarken 28 auf dem Stiftvorratskarussell, welche die Stifttypen angeben, die dieses zum Plotten enthält. Ein Tastaturtreiber 34 ist über ein Vakuumfluoreszenzanzeigen (VFD)-/Tastatur-Latch 36 angeschlossen, um Eingaben vom Mikroprozessor zu empfangen und Eingaben an eine Vakuumfluoreszenzanzeige auf der Frontkonsole 22 zu liefern. Die Anzeige erhält auch Eingaben vom Mikroprozessor.
• Der Revolverdrehkopfantrieb 26 erhält über einen Karusselltreiber 42 Eingaben vom Mikroprozessor, um das Karussell in die richtige Stellung zum Hin- und Hertransport von Stiften zwischen Karussell und Stiftwagen zu drehen. Ein Karussellsensor 44 wechselwirkt mit den Kennungsmarken 28, um festzustellen, welche Karussellschlitze leer sind und welche Stifttypen in den anderen Karussellschlitzen sind.
• Eine integrierte Servoschaltung 50 erhält Eingaben vom Mikroprozessor und verbindet außerdem einen X-Codierer 52 über einen X-Antrieb 54 mit einem X-Motor 56, um die Position des Plotmediums in X-Richtung zu überwachen und dann zu veranlassen, daß der X-Motor das Plotmedium in eine neue Position bewegt. Analog gibt es über einen Y-Antrieb 60 Verbindungen von einem Y-Codierer 58 zu einem Y-Motor 62, um die Position des Stiftwagens in Y-Richtung zu überwachen und dann zu veranlassen, daß der Y-Motor den Stiftwagen in eine neue Position bewegt.
• Ein Ventilator-/Walzen-Latch 64 erhält Eingaben vom Mikroprozessor an einen Ventilatorantrieb 66, um einen Ventilator 68 zu betreiben, welcher durch Löcher in der Walze ein Vakuum liefert, um das Plotmedium sicher an dem Punkt festzuhalten, an welchem ein Stift Vektoren auf dem Plotmedium zeichnet. Der Latch 64 liefert über einen Endlospapierzuführungsantrieb 70 ferner Eingaben an eine Plotmedienwalze 72, um die Plotmedien unter dem Stiftwagen 20 für einen neuen Plot in Position zu bringen.
• Ein Stiftlift 74 ist zusammen mit den anderen Antrieben auf einer analogen, gedruckten Schaltanordnung 76 untergebracht und erhält über den Servo-IC 50 Eingaben vom Mikroprozessor und sendet dann Ausgangssignale an den Stiftwagen 20, um den Stift aus der normalerweise angehobenen Position in eine abgesenkte Position zu bewegen, in welcher er das Plotmedium an der Stelle berührt, an der er über der Walze liegt. Optische Sensorschaltungen 78 liefern Eingangssignale an eine Lichtquelle auf dem Stiftwagen 20 und verarbeiten dann Ausgangssignale vom optischen Sensor auf dem Stiftwagen 20 zurück zum Mikroprozessor.
• Fig. 2 zeigt die verschiedenen Verbindungsschaltungen zum Betätigen der Stiftüberprüfungsprozeduren in einem Blockdiagramm. Da eine Lichtquelle in Form einer LED 80 und ein optischer Sensors 82 direkt auf dem Stiftwagen 20 angebracht sind, ist eine Antriebschaltung 83 für das Anheben des Stifts zwischen dem Mikroprozessor 79 und dem Stiftwagen 20 angeschlossen, um den Wagen in die optimale Brennpunktentfernung über dem Plotmedium zu bewegen. Signale vom Mikroprozessor 79 werden über den Latch 84 zu einem Digital/Analog-Wandler 86 geleitet, welcher ein Ausgangssignal erzeugt, das über den Treiber 88 an die LED 80 geleitet wird. Die LED sendet einen breiten Lichtstrahl (siehe die nach außen gerichteten Pfeile, die schematisch unterhalb LED 80 in Fig. 8 verlaufen) mit einer in der Mitte des sichtbaren Spektrums liegenden Farbe an eine vorgegebene Stelle um eine Vektorlinie auf dem Plotmedium, und der Sensor 82 mißt die Intensität des reflektierten Lichts, wenn er die Linie abtastet (d. h. von einer Seite der Linie durch einen Punkt auf der Linie zur anderen Seite der Linie). Die Bezugsnummern 96, 97 und 98 in Fig. 13 zeigen typische Abtastungen wirklicher Plots, und die Grafik 100 in Fig. 14 zeigt eine typische Intensitätskurve einer befriedigenden Stiftaufzeichnung. Um die Zuverlässigkeit dieser Lichtintensitätskurven zu verbessern, gibt es eine maßgeschneiderte Walze 102. Zusätzlich zu der üblichen Zeichenkerbe 104, die Vakuumöffnungen 106 (Fig. 4) zum Halten des Zeichenmediums in einer sicheren Position unter der Stiftspitze besitzt, weist die Erfindung einen weißen Referenzstreifen 108 auf (siehe Fig. 3), der parallel zur Zeichenkerbe 104 in der Y-Richtung verläuft, wobei der Streifen und die Kerbe über ihre ganze Länge den gleichen vorgegebenen Abstand 110 haben. Wie die ausführlichen Querschnitte der Figuren 4 und 5 zeigen, wird der weiße Referenzstreifen des gegenwärtig bevorzugten Ausführungsbeispiels durch ein weißes Band gebildet, welches in einer Nut unter der Oberfläche der Walze 102 so eingelassen ist, daß es längs der Unterseite der Nut angeordnet ist, ohne daß es an einem der Enden 113 der Nut sichtbar hervorsteht. Aufgrund der unterschiedlichen Lichtreflektionseigenschaften verschiedener Arten von Plotmedien und verschiedener räumlicher Umgebungen muß eine Initialisierungsabtastung zu Beginn jedes Plots durchgeführt werden (siehe Fig. 15). Durch entsprechende Bewegung des Wagens 20 durch Y-Antrieb 60 in Y- Richtung und eine koordinierte Bewegung des Plotmediums 114 durch X-Antrieb 54 in X-Richtung wird der gerade abgetastete Punkt auf der Linie direkt über der Mitte des weißen Streifens 108 positioniert (siehe Fig. 14).
• Die Explosionszeichnung in Fig. 6 zeigt die Einzelheiten des Aufbaus des Stiftwagens 20, während Fig. 8 die Vorderseite zeigt. Der Hauptwagen 120 trägt unterschiedlich angeordnete Y-Richtungsrollen 122, welche auf Lagern 124 angebracht sind, und einen Anschlag 123, um die Bewegung längs der Y-Achse zu erleichtern. Um die Bewegung des z-Wagens und des Stifts zwischen einer angehobenen und einer abgesenkten Position zu ermöglichen (siehe Doppelpfeile in Fig. 8), besitzt der Hauptwagen ferner einen Magnetbecher 126 und eine Z-Richtungsrolle 130, welche an dem z-Achsenwagen 128 angreifen. Eine stromdurchflossene Spule 132, die auf Einsatz 133 im z-Achsenwagen angebracht ist, wird durch Magnetkräfte vom zugehörigen, passenden Magnetbecher 126 abgestoßen, so daß der Stift in die abgesenkte Position bewegt wird. Die tatsächliche Position des Stifts (und der unten ausführlicher beschriebenen Sensor-/LED-Kombination) bezüglich den unter ihnen liegenden Plotmedien wird durch eine Codiererskala überwacht, die sich neben einem optischen Codierer 136 auf und ab bewegt. Eine Wagenplatine 138 trägt den Codierer 136 und sorgt auch durch die Drähte 140 für die Schaltungsverbindungen zur Spule sowie für die Schaltungsverbindungen zur LED 80 und dem Sensor 82. Ein stationäres, gerades Innenlager 142 führt eine passende, sich bewegende Außenlagerhülse 143 mit, und eine Zugfeder 144 hält den z-Wagen in der normalerweise angehobenen Position.
• Wird ein Stift auf dem Wagen 20 angebracht, zwingt eine Druckfeder 146 einen Sperrhaken 148 in eine verriegelnde Position gegen das Stiftaußengehäuse 150 (siehe Fig. 7).
• Vorzugsweise sollte jeder Plotter vor Gebrauch kalibriert werden, um die Fähigkeit des Sensors, die Lichtintensität einer geplotteten Linie zu messen, zu optimieren. Demzufolge wird der Stift entfernt, und dann kann ein Papierfühler 152 verwendet werden, um den tatsächlichen Abstand zu einem darunterliegenden Plotmedium für diesen bestimmten Plotter zu ermitteln, was am besten in Fig. 8 dargestellt wird. Außerdem kann der Papierfühler die Walze über die gesamte Y- Achse abtasten, um Schwankungen bei dieser Messung des tatsächlichen Abstands zu ermitteln. Die so während der Kalibrierung gemessenen tatsächlichen Abstände werden im Speicher aufgezeichnet, so daß während des normalen Betriebs der z-Achsenwagen bewegt werden kann, um die optimalen Brennpunktabstände in mm zu erreichen (siehe Abbildung in Fig. 8). Obwohl der Abstand "So" von 15,1 mm zwischen der Linse und dem Plotmedium um ± 1,5 min schwanken kann, hat es sich herausgestellt, daß die vorliegende Erfindung trotzdem zufriedenstellend mit einer Photodiode 156 funktioniert, welche in einer Entfernung "Si" von 17,2 mm von einer Linse 154 angeordnet ist.
• Der Sensor 82 wird in den Figuren 9-10 näher dargestellt und enthält ein Gehäuse 160, einen Chipaufbau 162, eine Kappe 164 und eine Hülse 166 mit einer Klammer 168 zum Halten der LED 80. Die Hülse rastet am Boden des Gehäuses 169 ein und hält die Linse in einer festen Position in der Hülse an der Unterseite des Gehäuses. Der Chipaufbau enthält eine Photodiode sowie einen Zweistufenverstärker; der untere Teil 179 des Chipaufbaus ist durchsichtig (wie z. B. klarer Kunststoff), damit reflektiertes Licht ungehindert zur Photodiode gelangt. Die Kappe 164 muß dicht über das obere Ende des Chipaufbaus passen, damit sie sich in einen Gehäusebehälter einschmiegen kann, um zu vermeiden, daß Licht von außen auf die Photodiode gelangt. Obwohl sowohl der Sensor als auch die LED in einem Winkel zur Z-Richtung dargestellt sind, kann der Sensor auch in einem anderen Winkel angeordnet werden, sofern die LED vorzugsweise Licht in einem Winkel aussendet, um übermäßigen Spiegelglanz vom Plotmedium zu vermeiden.
• Somit stellt die Erfindung ein Verfahren zum Verwenden eines einzigartig konstruierten optischen Sensors zur Verfügung, welcher regelmäßig die Qualität geplotteter Linien durch Abtasten ausgewählter Punkte auf den Linien und durch Messen des Kontrastunterschieds zwischen der tatsächlich geplotteten Linie und einem Vergleichspunkt wie z. B. einem Standardwert oder einem tatsächlichen Wert, der aus der Charakterisierung dieses bestimmten Stifts stammt, ermittelt. Stellt der optische Liniensensor einen Fehler oder eine Unzulänglichkeit eines Stifts fest, korrigiert der Plotter das Problem, indem er einen neuen Stift nimmt und den Plot ab dem letzten als gut beurteilten Punkt wiederholt, den Plot neu beginnt oder anhält und den Benutzer benachrichtigt, daß ein Fehler an einem Stift festgestellt wurde.
• Fig. 12 zeigt nähere Einzelheiten der Verarbeitung des Ausgangssignals vom Sensor durch den Operationsverstärker 180, die Widerstände 182, 183, die Filterschaltungen 184, 185 und den A/D-Wandler 186.
• Fig. 11 zeigt die Verbindungen zwischen Platine 1 (Prozessor), Platine 2 (Wagen) und Platine 3 (Sensor) einschließlich dem LED-Eingang 188, dem Sensorausgang 190, den Codiererschaltungen 192 und den Spulenschaltungen 194.
• Im Flußdiagramm in Fig. 14 ist es wichtig, zuerst das Plotmedium, z. B. Papier, am tatsächlichen Punkt, an welchem die Probevektoren zu zeichnen sind, zu überprüfen, um sicher zu sein, daß es dort nicht bereits frühere Plots oder sonstige nicht-weiße Störungen gibt. Die erste prozentuale Messung an der Stelle 200 basiert auf dem prozentualen Abfall der reflektierten Signalintensität von vollkommen weiß zu absolut dunkel (vollkommene Lichtabsorption). Wenn fünf der sechs vorgeschlagenen Punkte jeweils ein Druckkontrastverhältnis von kleiner 8% aufweisen, kann der nächste Schritt, das tatsächliche Zeichnen des Probeplots (siehe Bezugsnummer 202), durchgeführt werden.
• Zum Ermitteln des PCR-Schwellenwerts können mehrere Verfahren verwendet werden. In der bevorzugten Form der Erfindung wird die mittlere Intensität der PCRS für fünf Punkte berechnet; wenn dann die PCRs der während des Stiftüberprüfungsvorgangs überprüften Stifte nicht unter 40% dieses Mittelwerts liegen, werden die gerade überprüften Plots als zufriedenstellend bewertet. Verwendet ein Benutzer nur schwarze Stifte und benötigt kein hochwertiges Plotten, kann auf die tatsächliche Charakterisierung der Stifte verzichtet werden; in diesem Fall kann man einfach akzeptieren, daß jeder Stift mit einem Druckkontrastverhältnis über dem Standardwert von 8% auf der Skala des prozentualen Signalabfalls von vollkommen weiß zu vollkommen dunkel als "guter" Stift bewertet wird.
• Unter Bezugnahme auf Fig. 17 zeigt Fig. 18 die Einzelheiten von Kasten 210. Unter Bezugnahme auf Fig. 16 zeigt Fig. 17 die Einzelheiten von Kasten 212. Alle Flußdiagramme werden als selbsterklärend erachtet und zeigen das gegenwärtig bevorzugte Ausführungsbeispiel für die Charakterisierung und Überprüfung von Stiften gemäß der vorliegenden Erfindung.
• Selbstverständlich soll die vorstehende Beschreibung die Erfindung lediglich veranschaulichen. Der Fachmann wird verschiedene Alternativen und Abänderungen verstehen und entwickeln können, ohne den Geltungsbereich der Erfindung zu verlassen. Entsprechend soll die vorliegende Erfindung all diese Alternativen, Abänderungen und Varianten einschließen, welche in den Geltungsbereich der folgenden Ansprüche fallen.

Claims (11)

1. Verfahren zum Vergleichen einer Testlinie eines Plotterstifts mit einer nachfolgenden Linie desselben bestimmten Plotterstifts, welches folgende Schritte umfaßt:

- Zeichnen einer Probelinie mit einem ausgewählten Stift, um einen Vergleichspunkt für den Stift zu erzeugen;

- Ermitteln einer Weißpegelreferenz für das aktuelle Plotmedium im Plotter unter Berücksichtigung der Beleuchtung der örtlichen Umgebung;

- Überwachen der Qualität der Probelinie an einer Vielzahl von Punkten;

- Überprüfen der Qualität an allen der Vielzahl von Punkten mit Hilfe der Weißpegelreferenz, um festzustellen, ob die Qualität innerhalb bestimmter vorgegebener Normen, die ausreichen, den Stift für das Plotten zu qualifizieren, liegt oder nicht;

- Starten eines tatsächlichen Plots mit dem Stift, der die Probelinie gezeichnet hat; und

- Überprüfen der zufriedenstellenden Leistung des Stifts durch Vergleichen mehrerer Punkte des tatsächlichen Plots mit dem Vergleichspunkt des Stifts.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei ein Plotterkarussell eine Vielzahl von Stiften faßt und die Zeichen-, Überwachungs- und Überprüfungsschritte für jeden Stift im Plotterkarussell durchgeführt werden, wobei das Verfahren ferner das Speichern eines Vergleichspunkts für jeden Stift im Plotterkarussell einschließt.

3. Verfahren gemäß Anspruch 2, das ferner das Zusammenfassen einer Vielzahl von Stiften zu Gruppen mit denselben Eigenschaften im Plotterkarussell einschließt.

4. Verfahren gemäß Anspruch 3, wobei der Schritt des Zusammenfassens zu Gruppen das Zusammenfassen einer Vielzahl von Stiften zu Gruppen mit der gleichen Farbe im Plotterkarussell einschließt.

5. Verfahren gemäß Anspruch 2, welches ferner das Speichern eines Datensatzes einschließt, der darüber Auskunft gibt, welche Stifte im Karussell durch den Überprüfungsschritt als gute Stifte und welche Stifte durch den Überprüfungsschritt als schlechte Stifte eingestuft wurden.

6. Verfahren gemäß Anspruch 2, wobei der Überwachungsschritt das Bewegen eines optischen Sensors über eine Vielzahl von Punkten auf der Probelinie einschließt, um das Druckkontrastverhältnis der Probelinie gegenüber einem benachbarten weißen Referenzhintergrund zu messen, und wobei der Überprüfungsschritt das Bewegen des optischen Sensors (82) über mehrere Punkte auf dem tatsächlichen Plot einschließt, um das Druckkontrastverhältnis der Linie gegenüber einem benachbarten weißen Referenzhintergrund zu messen.

7. Verfahren gemäß Anspruch 6, wobei für eine Vielzahl von Punkten auf der Probelinie ein Druckkontrastverhältnis zwischen 5 und 10% erforderlich ist, damit der Stift als gut eingestuft wird.

8. Verfahren gemäß Anspruch 7, wobei der Überprüfungsschritt einen Schritt einschließt, in welchem ermittelt wird, ob das Druckkontrastverhältnis an den mehreren Punkten des tatsächlichen Plots über einem prozentualen Schwellenwert liegt.

9. Verfahren gemäß Anspruch 8, wobei der im Überprüfungsschritt verwendete prozentuale Schwellenwert auf dem mittleren Druckkontrastverhältnis der Vielzahl von Punkten auf der Probelinie basiert.

10. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die Probelinie einen senkrechten Teil und einen waagerechten Teil einschließt.

11. Verfahren gemäß Anspruch 10, wobei der Überwachungsschritt das Überwachen einer Vielzahl von Punkten auf dem senkrechten Teil der Linie und einer Vielzahl von Punkten auf dem waagerechten Teil der Linie einschließt.