DE19930962C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Normierung einer Druckkopfsteuerung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Normierung ei­ ner Steuerung eines einen Druckkopf tragenden Schlit­ tens, bei dem der Schlitten nach Einschalten eines Mo­ torstromkreises von einem Schrittmotor aus einer ersten Position in eine bekannte zweite Position verfahren wird, deren Erreichen von einem Sensorsignal angezeigt und zur Ermittlung eines schrittrichtigen Ladens eines Positionszählers genutzt wird.

Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Normierung einer Steuerung eines Schlittens mit einem auf dem Schlitten montierten Druckkopf, der über einen Schrittmotor quer zu einem zu bedruckenden Medium in Halbschritten verfahrbar ist, einem Sensor, einer in einer zu dem Medium in einer fixen Position angeordne­ ten Registriermarke und einer Steuerelektronik mit ei­ nem Positionszähler.

Bei bekannten Druckern ist ein Druckkopf auf einem Schlitten montiert, der von einem Schrittmotor ange­ trieben quer zu einem zu bedruckenden Blatt verschieb­ bar ist. Aus Gründen der Geräuschreduzierung werden die Schrittmotoren im sogenannten Halbschrittbetrieb gefah­ ren. Um die Position des Druckkopfes gegenüber dem zu bedruckenden Blatt feststellen zu können, weist der Druckkopf einen Sensor auf, über den eine Registrier­ marke in Form einer Lichtleiste detektiert werden kann.

Nach Einschalten des Druckers ist der Schlitten bzw. der Schrittmotor bezüglich der Druckkopfstellung im Verhältnis zu dem zu bedruckenden Medium zu normieren. Hierzu wird nach Einschalten des Druckers bzw. des Mo­ torstromkreises des Schrittmotors der Schlitten nach links in eine erste Position gefahren. Aus der ersten Position wird der Schlitten bzw. der Druckkopf auf die Lichtleiste gefahren und durch ein Sensorsignal, das bei Erreichen der Registriermarke ausgelöst wird, abge­ bremst. Das Sensorsignal als Interrupt kann zu einem beliebigen Zeitpunkt kommen und hat daher keinen Bezug zur Halb- oder Vollschrittlage des Schrittmotors. Die Position an der Registriermarke wird bei den bekannten Druckern hardwaremäßig gespeichert; die Position nach dem Schlittenstillstand kann aus dem Positionszähler gelesen werden. Anhand beider Werte wird die Schlitten­ position ermittelt und schrittrichtig, d. h. in einer Vollschrittposition, der Positionszähler geladen.

Nachteilig bei dem bekannten Verfahren ist, dass wegen der relativ langen Laufzeiten der Software das Ermit­ teln der Position des Schlittens und das schrittrichti­ ge Laden des Positionszählers nicht während der Schlit­ tenbewegung geschehen kann. Es ist daher ein Zwischen­ stop nötig, der das gesamte Druckverfahren unerwünscht verlangsamt.

Aus der US 5 029 264 A1 ist es bekannt, dass der Schlitten eines Druckers nach Einschalten desselben von einem Schrittmotor aus einer ersten Position in eine bekannte zweite Position verfahren wird. In der zweiten Position wird mittels eines Encoders die Position des Schrittmotors festgestellt und der Schrittmotor schrittrichtig gestoppt. Nachfolgende wird ein Positi­ onszähler in derjenigen Position geladen, in der nach Auftreten des Sensorsignals die nächste Vollschrittpo­ sition des Schrittmotors erreicht ist.

Nachteilig erfolgt die Ermittlung der Schlittenposition unter Verwendung eines Encoders und unter Stoppen des Schrittmotors.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Normierung einer Steuerung eines einen Druckkopf tragenden Schlittens anzugeben, dass auf ein­ fache Weise die Normierung des Schlittens beschleunigt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß in Verbindung mit dem Oberbegriff des Anspruches 1 dadurch gelöst, dass das Sensorsignal mit einem Schrittdetektor gekoppelt wird, der nach Überfahren der zweiten Position ohne Zwischenstopp in einer nächsten Vollschrittposition des Schrittmotors einen Wert aus einem Vorgaberegister in den Positionszähler lädt.

Dadurch, dass das Sensorsignal mit einem Schrittdetek­ tor gekoppelt wird, der in einer nächsten Vollschritt­ position - also schrittrichtig - einen Wert aus dem Vorgaberegister in den Positionszähler lädt, erfordert diese Normierung kein softwaremäßiges Ermitteln der Po­ sition und keinen entsprechenden zeitlichen Mehrauf­ wand, da die Normierung während der Positionierung zum Druck erfolgt und auf ein Abbremsen und Stoppen des Schlittens bzw. Druckkopfes verzichtet werden kann.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird nach Auswurf eines zu bedruckenden Mediums, bei­ spielsweise eines Blattes, der Schlitten in die erste Position gefahren und der Motorstromkreis stromlos in einen Stand-by-Zustand geschaltet.

Da die Normierung keinen zeitlichen Mehraufwand erfor­ dert, ist es nunmehr möglich, den Schrittmotor - bei­ spielsweise nach jedem Blattauswurf - in einer Stand- by-Schaltung stromlos zu schalten, wobei dieser seine Position verliert. Bei erneutem Einschalten des Strom­ kreises geht durch die erneute Normierung keine Zeit verloren und gleichzeitig wird die Stand-by-Leistung des Druckers erheblich reduziert.

Die bekannten Vorrichtungen weisen die oben aufgeführ­ ten Nachteile auf.

Weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es da­ her, eine Vorrichtung zur Normierung einer Steuerung eines Schlittens derart weiterzubilden, dass auf einfa­ che Weise eine beschleunigte Normierung des Schlittens gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird in Verbindung mit dem Oberbegriff des Anspruches 8 dadurch gelöst, dass die Steuerelekt­ ronik mit einem Schrittdetektor verbunden ist, der die Vollschrittpositionen des Schrittmotors aus der Steuer­ elektronik des Schrittmotors abgreift und über den der Positionszähler bei Erreichen der Registriermarke ohne Zwischenstopp in einer nächsten Vollschrittposition schrittrichtig ladbar ist.

Durch die Verwendung eines Schrittdetektors, der die Vollschrittpositionen aus der Steuerelektronik des Schrittmotors abgreift, kann der Positionszähler bei Erreichen der Registriermarke schrittrichtig, das heißt in einer Vollschrittposition, geladen werden.

Damit wird das zeitaufwendige softwaremäßige Ermitteln der Schrittlage des Schrittmotors durch eine reaktions­ schnelle Hardware-Logik ersetzt.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung und der beige­ fügten Zeichnung, in der eine bevorzugte Ausführungs­ form der Erfindung beispielsweise veranschaulicht ist.

Es zeigt

Fig. 1 eine vereinfachte schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Normierung einer Steue­ rung eines Schlittens.

Ein Drucker 1 besteht im wesentlichen aus einem Schlit­ ten 2, einem Druckkopf 3, einem Schrittmotor 4, einer Lichtleiste 5 und einer Steuerelektronik 6.

Der Schlitten 2 ist längsverschieblich an einer Füh­ rungsschiene 7 angeordnet. Der Schlitten 2 wird von dem Schrittmotor 4 in Halbschritten entlang der Führungs­ schiene 7 verfahren. Der Druckkopf 3 ist mit dem Schlitten 2 fest verbunden und weist mindestens ein Druckelement 8 zum Drucken von Zeichen auf ein zu be­ druckendes Medium 9, beispielsweise ein Blatt in Form eines Papierbeleges, auf. Der Druckkopf 3 ist somit quer zu dem zu bedruckenden Medium 9 verfahrbar.

Das zu bedruckende Medium 9 wird über die Lichtleiste 5 geführt, deren linkes Ende 10 eine Registriermarke 11 bildet.

Der Druckkopf 3 weist weiterhin einen Sensor 12 auf, der bei Überfahren der Registriermarke 11 ein Sensorsi­ gnal bzw. einen Interrupt auslöst. Es ist aber grund­ sätzlich auch möglich, den Sensor 12 direkt an dem Schlitten 2 anzuordnen.

Die Steuerelektronik 6 zur Ansteuerung des Schrittmo­ tors 4 weist ein Vorgaberegister 13 auf, aus dem ein programmierbarer Wert in einen Positionszähler 14 zur Zählung der Schritte des Schrittmotors ladbar ist. Dem Vorgaberegister 13 und dem Positionszähler 14 vorgela­ gert ist ein UND-Gatter 15, das von dem Sensorsignal des Sensors 2 und von einem Phasendetektor 16 ansteuer­ bar ist.

Der Phasendetektor 16 stellt durch Abgreifen der An­ steuerung des Schrittmotors 4 die Schrittposition, d. h. Halbschritt- oder Vollschrittposition fest. Zum Bedrucken befindet sich das Medium 9 in einem die Lichtleiste 5 aufweisenden Druckwerk 17.

Nach Einschalten des Druckers 1 ist kein Medium 9 bzw. Blatt im Druckwerk 17 oder ein nicht dargestellter Blattauswurf sorgt dafür, daß ein vorhandener Beleg bzw. vorhandenes Blatt ausgeworfen wird. Die Lichtlei­ ste 5 ist somit frei. Um keine Störkanten beim Zuführen des zu bedruckenden Mediums 9 zu haben, wird der Schlitten 2 so lange nach links in eine erste Position 19 gefahren, bis der Sensor 12 kein Licht mehr sieht. Wird kein Licht erkannt, erfolgt keine Bewegung. Zum Drucken wird nach Einschalten des Motorstromkreises 18 der Schlitten 2 von der ersten Position 19 auf die Lichtleiste 5 zugefahren, wobei der Sensor 12 mit Über­ fahren der zweiten Position 20, die als Normierposition wirkt, ein Sensorsignal bzw. einen Interrupt auslöst. Das Vorgaberegister 13 erhält im Vollschrittraster ei­ nen Wert der mechanischen zweiten Position 20. Da der Interrupt beliebig kommen kann, wird dieser Interrupt bzw. das Sensorsignal mit dem Schrittdetektor 16 gekop­ pelt. Nachdem das Sensorsignal ausgelöst wurde, wird an der nächsten Vollschrittposition des Schrittmotors 4 der Wert aus dem Vorgaberegister 13 in den Positions­ zähler 14 geladen. Zu dieser Normierung ist ein Abstop­ pen des Schlittens 2 nicht erforderlich. Der Verfah­ rensablauf wird von einem nicht dargestellten Mikropro­ zessor gesteuert.

Um die Stand-by-Leistung des Druckwerks 17 zu reduzie­ ren, wird der Schrittmotor 4 nach jedem Blattauswurf stromlos geschaltet und verliert damit seine Position, die jedoch nach erneutem Einschalten ohne Zeitverlust wiedergefunden wird.

Grundsätzlich ist die beschriebene Art der Normierung bei allen von einem Schrittmotor angetriebenen Positio­ nierungen möglich, die auf dem Weg zu ihrer Zielpositi­ on eine Normierposition überfahren.

Claims (13)

1. Verfahren zur Normierung einer Steuerung eines einen Druckkopf (3) tragenden Schlittens (2), bei dem der Schlitten (2) nach Einschalten eines Motorstromkreises (18) von einem Schrittmotor (4) aus einer ersten Position (19) in eine bekannte zweite Position (20) verfahren wird, deren Erreichen von einem Sensorsignal angezeigt und zur Ermittlung eines schrittrichtigen Ladens eines Positionszählers (14) genutzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Sensorsignal mit einem Schrittdetektor (16) gekoppelt wird, der nach Überfahren der zweiten Position (20) ohne Zwischenstopp in einer nächsten Vollschrittposition des Schrittmotors (4) einen Wert aus einem Vorgaberegister (13) in den Positionszähler (14) lädt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wert während der Schlittenbewegung zur Positionie­ rung zum Druck aus dem Vorgaberegister (13) in den Po­ sitionszähler (14) geladen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß durch Einschalten eines den Druckkopf (3) auf­ weisenden Druckers (1) der Motorstromkreis (18) einge­ schaltet wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß nach Auswurf eines zu bedruckenden Mediums (9) der Schlitten (2) in die erste Position (19) gefahren wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß nach Auswurf eines zu bedruckenden Mediums (9) der Motorstromkreis (18) stromlos in einen Stand-by-Zustand geschaltet wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Positionszähler (14) parallel zur Schlittenbewegung richtungsabhängig getaktet wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Schrittmotor (4) zwischen zwei Verfahrbewegungen mit einem reduzierten Haltestrom auf seiner Position gehalten wird.

8. Vorrichtung zur Normierung einer Steuerung eines Schlittens (2) mit einem auf dem Schlitten (2) montierten Druckkopf (3), der über einen Schrittmotor (4) quer zu einem zu bedruckenden Medium (9) in Halbschritten verfahrbar ist, einem Sensor (12), einer in einer zu dem Medium (9) in einer zweiten fixen Position (20) angeordneten Registriermarke (11) und einer Steuerelektronik (6) mit einem Positionszähler (14), dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerelektronik (6) mit einem Schrittdetektor (16) verbunden ist, der die Vollschrittpositionen des Schrittmotors aus der Steuerelektronik (6) des Schrittmotors (4) abgreift und über den der Positionszähler (14) bei Erreichen der Registriermarke (11) ohne Zwischenstopp in einer nächsten Vollschrittposition schrittrichtig ladbar ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Positionszähler (14) aus einem Vorgaberegister (13) ladbar ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß dem Positionszähler (14) der Schrittde­ tektor (16) über ein UND-Gatter (15) vorgeschaltet ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das UND-Gatter (15) von dem Sensor (12) bei Errei­ chen der Registriermarke (11) durch ein Sensorsignal auslösbar ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Registriermarke (11) als Beginn einer Lichtleiste (5) ausgebildet ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das zu bedruckende Medium (9) als Papierbeleg ausgebildet ist.