DE60000962T2

DE60000962T2 - Drucker mit Druckmodus zum nur in einer Richtung drucken

Info

Publication number: DE60000962T2
Application number: DE60000962T
Authority: DE
Inventors: Liuis Vinyals
Original assignee: Hewlett Packard Co
Current assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Priority date: 2000-01-20
Filing date: 2000-01-20
Publication date: 2003-08-28
Anticipated expiration: 2020-01-21
Also published as: US6679638B2; JP2001246800A; EP1120270A1; DE60000962D1; US20010009626A1; EP1120270B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Drucker, die in der Lage sind, in einem unidirektionalen Modus betrieben zu werden, und insbesondere auf ein Verfahren zum Reduzieren der Gesamtdruckdurchlaufzeit von Tintenstrahldruckern und Plottern durch eine geeignete Koordination der Bewegungen der Papierachse und der Bewegungsachse.
Obwohl die Bewegungen des Druckmediums in der Druckmedium- (oder Papier-) Achse und die Bewegungen des Druckwagens in der Wagen- (oder Bewegungs-) Achse typischerweise nur zehntel Sekunden benötigen, addieren sich diese Nicht-Druck- Periode entlang einer gesamten Auftragung auf bis zu mehrere Sekunden. Dementsprechend gibt es einen Bedarf an der Optimierung von Wagen- und Papierbewegungen, um die Druckdurchlaufzeit zu verringern und somit den Durchsatz des Druckers zu erhöhen.
Bei herkömmlichen Druckern, die in einem bidirektionalen Modus arbeiten, wie z. B. diejenigen der Reihe DesignJet von Hewlett Packard, werden Bewegungs- und Papierachsenbewegungen während Nicht-Druckperioden (d. h. wenn Tinte gerade nicht auf das Papier aufgebracht wird) gleichzeitig durchgeführt. Dies hat den Vorteil, daß die Zeit zwischen den Druckperioden auf einen Wert minimiert wird, der gleich dem größeren Wert der Dauer, der Bewegungsachsenbewegung und der Dauer der Papierachsenbewegung ist.
Eine solche Lösung kann mit Unidirektional-Modus-Druckern nicht immer erreicht werden, bei denen es nicht wünschenswert oder möglich ist, einen Vorschub entlang der Papierachse zu machen, während eine Bewegungsachsenbewegung mit maximaler Rückkehrgeschwindigkeit durchgeführt wird. Falls beispielsweise beide diese Bewegungen gleichzeitig auftreten, kann sich das Papier von der Druckeraufladeplatte abheben und auf unerwünschte Weise mit dem Druckkopf in Kontakt kommen. Außerdem wären komplexere Bewegungsalgorithmen erforderlich, um die Servoeinrichtungen des Wagens und der Papierbewegungsmotoren parallel zu steuern; dies würde mehr CPU-Verarbeitungszeit erfordern, was die Vorbereitung von Daten für den nächsten Druckdurchlauf unterbrechen oder verzögern würde. Darüber hinaus wäre bei besonderen höheren Stromspitzen ein größerer Leistungsverbrauch erforderlich, was aufwendigere Leistungskomponenten mit sich bringen würde, und dazu neigen würde, mehr elektrische Störung zu erzeugen.
Dementsprechend versucht die vorliegende Erfindung, das Problem des Optimierens der Gesamtdruckzeit bei solchen Unidirektional-Modus-Druckern zu optimieren. Sie versucht, dies durch Spezifizieren eines geeigneten Algorithmus zu erreichen.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Betreiben eines Druckers in einem unidirektionalen Modus vorgesehen, bei dem am Ende eines Druckdurchlaufs ein Druckwagen
(i) in einer ersten Phase verlangsamt von seiner Druckgeschwindigkeit und beschleunigt in der entgegengesetzten Richtung zu einer Rückkehrgeschwindigkeit ist;
(ii) in einer zweiten Phase zurückgekehrt zu seinem Anfang ende bei der Rückkehrgeschwindigkeit ist; und
(iii) in einer dritten Phase verlangsamt zu null Geschwindigkeit und beschleunigt in der Druckrichtung zu seiner Druckgeschwindigkeit ist;
und wobei während der obigen Periode ein geeigneter Vorschub in der Druckmedienachse auftritt, so daß der nächste Druckdurchlauf beginnen kann, gekennzeichnet dadurch, daß die Druckmedienvorschubbewegungen sowohl in der ersten als auch in der dritten Phase durchgeführt werden.
Ein Vorteil des vorliegenden Verfahrens ist es, daß keine Zeit verschwendet wird beim unnötigen sequentiellen Durchführen von Bewegungsachsenbewegungen und Papierachsenbewegungen. Statt dessen wird eine verlangsamende oder beschleunigende Bewegungsachsenbewegung an jedem Ende der Bewegungsachse ohne eine begleitende Druckmediumachsenbewegung so weit wie möglich vermieden.
Falls der Medienvorschub länger benötigt als die Summe der 3 beschleunigenden und verlangsamenden Bewegungsachsenbewegungen, wird derselbe zeitlich benachbart zu diesen Bewegungen an nur einem Ende der Bewegungsachse (d. h. direkt vor und/oder direkt nach diesen Bewegungen) abgeschlossen. Dies stellt sicher, daß der Druckmedienvorschub so schnell wie möglich auftritt, und somit zu der Verbesserung des Durchsatzes beiträgt.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Drucker vorgesehen, der in der Lage ist, in einem unidirektionalen Modus zu arbeiten, und der einen Druckwagen, eine Wagenbewegungseinrichtung zum Bewirken, daß sich der Wagen durch einen Druckdurchlauf bewegt, daß der Wagen an dem Endes eines Druckdurchlaufs verlangsamt wird, daß der Wagen in der entgegengesetzten Richtung beschleunigt wird, daß der Wagen bei einer im wesentlichen konstanten Geschwindigkeit zu seinem Anfangsende zurückbewegt wird, daß der Wagen bei einem Startende verlangsamt wird, und daß der Wagen zu seiner Druckgeschwindigkeit beschleunigt wird, und eine Druckmedienvorschubeinrichtung zum Vorschieben eines Druckmediums zwischen den Druckdurchläufen umfaßt, gekennzeichnet dadurch, daß die Anordnung derart ist, daß die Vorschubeinrichtung das Druckmedium während zwei Perioden bewegt, die zeitlich getrennt sind durch die Periode, während der die Wagenbewegungseinrichtung den Wagen bei der im wesentlichen konstanten Geschwindigkeit zu seinem Anfangsende zurückbewegt.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nun lediglich beispielhaft beschrieben.
Während sich die Durchsatzanforderungen für Unidirektionalmodus-Drucker erhöhen, sind Verbesserungen nötig bei der Zeit, die benötigt wird, um das Druckmedium und die Kassette in ihren korrekten Druckanordnungen zu positionieren. Typischerweise benötigen Drucker einige Zeit, um Punktplazierungsfehler zu vermeiden, wenn die Maschine das Medium vorschiebt, wobei diese Bewegung durchgeführt wird, nachdem der letzte Tintentropfen auf dem Medium gelandet ist. Eine weitere notwendige Bewegung ist das Anhalten des Wagens, nachdem der letzte Tintentropfen von dem Druckkopf ausgestoßen wurde, und das erneute Beschleunigen des Wagens, bis der Wagen seine Rückkehrgeschwindigkeit erreicht.
Papierachsenbewegungen erfordern langsamere Geschwindigkeiten als Bewegungs-(Wagen-)Achsengeschwindigkeiten, um Verrutschen oder ungenaue Medienvorschübe zu vermeiden. Typische Werte sind:
mittlere Papierachsenbeschleunigung: 1,2 m/s²
maximale Papierachsengeschwindigkeit: 0,1 m/s
mittlere Bewegungsachsenbeschleunigung: 9,3 m/s²
maximale Bewegungsachsengeschwindigkeit: 1,5 m/s
Ein beispielhaftes Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung wird mit Bezugnahme auf einen 91,4-cm- (36-Zoll-) Drucker erklärt, der mit einem Einzeldurchlauf- Unidirektionalmodus arbeitet, der bei 63,5 cm/sec (25 ips) druckt, und bei 152,4 cm/sec (60 ips) zurückkehrt.
Typische Werte der Zeiten, die für verschiedene Operationen benötigt werden, sind wie folgt:
Drucken bei 25 ips: 1,5 Sekunden
Verlangsamen des Wagens von 25 ips: 0,07 Sekunden
Beschleunigen des Wagens auf 60 ips: 0,16 Sekunden
Zurückkehren des Wagens bei 60 ips: 0,46 Sekunden
Verlangsamen des Wagens von 60 ips: 0,16 Sekunden
Beschleunigen des Wagens auf 25 ips: 0,07 Sekunden
Ein voller Druckmedienvorschub: 0,36 Sekunden, wobei ein typischer Vorschub voller Vorschub 2,54 cm (1 Zoll) ist
Halber Druckmedienvorschub: 0,22 Sekunden.
Nachfolgend wird die Zeit in Betracht gezogen, die für einen gesamten Druckdurchlauf benötigt wird, d. h. die Druckzeit und die Zeit, die benötigt wird, um zu der Startposition zurückzukehren, um bereit zu sein, den nächsten Druckdurchlauf zu beginnen. Falls alle Bewegungen sequentiell durchgeführt würden, wäre die benötigte Gesamtzeit 2,78 Sekunden, siehe Tabelle 1.

Tabelle 1

Operation Benötigte Zeit (Sekunden)
Drucken 1,50
Anhalten des Wagens 0,07
Vorschieben des Druckmediums 0,36
Beschleunigen des Wagens 0,16
Zurückkehren des Wagens zum Anfangsende 1,46
Anhalten des Wagens 0,16
Beschleunigen des Wagens auf Druckgeschwindigkeit 0,07
Gesamt 2,78
Eine bisherige Verbesserung dieses Betriebsverfahrens umfaßt das Vorschieben des Druckmediums entweder während der Anhalte- oder der Beschleunigungsphase. Somit kann eine Verbesserung um 2,55 Sekunden erreicht werden, wie es in Tabelle 2 gezeigt ist.

Tabelle 2

Operation Benötigte Zeit (Sekunden)
Drucken 1,50
Kombinierte Operation * 0,36
Zurückkehren des Wagens zum Anfangsende 0,46
Anhalten des Wagens 0,16
Beschleunigen des Wagens auf Druckgeschwindigkeit 0,07
Gesamt 2,55
Der kombinierte Betrieb umfaßt das Anhalten des Wagens und das Beschleunigen des Wagens und das gleichzeitige Vorschieben des Druckmediums. Die Dauer desselben hängt davon ab, was größer ist:
a) die Gesamtdauer des Anhaltens und Beschleunigens des Wagens; oder
b) die Dauer der Vorschubbewegung des Druckmediums. Bei dem gegebenen Beispiel ist die Dauer von b) größer, und es ist dieser Wert, 0,36 Sekunden, der in der zweiten Spalten erscheint.
Die vorliegende Erfindung basiert auf der Erkenntnis, daß eine weitere Zeitreduzierung erhalten werden kann durch Teilen des Druckmedienvorschubs in zwei Phasen, von denen jede gleichzeitig mit verlangsamenden und beschleunigenden Phasen des Wagens auftritt. Auch wenn die Gesamtdruckmediumvorschubzeit aufgrund zusätzlicher Beschleunigungs- und Verlangsamungsperioden in der Druckmediumachse länger ist, wird dies ausgeglichen durch Durchführen eines größeren Teils, und vorzugsweise des gesamten Druckmediumvorschubs während der Bewegungsachsenverlangsamungs- und -beschleunigungsperiode.
Somit kann bei dem Beispiel eine Zeit von 2,42 Sekunden erhalten werden, wie es in Tabelle 3 gezeigt ist.

Tabelle 3

Operation Benötigte Zeit (Sekunden)
Drucken 1,50
erste kombinierte Operation* 0,23
Zurückkehren des Wagens zum 0,46
Anfangsende
zweite kombinierte Operation * 0,23
Gesamt 2,42
Die erste kombinierte Operation ist ähnlich wie diejenige von Tabelle 2, aber mit nur einem halben Druckmediumvorschub. Da die Dauer eines halben Vorschubs nur 0,22 Sekunden beträgt, ist die kombinierte Dauer der Verlangsamungs- und Beschleunigungsbewegung an dem Ende der Bewegungsachse größer und es ist dieser Wert, 0,23 Sekunden, der in der zweiten Spalte erscheint. Ähnliche Betrachtungen gelten für die Zahl, die in der zweiten Spalte eingegeben ist, die der zweiten kombinierten Operation entspricht.
Ein Vorteil der oben beschriebenen Anordnung ist, daß durch Aufteilen des Druckmediumvorschubs in zwei Phasen vor und nach der ersten Rückkehr des Wagens die Zeit minimiert wird, während der nur eine Operation auftritt, d. h. der Druckmediumvorschub oder die Bewegung des Wagens in Vorbereitung für den nächsten Druckdurchlauf. Somit wird Zeit gespart und der Durchsatz des Druckers ist erhöht.
An der oben beschriebenen Anordnung können verschiedene Modifikationen durchgeführt werden. Wo beispielsweise die Zeit für einen halben Druckmedienvorschub geringer ist als die Zeit zum Beschleunigen und Verlangsamen des Wagens an einem Ende, kann der Druckmedienvorschub an dem Anfang, in der Mitte oder an dem Ende des Zeit-"Fensters" auftreten, das durch die Beschleunigungs- und Verlangsamungsoperation definiert ist. Vorausgesetzt, dieselben passen in die Fenster, müssen die Druckmedienvorschubbewegungen nicht die gleiche Dauer aufweisen.
Aufgrund des Aufbaus des Druckers können die Fenster an dem Anfang und dem Ende der schnellen Wagenrückkehr unterschiedliche Länge aufweisen; in diesem Fall sind die beiden Druckmedienvorschubbewegungen genau angepaßt, um soweit wie möglich in die Fenster zu passen.
Bei einigen Fällen überschreitet die kombinierte Dauer der beiden Druckmedienvorschubbewegungen die kombinierte Dauer der Beschleunigungs- und Verlangsamungsphase an beiden Enden des Wagenwegs. In diesem Fall wird der Druckmedienvorschub während den Beschleunigungs- und Verlangsamungsphasen durchgeführt, und der Druckmedienvorschub wird außerhalb diesen Phasen abgeschlossen, und vorzugsweise unmittelbar vor und/oder nach denselben. Bei bevorzugten Anordnungen paßt der Medienvorschub genau mit der Verlangsamungs- und Beschleunigungsphase an einem Ende des Druckers überein, und der Abschluß des Druckmedienvorschubs tritt unmittelbar vor und/oder nach der Beschleunigungs- und Verlangsamungsphase an dem anderen Ende des Druckers auf. Auf diese Weise werden maximale Druckmediumvorschubgeschwindigkeiten erreicht, um den Durchsatz zu verbessern.
Es ist klar, daß der Drucker einer sein kann, der lediglich in dem unidirektionalen Modus arbeitet, oder alternativ einer, der eingestellt werden kann, um entweder unidirektional oder bidirektional zu arbeiten.

Claims

1. Ein Verfahren zum Betreiben eines Druckers in einem unidirektionalen Modus, bei dem am Ende eines Druckdurchgangs ein Druckwagen

(i) in einer ersten Phase verlangsamt von seiner Druckgeschwindigkeit und beschleunigt in der entgegengesetzten Richtung zu einer Rückkehrgeschwindigkeit ist;

(ii) in einer zweiten Phase zurückgekehrt zu seinem Anfangsende bei der Rückkehrgeschwindigkeit ist; und

(iii) in einer dritten Phase verlangsamt zu null Geschwindigkeit und beschleunigt in der Druckrichtung zu seiner Druckgeschwindigkeit ist;

und wobei während der obigen Periode ein geeigneter Vorschub in der Druckmedienachse auftritt, so daß der nächste Druckdurchlauf beginnen kann,

gekennzeichnet dadurch, daß die Druckmedienvorschubbewegungen sowohl in der ersten als auch in der dritten Phase durchgeführt werden.

2. Ein Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem die Vorschubbewegungen, die während der ersten und der dritten Phase durchgeführt werden, im wesentlichen gleich sind.

3. Ein Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, bei dem die kombinierte Dauer der Vorschubbewegungen geringer ist als die kombinierte Dauer der ersten und der dritten Phase, wobei die Vorschubbewegungen in der ersten und der dritten Phase abgeschlossen werden.

4. Ein Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, bei dem die kombinierte Dauer der Vorschubbewegungen größer ist als die kombinierte Dauer der ersten und der dritten Phase, wobei die Vorschubbewegungen während der gesamten ersten und dritten Phase durchgeführt werden und außerhalb der ersten und dritten Phase abgeschlossen werden, und zwar unmittelbar vor und/oder nach denselben zeitlich benachbart zu denselben.

5. Ein Verfahren gemäß Anspruch 4, bei dem die Vorschubbewegungen unmittelbar vor und/oder nach entweder der ersten oder der dritten Phase abgeschlossen werden.

6. Ein unidirektionaler Drucker, der in der Lage ist, in einem unidirektionalen Modus zu arbeiten, und der einen Druckwagen, eine Wagenbewegungseinrichtung zum Bewirken, daß sich der Wagen durch einen Druckdurchlauf bewegt, daß der Wagen an dem Ende eines Druckdurchlaufs verlangsamt wird, daß der Wagen in der entgegengesetzten Richtung beschleunigt wird, daß der Wagen bei einer im wesentlichen konstanten Geschwindigkeit zu seinem Anfangsende zurückbewegt wird, daß der Wagen bei seinem Startende verlangsamt wird, und daß der Wagen zu seiner Druckgeschwindigkeit beschleunigt wird, und eine Druckmedienvorschubeinrichtung zum Vorschieben eines Druckmediums zwischen Druckdurchläufen umfaßt, gekennzeichnet dadurch, daß die Anordnung derart ist, daß die Vorschubeinrichtung das Druckmedium während zwei Perioden bewegt, die zeitlich getrennt sind durch die Periode, während der die Wagenbewegungseinrichtung den Wagen bei der im wesentlichen konstanten Geschwindigkeit zu seinem Anfangsende zurückbewegt.