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Dokumentenidentifikation DE60221481T2 29.11.2007
EP-Veröffentlichungsnummer 0001310857
Titel System und Verfahren zur Synchronisation von Echtzeituhren in einem Dokumentenverarbeitungssystem
Anmelder Xerox Corp., Rochester, N.Y., US
Erfinder Platteter, Dale T., Fairport, NY 14450, US;
Bosso, Judy C., Fairport, New York 14450, US;
Westfall, Robert S., Rochester, New York 14622, US
Vertreter Grünecker, Kinkeldey, Stockmair & Schwanhäusser, 80538 München
DE-Aktenzeichen 60221481
Vertragsstaaten DE, FR, GB
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 23.08.2002
EP-Aktenzeichen 020189288
EP-Offenlegungsdatum 14.05.2003
EP date of grant 01.08.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 29.11.2007
IPC-Hauptklasse G06F 1/12(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP

Beschreibung[de]
Hintergrund der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Systemarchitektur für ein Dokumentenverarbeitungssystem. Sie findet besondere Anwendung im Zusammenhang mit der Synchronisation einer Realzeituhr in einem oder mehreren Modulen einer Architektur zur Mehrfachzuführung und Endbearbeitung mit einer Haupt-Realzeituhr in einer Steuerung des Dokumentenverarbeitungssystems und wird mit besonderem Bezug hierzu beschrieben. Es ist jedoch anzumerken, dass die vorliegende Erfindung ebenso für andere Anwendungen offen ist.

In den Anfängen von Kopierern wurden die Kopien zu einer Schale transportiert, von der der Bediener dieselben entnommen hat und die Endbearbeitungsvorgänge manuell erledigt hat. Diese manuellen Arbeitsschritte reichten vom einfachen Zusammenstellen und Zusammenheften bis zu schwierigeren Arbeitsgängen wie etwa Falten und in Briefumschläge eintüten für die Versendung. Spätere Produkte beinhalteten Endbearbeitungsfunktionalität innerhalb der Druckmaschine, um den Bediener von diesen manuellen Endbearbeitungsfunktionen zu entlasten. Die Endbearbeitungsschritte schlossen das Zusammenstellen, das Heften und das Binden ein. Dieselbe Neuerung hat ebenso bei den Zuführanwendungen stattgefunden. Ursprünglich haben Bediener das zu kopierende Dokument auf der Glasplatte angeordnet, den Deckel geschlossen und den Startknopf gedrückt. Heutzutage sind automatische Dokumentenzuführungen und rezirkulierende Dokumentenhandhabungseinrichtungen allgemein üblich.

Das Einbeziehen von Zuführ- und Endbearbeitungsfunktionen innerhalb einer Druckmaschine wurde gut aufgenommen, solange das Zusammenstellen und Heften die hauptsächlichen Arbeitsschritte waren. Nach und nach haben jedoch die Kunden ausgefeiltere Zuführ- und Endbearbeitungsschritte gefordert. Es wurde immer ineffizienter, einer Abfolge von Entwicklungs-, Zuführ- und Endbearbeitungsfunktionen zu folgen, die für ein einziges Produkt spezifisch sind. Derartige Produktentwicklung war eine sehr zeitaufwendige Angelegenheit, erforderte große Ressourcen und führte zur Doppelausführung von Tätigkeiten. Ein weiteres Problem lag in der großen Anzahl von anderen Lieferanten mit Erfahrung in Zuführ- und Endbearbeitungstechnologien. Es war eine Vergeudung von Ressourcen, die Offline-Funktionalitäten der Zuführung und der Endbearbeitung, die derzeit durch weitere Lieferanten bereitgestellt werden, zu duplizieren. Unter diesen Umständen wurde durch die Xerox® Corporation ("Xerox®") ein Standard für das Anbringen von Zuführ- und Endbearbeitungseinrichtungen an Druckmaschinen entwickelt. Der Standard wurde durch Xerox® für die Entwicklung von neuen Dokumentverarbeitungsprodukten und durch dritte Lieferanten für die Entwicklung von Zuführ- und Endbearbeitungsmodulen verwendet. Die Zuführ- und Endbearbeitungsmodule der weiteren Lieferanten waren mit den Druckmaschinen von Xerox und anderen Dokumentenverarbeitungsprodukten kompatibel.

Bestimmte Aspekte des Standards sind in US-Patent Nr. 5,629,775 für Platteter et al. ("Platteter '775"), erteilt für Xerox®, mit dem Titel "System Architecture for Attaching and Controlling Multiple Feeding and Finishing Devices to a Reproduction Machine", beschrieben. Die wesentliche modulare Architektur (d.h. Mehrfachzuführ- und Endbearbeitungsarchitektur (multiple feeding and finishing architecture: MFFA)) einer elektronischen Bildverarbeitungsvorrichtung in Platteter '775 erlaubte es inhärent, die Duplikation der Bemühung der Entwicklung von Zuführ- und Endbearbeitungsfähigkeiten dadurch zu vermeiden, dass dritte Lieferanten ermuntert werden und es ihnen erlaubt wird, Zuführ- und Endbearbeitungseinrichtungen zu entwickeln oder anzupassen, die mit Standarddruckmaschinen kompatibel sind. Insbesondere ermöglicht Platteter '775, dass die Dokumentenzuführ- und/oder Endbearbeitungsmodule mit der Druckmaschine in einer Netzwerkumgebung verbunden und in einer Abfolge organisiert werden, die die Anforderungen des Kunden für einen vollständig automatischen Auftrag erfüllt. Dies ermöglichte, dass Endbearbeitungs- oder Zuführeinrichtungen in beliebiger Reihenfolge angebracht werden, die der Bediener als günstig für die Anwendung entschieden hat.

Die Zuführ- und Endbearbeitungsmodule in einer netzwerkgestützten MFFA schließen jedoch Uhren ein, die genau mit einer Hauptuhr in dem Hauptmodul, der Druckmaschine synchronisiert werden müssen, um die Druckfunktionen richtig durchzuführen. Dies beruht darauf, dass das Hauptmodul die gesamte Ablaufplanung zwischen den Zuführ- und Endbearbeitungsmodulen steuert. Da Dokumentenverarbeitungssysteme komplexer werden, wurde die Genauigkeit und Präzision der Synchronisation immer wichtiger.

Die Uhrensynchronisation in der netzwerkgestützten MFFA wurde ursprünglich implementiert, um die Uhren innerhalb der Zuführ- und Endbearbeitungsmodule, die ausschließlich das Netzwerk nutzten, zu synchronisieren. Aufgrund von Verzögerungen in der Kommunikation über das Netzwerk, ist dieser Typ der Uhrensynchronisation nicht mehr ausreichend. Die Netzwerkverzögerung ist insbesondere ein Problem, wenn mehr als einige Zuführ- und/oder Endbearbeitungsmodule in einem Dokumentenverarbeitungssystem konfiguriert werden. Mit anderen Worten nimmt, wenn mehr Zuführ- und Endbearbeitungsmodule dem System hinzugefügt werden, nimmt die Verzögerung über das Netzwerk zu, wodurch die Synchronisation der Moduluhren mit der Hauptuhr unvorhersehbar, dadurch unzuverlässig, und häufig mit einem unakzeptablen Fehler versehen wird. Zusätzlich trat Variabilität der Netzwerkverzögerung aufgrund von Fluktuationen im Netzwerkverkehr auf, da das Netzwerk für andere Kommunikation als die Uhrensynchronisation verwendet wurde.

In der netzwerkgestützten MFFA wurde der Algorithmus zur Uhrensynchronisation typischerweise so ausgelegt, dass die Zuführ- und Endbearbeitungsmodule die laufende Zeit der Hauptuhr anfordern und das Hauptmodul die Aufforderung beantwortet, beides über das Netzwerk. Genauer gesagt läuft der Hauptalgorithmus im Wesentlichen wie folgt ab: 1) Als Erstes liest ein Slave-Modul (d.h. Zuführ- oder Endbearbeitungsmodul) den laufenden Wert seiner Uhr und speichert diesen. 2) Das Slave-Modul sendet darauf eine Aufforderung über das Netzwerk an das Hauptmodul und fordert eine Ablesung der Hauptuhr an. 3) Das Hauptmodul liest daraufhin seine Uhr und sendet den Zeitwert zurück zu dem Slave-Modul über das Netzwerk. 4) Mit Empfang der Botschaft von dem Hauptmodul liest das Slave-Modul wiederum den Wert seiner Uhr. 5) Daraufhin subtrahiert das Slave-Modul die zwei Ablesungen, die dieses von seiner Uhr genommen hat und Dividiert das Ergebnis durch zwei (2), um die Hälfte der Verzögerung über das Netzwerk zu erhalten. 6) Daraufhin addiert das Slave-Modul das Ergebnis (die Hälfte der Verzögerung) zu der Ablesung der Masteruhr, die von dem Mastermodul gesendet wurde. 7) Daraufhin vergleicht das Slave-Modul die angepasste Zeit der Masteruhr mit der letzten Ablesung, die es von seiner Uhr genommen hat. Der Vergleich bestimmt, ob ein Fehler zwischen den beiden Uhren vorliegt. 8) Schließlich passt das Slave-Modul seine Uhr geeignet an, um den Fehler zu berücksichtigen.

Das Problem mit diesem Algorithmus besteht dann, dass die Kommunikationsverzögerung über das Netzwerk für beide Richtungen nicht exakt dieselbe ist. Manchmal dauert die Anforderung länger als die Antwort und in anderen Fällen dauert die Antwort länger als die Anfrage. Alles was das Slave-Modul messen kann, ist die gesamte Zeit zwischen dem Zeitpunkt, wenn die Anfrage durchgeführt und dem Zeitpunkt , wenn der Wert von dem Hauptmodul empfangen wird. Unglücklicherweise wird die Hauptzeit zu irgendeiner Zeit zwischen dem Zeitpunkt gelesen, wenn die Anfrage erfolgt und wenn das Slave-Modul die Antwort erhält. Dementsprechend wird jeder Algorithmus, der ausschließlich auf der Netzwerkkommunikation basiert, nicht genau sein wegen der inhärenten Variabilität der Netzwerkverzögerung. Diese Variabilität wird nur schlechter, wenn zusätzliche Zuführ- und/oder Endbearbeitungsmodule über das Netzwerk kommunizieren.

Die vorliegende Erfindung betrachtet ein neues und verbessertes Verfahren zur Uhrensynchronisation in einer netzwerkgestützen MFFA-Konfiguration eines Dokumentenverarbeitungssystems, das die vorstehend aufgeführten Probleme und andere überwindet.

US 6,236,277 beschreibt ein Verfahren zur Synchronisation der Slave-Uhr mit der Hauptuhr in einem industriellen Steuersystem, das eine Steuerung umfasst, wobei die Steuerung weiterhin eine Hauptuhr, ein Betriebsmittel, wobei das Betriebsmittel weiterhin eine Slave-Uhr einschließt, die mit der Betriebszeit des Betriebsmittels in Beziehung steht, und elektrische Verbindungen, die das Betriebsmittel mit der Steuerung verbinden, wobei die elektrischen Verbindungen weiterhin einen Steuerbus und ein Netzwerk einschließen, wobei das Verfahren die Schritte umfasst, einen Wert der Hauptuhr in der Steuerung zu speichern, ein diskretes Uhrensynchronisations-Unterbrechungssignal zu generieren, das aus einem Synchronisationspuls und dem Wert der Hauptuhr in der Steuerung aufgebaut ist, und das diskrete Unterbrechungssignal zu dem Betriebsmittel über den Steuerbus zu verteilen, das diskrete Unterbrechungssignal an dem Betriebsmittel zu empfangen, und einen ersten Wert der Slave-Uhr zu speichern, und den Zeitunterschied zwischen dem ersten Wert und dem Wert der Hauptuhr zum Zweck der Synchronisation zu berechnen.

GB 2 337 347 beschreibt ein verteiltes Datenverarbeitungssystems.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, die Systemarchitektur für ein Dokumentenverarbeitungssystem zu verbessern. Dieses Ziel wird durch Bereitstellen eines Verfahrens zur anfänglichen Synchronisation der Slave-Uhr mit dem Hauptteil in einem Dokumentenverarbeitungssystem gemäß Anspruch 1 und einem Dokumentenverarbeitungssystem gemäß Anspruch 3 erreicht. Ausführungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen niedergelegt.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Erfindung kann die Form von verschiedenen Komponenten und Anordnungen von Komponenten und von verschiedenen Schritten und Anordnungen der Schritte annehmen. Die Zeichnungen sind ausschließlich zum Zwecke der Veranschaulichung von bevorzugten Ausführungen und sollen nicht als die Erfindung beschränkend angesehen werden.

1 ist ein Blockschaltbild eines Dokumentenverarbeitungssystems, das die vorliegende Erfindung beinhaltet;

2 ist eine Darstellung elektrischer Verbindungen des Dokumentenverarbeitungssystems der 1;

3 ist eine genauere Darstellung der elektrischen Verbindungen des Dokumentenverarbeitungssystems der 1;

4 ist eine Darstellung elektrischer Verbindungen, die das Uhrensynchronisations-Unterbrechungssignal gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;

5 ist ein Ablaufdiagramm eines ersten Algorithmus zur Synchronisation von Realzeituhren in einem Dokumentenverarbeitungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung; und

6 ist ein Ablaufdiagramm eines zweiten Algorithmus zur Synchronisation von Realzeituhren in einem Dokumentenverarbeitungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung.

Eingehende Beschreibung bevorzugter Ausführungen

Bei der Beschreibung wurden die folgenden Bezeichnungen verwendet:

"Realzeit" bezieht sich auf einen Systemtyp, in dem Systemkorrektheit nicht nur von Ausgaben abhängt, sondern von der Rechtzeitigkeit dieser Ausgaben. Eine oder mehrere Fristen zu versäumen kann in einem Systemfehler resultieren.

"Harter Realzeit-Service" bezieht sich auf Leistungsgarantien in einem Realzeitsystem, in dem das Versäumnis selbst von einer Frist in einem Systemfehler resultiert.

"Weicher Realzeit-Service" bezieht sich auf Leistungsgarantien in einem Realzeitsystem, in dem das Versäumnis von Fristen in einer Leistungsabnahme aber nicht notwendigerweise in einem Systemfehler resultiert.

"Lokales Netzwerk (local area network: LAN)" bezieht sich auf ein Netzwerk von verbundenen Rechnern oder rechnergesteuerten Einrichtungen (d.h. Knoten) und Verbindungseinrichtungen (z.B. Schalter und Router), das eine relativ kleine Fläche an einem einzigen Ort abdeckt. Jeder Knoten hat seine eigene CPU, die lokale Abläufe und Kommunikationen mit anderen Knoten auf dem LAN steuert. LAN-Verbindungen bestehen durch direkte Kabel (z.B. ungeschirmtes verdrilltes Paar, Koaxialkabel oder optische Faser). Einer der häufigsten LAN-Standards wird als Ethernet bezeichnet.

"Ethernet" bezieht sich auf ein LAN-Protokoll, das durch Xerox in Zusammenarbeit mit Digital Equipment Corporation (DEC) und Intel im Jahr 1976 entwickelt wurde. Das Ethernet verwendet eine Bus- oder Sterntopologie und unterstützt Datenübertragungsraten von 10 Megabit pro Sekunde (megabits per second: Mbps). Die Ethernet-Spezifikation diente als Basis für den IEEE 802.3-Standard, der die physikalischen und die unteren Softwareebenen spezifiziert.

"10 Base T" bezieht sich auf einen Kabeltyp, der verwendet wird, um Knoten auf einem Ethernet-Netzwerk zu verbinden. Die Zahl 10 bezieht sich auf die im Ethernet-Standard verwendete Übertragungsrate, 10 Mbps. Base bedeutet, dass das Netzwerk Baseband-Kommunikation verwendet, anstelle von Breitbandkommunikation, und T steht für das verdrillte Paar. Der 10 Base T-Standard verwendet ein verdrilltes paarweises Kabel mit maximalen Längen von 100 m.

Ein Dokumentenverarbeitungssystem kann mehrere Module oder Betriebsmittel (d.h. Zuführ- und Endbearbeitungseinrichtungen) umfassen, die an einer Druckmaschine angebracht sind. Die Module können durch den Nutzer hinzugefügt oder entfernt werden, um die Fähigkeiten für Zuführung und Endbearbeitung bereitzustellen, die sie benötigen. Die Module müssen genau und präzise mit einem Hauptmodul (d.h. der Druckmaschine) synchronisiert werden, um die Druckfunktion richtig durchzuführen. Die vorliegende Erfindung beschreibt ein Verfahren, das es ermöglicht, dass die Steuersysteme innerhalb vieler Slave-Module oder -Betriebsmittel eines Dokumentenverarbeitungssystems genau und präzise mit einer Hauptuhr synchronisiert werden, die in dem Hauptmodul enthalten ist, um bestimmte Leistungsgarantien bereitzustellen. Die Natur der Leistungsgarantien, die das Dokumentenverarbeitungssystem bereitstellen muss, können in zwei breite Kategorien unterteilt werden: (1) Harte Realzeit-Garantien, wenn die Leistungsanforderungen des Systems nie verletzt werden und (2) weiche Realzeit-Garantien, wenn die Anforderungen gelegentlich, aber nicht regelmäßig die Leistungsanforderungen verletzen.

Wenn harter Realzeitservice bereitgestellt wird, sind die Garantien des Dokumentenverarbeitungssystems unabhängig von den Systemfunktionen gültig, die erforderlich sind, um gleichzeitig zu arbeiten, um einen Betriebsschritt durchzuführen. Wenn harte Realzeitgarantien erforderlich sind, muss dementsprechend die Uhrensynchronisation auf den Bedingungen der Leistung im schlechtesten Fall basieren, der vorstellbar ist. Bei weichem Realzeitservice kann das Dokumentenverarbeitungssystem nicht garantieren, dass die Leistungsanforderungen durchgehend erfüllt werden. Da die weichen Realzeitservices die Auslegung im schlechtesten Fall vermeiden, die für die harten Realzeitservices notwendig sind, bedingen nichtsdestoweniger die weichen Realzeitservices eine viel höhere Ausnutzung der Systembetriebsmittel als die harten Realzeitservices. Der Schlüssel für die erfolgreiche Entwicklung von weichen Realzeitservices auf einem Dokumentenverarbeitungssystem wird jedoch von Abwägungen hinsichtlich der Effektivität der Nutzung gegenüber der Leistungsfähigkeit abhängen, die konservativ genug sein muss, um sicherzustellen, dass Verletzungen der Leistungsanforderungen des Systems nicht häufig sind, während gleichzeitig sichergestellt wird, dass die Systemleistungsfähigkeit ausreichend ist, um dieses wirtschaftlich konkurrenzfähig zu machen. Abhängig von der erforderlichen Leistung für einen bestimmten Kunden oder für einen bestimmten Betrieb des Dokumentenverarbeitungssystems kann die vorliegende Erfindung für harten Realzeitservice oder für weichen Realzeitservice implementiert werden. Im Allgemeinen wird von Dokumentenverarbeitungssystemen angenommen, dass diese einen harten Realzeitservice erfordern. Die vorliegende Erfindung konnte zeigen, dass die Realzeituhren in Slave-Modulen oder Betriebsmitteln innerhalb eines (1) Uhrenzyklus der Hauptuhr der Druckmaschine des Dokumentenverarbeitungssystems synchronisiert werden.

Mit Bezug auf die 1 umfasst ein Dokumentenverarbeitungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung eine Markierungsmaschine oder Drucker mit mehreren angekoppelten Zuführ- und/oder Endbearbeitungseinrichtungen. Insbesondere ist eine Markierungsmaschine oder Drucker 10, der eine Nutzerschnittstelle mit einem Schirm 11 einschließt, mit mehreren Dokumentenzuführeinrichtungen 12 und 14 und mehreren Dokumentenendbearbeitungseinrichtungen 16, 18 und 20 verbunden. Wie bekannt, sind die Zuführeinrichtungen Quellen für bedruckbare Medien wie etwa Papier, um den Drucker 10 mit einem Vorrat für die Bearbeitung des Druckprozesses zu versorgen. Die Zuführeinrichtungen sind Papierschalen und die Notwendigkeit für Zuführeinrichtungen besteht darin, ein zunehmendes Niveau einer bedruckbaren Vorratsauswahl dem Drucker bereitzustellen. Dies kann zu dem Zweck dienen, mehrere Farben von Etiketten zu haben oder den Vorrat zu trennen oder Vorder- und Rückseiten-Vorrat mit einem blanken Deckblatt zu haben. Es könnte auch eine Prüfdruckanwendung sein, in der eine Vielzahl von Szenen vorgedruckt wird und jede wird in einer zugeordneten Reihenfolge zugeführt, um ein Prüfbuch aufzubauen mit den richtigen Deckblättern und rückwärtigem Vorrat. Die Endbearbeitungseinrichtungen können jegliche passende Einrichtungen wie etwa Sortierer, Sammler, Hefter, Falt- oder Schneideinrichtungen sein. Es ist anzumerken, dass die 1 nur eine Ausführung ist und eine funktionelle Darstellung der Einrichtungen veranschaulichen soll anstatt eine physischen Anordnung.

Die Zuführ- und Endbearbeitungseinrichtungen (12, 14, 16, 18, 20) können zusammen als Betriebsmittel in Bezug auf die Markierungsmaschine oder Drucker 10 (d.h. die Druckmaschine) des Dokumentenverarbeitungssystems bezeichnet werden. Die Betriebsmittel sind physisch an die Druckmaschine 10 derart angebracht, dass Blätter in die Druckmaschine 10 von den Zuführeinrichtungen (12, 14) zugeführt werden können und Blätter oder Sätze von Blättern von der Druckmaschine 10 zu den Endbearbeitungseinrichtungen (16, 18, 20) übertragen werden können. Die Betriebsmittel sind derart untereinander in Verbindung, dass Blätter oder Sätze von Blättern von einer Einrichtung zu einer anderen übertragen werden können. Es ist anzumerken, dass die mechanischen Spezifikationen, wie diese Betriebsmittel mit der Druckmaschine oder untereinander verbunden werden sollen, nicht Bestandteil der vorliegenden Erfindung sind.

Mit Bezug auf 2 werden die wesentlichen elektrischen Verbindungen des Dokumentenverarbeitungssystems der 1 gezeigt. Die in 2 dargestellten elektrischen Verbindungen schließen elf Systemnetzwerk 34 (z.B. LAN) und einen Steuerbus 36 ein. Es ist anzumerken, dass die Architektur der 2 modular ist und jegliche Kombinationen der Betriebsmittel einschließen kann. Die Architektur ermöglicht eine Erweiterung, um weitere Betriebsmittel einzuschließen, während weniger Betriebsmittel als die Konfiguration von fünf (5), die in 2 gezeigt werden, in der vorliegenden Erfindung ebenso erlaubt sind. Die bevorzugte Ausführung der vorliegenden Erfindung verwendet ein 10 Base T Ethernet Netzwerk mit Knoten, die in einer Sterntopologie verbunden sind. Alternative Topologien, alternative Verkabelungsstandards, und alternative Standards für das Netzwerkprotokoll können jedoch die Synchronisation der Realzeituhren, wie nachstehend beschrieben, implementieren, und werden ebenso betrachtet.

Mit weiterem Bezug auf die 2 ist eine gedruckte Schaltplatinenbaugruppe (printed wiring board assembly: PWBA) 26 der Zuführeinrichtung 12 mit dem Systemnetzwerk 34 und dem Steuerbus 36 verbunden. In ähnlicher Weise sind PWBA 24 der Zuführeinrichtung 40, Steuer-PWBA 22 der Druckmaschine 10, PWBA 28 der Endbearbeitungseinrichtung 16, PWBA 30 der Endbearbeitungseinrichtung 18 und PWBA 32 der Endbearbeitungseinrichtung 20 ebenso mit dem Systemnetzwerk 34 und dem Steuerbus 36 verbunden. Die Steuer-PWBA 22 wird üblicherweise als eine Steuerung bezeichnet. Jede Betriebsmittel-PWBA 24, 26, 28, 30, 32 stellt mehrere Funktionen bereit. Eine besteht darin, eine Schnittstelle zu dem Systemnetzwerk 34 bereitzustellen; eine weitere Funktion besteht in der lokalen Steuerung des Betriebsmittels (12, 14, 16, 18, 20). Die Betriebsmittel-PWBA (24, 26, 28, 30, 32) beinhaltet alle Software, die benötigt wird, um die Betriebsmittel (12, 14 , 16, 18, 20) in eine Kette von Betriebsmitteln zu integrieren, die durch die Druckmaschine gesteuert werden, und um ein Dokumentenverarbeitungssystem 10 auszubilden. Der Kommunikationsabschnitt der Software auf der Betriebsmittel-PWBA (24, 26, 28, 30, 32) ist gemeinsam für jede PWBA in jeder der Einrichtungen. Zusätzlich ist Software auf der Platine vorhanden, die verwendet wird, um die bestimmten Betriebsmittel (12, 14, 16, 18, 20) zu steuern.

Mit Bezug auf 3 werden die elektrischen Verbindungen des Dokumentenverarbeitungssystems der 2 genauer gezeigt. Wie in der 2 schließen die elektrischen Verbindungen das Systemnetzwerk 34 und den Steuerbus 36 ein. Die bevorzugte Ausführung des Systemnetzwerks 34 ist eine Stemtopologie mit einer Steuerung 22 und jede Betriebsmittel-PWBA (24, 26, 28, 30, 32) ist über ein Zentrum 38 (z.B. Router) verbunden. Das Systemnetzwerk 34 und das Zentrum 38 sind für die Kommunikation zwischen der Steuer-PWBA 22, die in der Druckmaschine 10 angeordnet ist, und dem Betriebsmittel-PWBA (24, 26, 28, 30, 32) verantwortlich. Das Systemnetzwerk ist ein Hochgeschwindigkeits-Kommunikationsnetzwerk, das bei 10 Mbps (z.B. 10 Base T-Ethernet) arbeitet und in einer Ausführung die Möglichkeit bereitstellt, von 1 bis zu 32 unabhängige Betriebsmittel zu adressieren.

Der Steuerbus 36 verteilt diskrete Steuersignale zwischen der Steuer-PWBA 22 und dem Betriebsmittel PWBAs (24, 26, 28, 30, 32) unabhängig von der Netzwerkkommunikation. Gemäß der vorliegenden Erfindung, wie es nachstehend in Verbindung mit 4 erörtert wird, wird ein diskretes Uhrensynchronisations-Unterbrechungssignal von der Steuer-PWBA 22 zu jeder Betriebsmittel-PWBA (24, 26, 28, 30, 32) über den Steuerbus 36 verteilt. Jede Betriebsmittel-PWBA (24, 26, 28, 30, 32) stellt eine Isolation des Steuerbus 36 bereit. Jede Betriebsmittel-PWBA (24, 26, 28, 30, 32) enthält ebenso Intelligenz, um ihre eigenen Arbeitsschritte zu steuern, einschließlich Zeitmanagement und Spezifikationen der Funktionalität, die für die bestimmte Einrichtung spezifisch sind. Das Entfernen einer Einrichtungssteuerung von der Druckmaschinensteuerung ermöglicht die Integration von nahezu jeglicher Einrichtung zu der Druckmaschine, ohne dass die Steuersoftware der Druckmaschine neu geschrieben werden müsste.

Mit nachfolgenden Bezug auf die 4 werden die PWBAs (22, 24, 26, 28, 30) und der Steuerbus 36 des Dokumentenverarbeitungssystems der 3 genauer dargestellt. Insbesondere schließt die Steuer-PWBA 22 eine Hauptuhr 48 ein, die dem Betriebs- und Zeitmanagement des Dokumentenverarbeitungssystems 10 zugeordnet ist, und eine CPU 50 oder andere Schaltung für die Erzeugung eines diskreten Uhrensynchronisations-Unterbrechungssignals 40. Weiterhin reagiert die CPU 50 in der Steuer-PWBA 22 auf betriebsmäßige und zeitgebundene Daten der Hauptuhr 48, um gemäß den Betriebs- und Zeitmanagementanforderungen des Dokumentenverarbeitungssystems zu arbeiten. Jede Betriebsmittel-PWBA (24, 26, 28, 30) schließt eine Slave-Uhr 42 ein, die mit dem Betrieb und dem Zeitmanagement des zugeordneten Betriebsmitteis (12, 14, 16, 18) verknüpft ist und eine CPU oder andere Schaltung zur Reaktion auf das diskrete Uhrensynchronisations-Unterbrechungssignal 40 von der Steuer-PWBA 22. Wie nachfolgend beschrieben, ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, die Slave-Uhren 42 der Betriebsmittel (12, 14, 16, 18) mit der Hauptuhr 48 der Steuer-PWBA 22 zu synchronisieren. Allgemein gesagt, wird das Uhrensynchronisations-Unterbrechungssignal 40 verwendet, um den Betrieb von allen Betriebsmitteln (12, 14, 16, 18) mit der Steuerung 22 zu synchronisieren, wodurch ein geeigneter Realzeitbetrieb des Dokumentenverarbeitungssystems garantiert wird.

Das Uhrensynchronisations-Unterbrechungssignal 40 ist eines der diskreten Steuersignale, die über den Steuerbus 36 verteilt werden. Genauer gesagt wird das diskrete Uhrensynchronisations-Unterbrechungssignal 40 von der Steuer-PWBA 22 zu den Betriebsmittel-PWBAs (24, 26, 28, 30) verteilt. Jedes Betriebsmittel muss eine 1:1-Verbindung für die diskreten Steuerbussignale bereitstellen, von wo die Signale in die Einrichtung einlaufen, und wo sie die Einrichtung verlassen. Mit Bezug auf die 4 wird für ein bestimmtes Betriebsmittel-PWBA das diskrete Uhrensynchronisations-Unterbrechungssignal 40 optisch zwischen den PWBAs (24, 26, 28, 30) und der Steuer-PWBA 22 durch einen optischen Puffer 46 isoliert.

Mit Bezug auf die 5 stellt die vorliegende Erfindung einen ersten Algorithmus zur Synchronisation der Slave-Uhr 42 innerhalb der Betriebsmittel (12, 14, 16, 18) mit der Hauptuhr 48 in der Steuerung 22 des Dokumentenverarbeitungssystems bereit. Dieser erste Algorithmus wird einmal während der Initialisierung des Dokumentenverarbeitungssystems durchgeführt. Beim Hochfahren startet die Steuerung ein periodisches Zeitglied 505. Das periodische Zeitglied liefert ein sich wiederholendes Intervall für einen Uhrensynchronisationszyklus (z.B. zwei (2) Minuten) in dem Dokumentenverarbeitungssystem während der Betriebsschritte des Dauerzustands. Wenn das periodische Zeitglied abläuft 510, liest die Steuerung die laufende Zeit ihrer Hauptuhr 515 und speichert den Zeitschnappschuss 520. Der gespeicherte Wert für die Hauptuhr wird als Haupt_Uhr_Schnappschuss_Zeit bezeichnet. Unmittelbar nach dem Lesen und Abspeichern der Haupt_Uhr_Schnappschuss_Zeit sendet die Steuerung ein Uhrensynchronisations-Unterbrechungssignal zu den Zuführ-/Endbearbeitungsbetriebsmitteln 525 .

Die nachfolgenden Schritte werden von jedem Betriebsmittel (12, 14, 16, 18) durchgeführt, das in dem Dokumentenverarbeitungssystem konfiguriert ist, beim Empfang des ersten Uhrsynchronisations-Unterbrechungssignals 530 nach dem Hochfahren. Nach dem Empfangen des diskreten Unterbrechungssignals liest das Betriebsmittel unmittelbar die laufende Zeit von seiner Slave-Uhr 535 und speichert die Schnappschusszeit 540. Der gespeicherte Wert wird als Slave_Zeit_Schnappschuss_Zeit_1 bezeichnet. Als Nächstes sendet das Betriebsmittel eine Meldung unter Verwendung des Netzwerks an die Steuerung, um die Übertragung der Haupt_Uhr_Schnappschuss_Zeit 545 über das Netzwerk anzufordern.

Die nachfolgenden Schritte werden durch die Steuerung 22 durchgeführt, jedes Mal wenn diese eine Aufforderung für die als letztes gespeicherte Haupt Uhr Schnappschuss_Zeit 550 erhält. Als Erstes leitet die Steuerung die letzte gespeicherte Haupt_Uhr_Schnappschuss_Zeit 555 ab. Daraufhin sendet die Steuerung die Haupt_Uhr_Schnappschuss_Zeit an das auffordernde Betriebsmittel über das Netzwerk 560.

Die nachfolgenden Schritte werden durch jedes Betriebsmittel (12, 14, 16, 18) durchgeführt, wenn das Betriebsmittel zum ersten Mal die Haupt_Uhr_Schnappschuss_Zeit von der Steuerung 565 nach dem Hochfahren erhält. Als Erstes liest das Betriebsmittel die laufende Zeit auf seiner Slave-Uhr 570 und speichert die Schnappschusszeit. Der gespeicherte Wert wird als Slave_Uhr_Schnappschuss_Zeit_2 bezeichnet. Als Nächstes bestimmt das Betriebsmittel die Differenz zwischen der Slave_Uhr_Schnappschuss_Zeit_1 und der Slave_Uhr_Schnappschuss_Zeit_2 575 durch Subtrahieren der ersten Schnappschusszeit von der zweiten. Das Ergebnis ist die Zeit, die seit dem Erhalt des diskreten Uhrensynchronisations-Unterbrechungssignals abgelaufen ist. Das Betriebsmittel addiert daraufhin die Differenz zu der Haupt_Uhr_Schnappschuss_Zeit 580, um einen synchronisierten Wert festzulegen. Schließlich überträgt das Betriebsmittel dieses Ergebnis (d.h. die um die abgelaufene Zeit angepasste Haupt_Uhr_Schnappschuss_Zeit) zu der Slave-Uhr 585 und die Slave-Uhr wird auf den synchronisierten Wert gesetzt. An diesem Punkt ist die Slave-Uhr 42 zum ersten Mal mit der Hauptuhr 48 synchronisiert.

Mit Bezug auf die 6 stellt die vorliegende Erfindung einen zweiten Algorithmus für die Synchronisation der Slave-Uhr 42 in den Betriebsmitteln (12, 14, 16, 18) mit der Hauptuhr 48 in der Steuerung 22 des Dokumentenverarbeitungssystems bereit. Der zweite Algorithmus wird nach dem Initialisierungsalgorithmus der 5 und periodisch während der Betriebsschritte des Dauerzustands gemäß dem Uhrensynchronisations-Zyklus (z.B. zwei (2) Minuten) durch das periodische Zeitglied der Steuerung in Gang gesetzt. Jedes Mal, wenn das periodische Zeitglied abläuft 610 liest die Steuerung die laufende Zeit ihrer Hauptuhr 615 und speichert den Zeitschnappschuss 620. Der gespeicherte Wert für die Hauptuhr wird als Haupt_Uhr_Schnappschuss_Zeit bezeichnet. Unmittelbar nach dem Lesen und Speichern der Haupt_Uhr_Schnappschuss_Zeit sendet die Steuerung ein Uhrensynchronisations-Unterbrechungssignal zu den Zuführ-/Endbearbeitungsbetriebsmitteln 625.

Die nachfolgenden Schritte werden durch jedes Betriebsmittel (12, 14, 16, 18) durchgeführt, das in dem Dokumentenverarbeitungssystem konfiguriert ist, bei Empfang des Uhrensynchronisations-Unterbrechungssignals 630. Nach Empfang des diskreten Unterbrechungssignals liest das Betriebsmittel sofort die laufende Zeit ihrer Slave-Uhr 635 und speichert den Zeitschnappschuss 640. Der gespeicherte Wert wird als Slave_Uhr_Schnappschuss_Zeit bezeichnet. Als Nächstes sendet das Betriebsmittel eine Meldung unter Verwendung des Netzwerks zu der Steuerung und fordert eine Übertragung der Haupt_Uhr_Schnappschuss_Zeit 645 über das Netzwerk an.

Die nachfolgenden Schritte wenden durch die Steuerung 22 jedes Mal durchgeführt, wenn diese eine Anforderung für die letzte gespeicherte Haupt_Uhr_Schnappschuss_Zeit empfängt 650. Als Erstes leitet die Steuerung die letzte gespeicherte Haupt_Uhr_Schnappschuss_Zeit ab 655. Daraufhin sendet die Steuerung die Haupt_Uhr_Schnappschuss_Zeit zu dem anfragenden Betriebsmittel über das Netzwerk 660.

Die nachfolgenden Schritte wenden durch jedes Betriebsmittel (12, 14, 16, 18) jedes Mal durchgeführt, wenn das Betriebsmittel die Haupt_Uhr_Schnappschuss_Zeit von der Steuerung 655 während der Betriebsschritte des Dauerzustands empfängt. Als Erstes bestimmt das Betriebsmittel die Differenz zwischen der Haupt_Uhr_Schnappschuss_Zeit und der Slave_Uhr_Schnappschuss_Zeit 690 durch Subtrahieren der Slave-Uhrzeit von der Hautuhrzeit. Das Ergebnis ist der Fehler zwischen der Slave-Uhr und der Hauptuhr, wenn das Uhrensynchronisations-Unterbrechungssignal empfangen wurde. Das Betriebsmittel wendet daraufhin einen Algorithmus an, um die Slave-Uhr graduell an den Fehler anzupassen 695. Sobald der Anpassalgorithmus den Fehler ausgeschaltet oder auf akzeptable Grenzen reduziert hat, wird die Slave-Uhr 42 mit der Hauptuhr 48 synchronisiert.

Die vorliegende Erfindung ermöglicht es, dass die netzwerkgestützte Architektur von Platteter '775 in Dokumentenverarbeitungsystemen implementiert wird, die Realzeitservice einschließlich harten Realzeitservice bereitstellen, unabhängig von verschiedenen Konfigurationen der Zuführ- und Endbearbeitungseinrichtungen, die für die Zusammenarbeit mit der Druckmaschine verfügbar sind. Ein derartiger Realzeitservice wurde durch die vorliegende Erfindung demonstriert, wenn die Realzeituhren in den Slave-Modulen oder Betriebsmitteln mit der Hauptuhr in der Druckmaschine synchronisiert werden. Die vorliegende Erfindung hat ebenso die Fähigkeit gezeigt, Betriebsmitteluhren innerhalb von einem (1) Uhrenzyklus der Hauptuhr zu synchronisieren. Weiterhin erlaubt die vorliegende Erfindung die Entwicklung von Zuführ- und Endbearbeitungseinrichtungen durch Fremdlieferanten.


Anspruch[de]
Ein Verfahren zum anfänglichen Synchronisieren der Slave-Uhr mit der Hauptuhr in einem Dokumentenverarbeitungssystem, das eine Steuerung (22), wobei die Steuerung weiterhin eine Hauptuhr (48) einschließt, ein Betriebsmittel (26), wobei das Betriebsmittel weiterhin eine Slave-Uhr (42) einschließt, die mit dem betriebsmäßigen Zeitmanagement des Betriebsmittels in Beziehung steht, und elektrische Verbindungen umfasst, die das Betriebsmittel mit der Steuerung verbinden, wobei die elektrischen Verbindungen weiterhin einen Steuerbus (36) und ein Netzwerk (34) einschließen, wobei das Verfahren gekennzeichnet ist durch

die Schritte:

a) Speichern (520) eines Wertes für die Hauptuhr in der Steuerung (22);

b) Erzeugen eines diskreten Uhrensynchronisations-Unterbrechungssignals (40) in der Steuerung und Verteilen (525) des diskreten Unterbrechungssignals zu dem Betriebsmittel über den Steuerbus (36);

c) Empfangen (530) des diskreten Unterbrechungssignals (40) an dem Betriebsmittel und Speichern (540) eines ersten Wertes der Slave-Uhr (42);

d) Senden (545) einer Meldung von dem Betriebsmittel zu der Steuerung (22) Ober das Netzwerk (34), um den Wert anzufordern, der für die Hauptuhr (48) gespeichert ist;

e) Senden (560) des Wertes, der für die Hauptuhr gespeichert ist, von der Steuerung (22) zu dem Betriebsmittel über das Netzwerk (34);

f) Empfangen (565) des Wertes, der für die Hauptuhr gespeichert ist, an dem Betriebsmittel;

g) Speichern (570) eines zweiten Wertes der Slave-Uhr in dem Betriebsmittel;

h) Subtrahieren (575) des ersten Wertes von dem zweiten Wert, um einen Slave-Uhr-Differenzwert zu bestimmen; und

i) Hinzufügen (580) des Differenzwerts zu dem Wert, der für die Hauptuhr gespeichert ist, um einen synchronisierten Wert für die Slave-Uhr zu bestimmen und Setzen der Slave-Uhr auf den synchronisierten Wert.
Das Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das Dokumentenverarbeitungssystem eine Vielzahl an Betriebsmitteln (26, 24, 28, 30, 32) einschließt, wobei jedes Betriebsmittel weiterhin eine Slave-Uhr (42) einschließt, die mit dem betriebsmäßigen Zeitmanagement des Betriebsmittels in Beziehung steht, und die elektrischen Verbindungen weiterhin jedes Betriebsmittel mit der Steuerung (22) über den Steuerbus (36) und das Netzwerk (34) verbinden, wobei die Schritte c) bis i) für jedes Betriebsmittel durchgeführt werden. Ein Dokumentenverarbeitungssystem, umfassend:

eine Steuerung (22), wobei die Steuerung weiterhin eine Hauptuhr (48) einschließt,

ein Betriebsmittel (26), wobei das Betriebsmittel weiterhin eine Slave-Uhr (42) einschließt, die mit dem betriebsmäßigen Zeitmanagement des Betriebsmittels in Beziehung steht, und

elektrische Verbindungen, die das Betriebsmittel (26) mit der Steuerung (22) verbinden, wobei die elektrischen Verbindungen weiterhin einen Steuerbus (36) und ein Netzwerk (34) einschließen,

dadurch gekennzeichnet, dass

das System weiterhin umfasst:

a) Einrichtung zum Speichern eines Wertes für die Hauptuhr in der Steuerung (22);

b) Einrichtung zum Erzeugen eines diskreten Uhrensynchronisations-Unterbrechungssignals (40) in der Steuerung (22) und Verteilen des diskreten Unterbrechungssignals (40) zu dem Betriebsmittel über den Steuerbus (36);

c) Einrichtung zum Empfangen des diskreten Unterbrechungssignals (40) an dem Betriebsmittel (26) und Speichern eines ersten Wertes der Slave-Uhr;

d) Einrichtung zum Senden einer Meldung von dem Betriebsmittel (26) zu der Steuerung (22) über das Netzwerk (34), um den Wert anzufordern, der für die Hauptuhr gespeichert ist;

e) Einrichtung zum Senden des Wertes, der für die Hauptuhr gespeichert ist, von der Steuerung (22) zu dem Betriebsmittel (26) über das Netzwerk (34);

f) Einrichtung zum Empfangen des Wertes, der für die Hauptuhr gespeichert ist, an dem Betriebsmittel (26);

g) Einrichtung zum Speichern eines zweiten Wertes der Slave-Uhr in dem Betriebsmittel (26); Einrichtung zum Subtrahieren (575) des ersten Wertes von dem zweiten Wert, um einen Slave-Uhr-Differenzwert zu bestimmen; und

i) Einrichtung zum Hinzufügen des Differenzwerts zu dem Wert, der für die Hauptuhr gespeichert ist, um einen synchronisierten Wert für die Slave-Uhr zu bestimmen und Setzen der Slave-Uhr auf den synchronisierten Wert.
Das Dokumentenverarbeitungssystem gemäß Anspruch 3, weiterhin einschließend eine Vielzahl von Betriebsmitteln (26, 24, 28, 30, 32), wobei jedes Betriebsmittel weiterhin eine Slave-Uhr (42) einschließt, die mit dem betriebsmäßigen Zeitmanagement des Betriebsmittels in Beziehung steht, und wobei die elektrischen Verbindungen weiterhin jedes Betriebsmittel (26, 24, 28, 30, 32) mit der Steuerung (22) über den Steuerbus (36) und das Netzwerk (34) verbinden. Das Dokumentenverarbeitungssystem gemäß Anspruch 3, wobei das Betriebsmittel eine Betriebsmittelschaltung einschließt, die einen Prozessor (44) einschließt zur Bestimmung der Kompatibilität der Slave-Uhr (42) mit der Hauptuhr (48). Das Dokumentenverarbeitungssystem gemäß Anspruch 5, wobei der Prozessor (44) eingerichtet ist, die Slave-Uhr (42) anzupassen, um die Kompatibilität mit der Steuerung (22) bereitzustellen. Das Dokumentenverarbeitungssystem gemäß Anspruch 6, wobei die Kompatibilität zwischen dem Betriebsmittel (26) und der Steuerung (22) einen harten Realzeitservice bereitstellt. Das Dokumentenverarbeitungssystem gemäß Anspruch 6, wobei die Kompatibilität zwischen dem Betriebsmittel (26) und der Steuerung (22) derart ist, dass die Slave-Uhr (42) innerhalb von einem (1) Uhrenzyklus der Hauptuhr (48) synchronisiert wird. Ein elektrofotografisches Dokumentenverarbeitungssystem, das in einer xerografischen Umgebung betrieben wird, die das Dokumentenverarbeitungssystem gemäß irgendeinem der Ansprüche 3 bis 8 umfasst.






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