DE2846066C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Lichtstrahl-Abtasteinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der DE-OS 24 50 156 ist eine derartige Lichtstrahl- Abtasteinrichtung bekannt, die mit zwei Galvanospiegeln zur Steuerung der zeilen- und spaltenmäßigen Lage des Abtastorts des Lichtstrahls auf einem fotoempfindlichen Aufzeichnungsmaterial arbeitet. Um Lageabweichungen zwischen der Sollage und der Istlage des Lichtstrahls zu kompensieren, wird ein zusätzliches Korrektursignal gewonnen, dessen Signalwert eine Funktion der jeweiligen Abtastlage darstellt, und zur Steuerung der Treibereinrichtungen herangezogen, um Nichtlinearitäten der Ablenkeinrichtung zu beseitigen. Verändert sich allerdings der maximale Drehwinkel, d. h. der maximale Ausschlag der Ablenkeinrichtung, so können dennoch Verzerrungen im wiedergegebenen Bild nicht zuverlässig ausgeschaltet werden.

Weiterhin ist aus der DE-AS 12 55 962 eine Lichtstrahl- Abtasteinrichtung bekannt, die mit einem umlaufenden Polygonalspiegel arbeitet. Der auf eine konstante Drehgeschwindigkeit geregelte Polygonalspiegel lenkt die Schreiblichtstrahlen stets in derselben Richtung vom Zeilenbeginn zum Zeilenende ab, d. h. es ist keine Umkehr der Bewegungsrichtung der Schreiblichtstrahlen vorgesehen. Im Bereich des Zeilenbeginns und des Zeilenendes sind bei der bekannten Abtasteinrichtung zwei Wandler 27 und 28 vorgesehen, die durch einen zusätzlichen Lichtstrahl abgetastet werden und entsprechende Signale zur Steuerung der Informationsausgabe für die Lichtstrahlmodulation erzeugen. Diese Signale dienen nicht zur Drehungsregelung des Polygonalspiegels.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lichtstrahl- Abtasteinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zu schaffen, die eine zuverlässige Einregelung des maximalen Ablenkeinrichtungs-Drehwinkels erlaubt.

Diese Aufgabe wird mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 genannten Merkmalen gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Lichtstrahl-Abtasteinrichtung erfaßt somit die Lichtstrahl-Detektoreinrichtung den Lichtstrahl jeweils vor und nach Umkehr der Lichtstrahl-Abtastrichtung, während die Regeleinrichtung aus dem zeitlichen Abstand der hierbei auftretenden Signale der Lichtstrahl- Detektoreinrichtung ein Regelsignal erzeugt, das folglich dem drehwinkelabhängigen überlaufhub der winkelmäßigen Bewegung des Abtaststrahls über den der Detektoreinrichtung entsprechenden Ort hinaus entspricht und damit eine einfache und genaue Einregelung des maximalen Drehwinkels auf einen im wesentlichen konstanten Wert erlaubt.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels der Lichtstrahl- Abtasteinrichtung;

Fig. 2 ein Schaltbild der in Fig. 1 gezeigten Steuerschaltung,

Fig. 3 Zeitdiagramme unterschiedlicher Signale, die in der in Fig. 1 und 2 gezeigten Einrichtung auftreten, und

Fig. 4 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels der Lichtstrahl- Abtasteinrichtung.

Nachstehend wird ein erstes Ausführungsbeispiel der Lichtstrahl-Abtasteinrichtung erläutert. Fig. 1 zeigt einen Sinusoszillator 8, eine Regelschaltung 9, einen Leistungsverstärker 10, eine Antriebseinrichtung 11 für eine Lichtstrahl-Ablenkeinrichtung mit einem Spiegel 12, eine Lichtstrahlquelle 13 wie einen Halbleiterlaser, einen Lichtstrahl 14 und eine fotoempfindliche Trommel 15, auf der ein Bild mittels des Lichtstrahls 14 aufgezeichnet wird. In Fig. 1 sind ferner eine annähernd mittlere Lage P0 an der Trommel 15, Extremorte P1 und P2, an denen der von der Lichtstrahlquelle 13 abgegebene Lichtstrahl 14 bei maximalem Drehwinkel des Spiegels 12 die Oberfläche der Trommel 15 bei deren axialer Verlängerung treffen würde, wobei der Lichtstrahl 14 den Abstand bzw. die Länge zwischen den Orten P1 und P2 überstreichen kann, ein Ort P3, der die auf die Trommel 15 projizierte Lage einer Lichtstrahl-Detektoreinrichtung 16 darstellt, und Randlagen P4 und P5 der Bildaufzeichnung auf der Trommel 15 gezeigt. Ferner zeigt Fig. 1 eine Auswerteeinrichtung 17, die das Ausgangssignal der Lichtstrahl-Detektoreinrichtung 16 so verarbeitet, daß sie ein Signal zur Steuerung der Regelschaltung 9 sowie ein (nachstehend als "Strahlerfassungssignal" bezeichnetes) Impulssignal erzeugt, welches angibt, daß nach einer vorbestimmten Zeit der Lichtstrahl 14 an dem Aufzeichnungsbeginn-Randort P4 eintreffen wird. Weiterhin zeigt Fig. 1 einen Ausgangsanschluß 18 zur Abgabe des Strahlerfassungssignals an ein externes Gerät 19 wie beispielsweise einen Rechner.

Das Ausgangssignal des Sinusoszillators 8 treibt über die Regelschaltung 9 und den Leistungsverstärker 10 die Antriebseinrichtung 11. Der von der Lichtstrahlquelle 13 abgegebene Lichtstrahl 14 wird mittels des Spiegels 12 reflektiert und ändert seine Richtung entsprechend der Drehung des Spiegels 12. Die Lichtstrahl-Detektoreinrichtung 16 erzeugt ein Impulssignal, wenn der Lichtstrahl 14 den Ort P3 durchläuft. Das Impulssignal wird mittels der Auswerteeinrichtung 17 verarbeitet, die ein Signal zur Steuerung der Regelschaltung 9 abgibt. Ferner wird das über den Ausgangsanschluß 18 abgegebene Strahlerfassungssignal von dem externen Gerät 19, das als Steuereinrichtung dient, zur Steuerung der Modulation des von der Lichtstrahlquelle 13 abgegebenen Lichtstrahls 14 verarbeitet, um die Bildaufzeichnung von dem Randort P4 an einzuleiten.

Nachstehend wird näher erläutert, wie die genaue Steuerung des Drehwinkels aufgrund eines Signals der Lichtstrahl-Detektoreinrichtung 16 erfolgt.

Fig. 2, die eine Ausführungsform der Auswerteeinrichtung 17 darstellt, zeigt einen Eingangsanschluß 31 der Auswerteeinrichtung 17, UND-Glieder 32, 34 und 36, monostabile Kippstufen 33 und 35, ein Tiefpaßfilter 37, das aus einem Widerstand 38 und einem Kondensator 39 besteht, einen Strahlerfassungssignal-Ausgangsanschluß 40 und einen mit der Regelschaltung verbundenen Ausgangsanschluß 41. Fig. 3 zeigt Zeitdiagramme, die Signalkurvenformen darstellen, welche an unterschiedlichen Punkten in der Einrichtung nach Fig. 1 und 2 auftreten. In Fig. 3 ist bei allen Diagrammen auf der Abszisse die Zeit aufgetragen, während die Ordinate im Diagramm 3-a, den Drehwinkel R des Spiegels 12 und in den Diagrammen 3-b bis 3-i den Spannungspegel darstellt. In dem Diagramm 3-a entsprechen Winkel R1, R2, R3, R4 und R5 jeweils den Orten P1, P2, P3, P4 bzw. P5. In normalem Zustand dreht der Spiegel 12 zwischen den Winkeln R1 und R2 entsprechend der Lichtstrahlabtastung der Linie von P1 bis P2 entlang der Trommel 15, wobei der Lichtstrahl mittels der Detektoreinrichtung 16 bei dem Winkel R3 erfaßt wird und die Bildaufzeichnung während der Drehung in einer Richtung zwischen den Winkeln R4 und R5 erfolgt. D. h., während eines Dreh- bzw. Schwenkzyklus T erfolgt nur während der Zeitdauer T1 eine Aufzeichnung. Während der Drehung des Spiegels 12 in Gegenrichtung zur Aufzeichnungs-Richtung erfaßt die Detektoreinrichtung 16 den Lichtstrahl 14 bei dessen Durchlauf durch den Ort P3 und führt dem Eingangsanschluß 31 einen Impuls A zu. Nach Ablauf einer Zeitdauer τ durchläuft der Lichtstrahl 14 erneut den Ort P3 und wird mittels der Detektoreinrichtung 16 erfaßt, die einen Impuls B an den Eingangsanschluß 31 abgibt, wie es in dem Diagramm 3-b gezeigt ist. Die monostabile Kippstufe 33 wird geschaltet, wenn das Ausgangssignal des UND-Glieds 32 gemäß der Darstellung bei 3-c auf niedrigen Pegel wechselt, d. h., wenn der Impuls A eingegeben wird, und erzeugt an ihrem Ausgangsanschluß Q1 Impulse mit einer Dauer TM1. Die Ausgangs­ signale an den Ausgangsanschlüssen Q1 und der Kippstufe 33 sind jeweils in den Diagrammen 3-d und 3-e gezeigt. Das Signal gemäß 3-e verläuft invers zu dem Signal gemäß 3-d. Das Ausgangssignal gemäß 3-d, das vom Ausgangsanschluß Q1 abgegeben wird, und das Ausgangssignal gemäß 3-b werden dem UND-Glied 34 zugeführt, dessen Ausgangssignal in dem Diagramm 3-f dargestellt ist. Das Ausgangssignal gemäß 3-f wird der monostabilen Kippstufe 35 zugeführt, die getriggert bzw. geschaltet wird, wenn das Signal gemäß 3-f auf niedrigen Pegel wechselt, d. h., wenn der Impuls B eingegeben wird; damit erzeugt die Kippstufe an ihrem Ausgangsanschluß Q2 Impulssignale mit einer Dauer TM2. Die Ausgangssignale der Ausgangsanschlüsse Q2 und der Kippstufe 35 sind jeweils im Diagramm 3-g bzw. 3-h gezeigt. Das Signal gemäß 3-g wird als Strahlerfassungssignal am Ausgangsanschluß 40 ausgegeben und an eine (nicht gezeigte) Aufzeichnungssteuerschaltung angelegt, welche ihrerseits nach einer Zeitdauer T2 ein Aufzeichnungsstartsignal abgibt. Andererseits wird das Ausgangssignal gemäß 3-h zusammen mit dem Ausgangssignal gemäß 3-d das über den Ausgangsanschluß Q1 der monostabilen Kippstufe 33 abgegeben wird, dem UND-Glied 36 zugeführt, welches seinerseits ein Ausgangssignal gemäß 3-i abgibt. Das Signal gemäß 3-d nimmt hohen Pegel zu einem Zeitpunkt t11 an, an welchem der Impuls A in den Eingangsanschluß 31 eingegeben wird, während das Signal gemäß 3-h entsprechend dem in den Eingangsanschluß 31 eingegebenen Impuls B zu einem Zeitpunkt t12 niedrigen Pegel annimmt. Das Signal gemäß 3-i wird folglich zum Zeitpunkt t11 auf hohen Pegel und zum Zeitpunkt t12 auf niedrigen Pegel gesetzt, so daß es nur während der Dauer τ auf hohem Pegel verbleibt. Die aus den Signalen gemäß 3-i gebildete Impulsfolge kann daher als eine Art impulsmoduliertes Signal angesehen werden, bei dem die Wiederkehrperiode bzw. der Wiederkehrzyklus T konstant bleibt, die Impulsdauer τ sich jedoch entsprechend einer Änderung des maximalen Drehwinkels der Ablenkeinrichtung ändert. Damit das Signal gemäß 3-i aus derartigen Impulsen zusammengesetzt werden kann, sollten zwischen den Größen TM1, TM2, τ und T die folgenden Beziehungen bestehen:

0<τ<TM1<TM2+τ<T . . .(2),

da die Dauer TM1 länger als die Dauer τ sein muß, um das Triggern bzw. Schalten der Kippstufe 33 mittels des Impulses B zu unterbinden, die Dauer TM2 länger als die Dauer TM1-τ sein muß, um zu verhindern, daß das Signal gemäß 3-f, das zum Zeitpunkt t13 niedrigen Pegel annimmt, die Kippstufe 35 schaltet, und die Dauer TM2+τ kürzer als die Dauer T gewählt werden muß, um eine Störung bei der Verarbeitung der Impulse A und B bei dem nachfolgenden Zyklus zu vermeiden.

Da die Zeitkonstante des Tiefpaßfilters 37 ausreichend länger als die Zyklusdauer T gewählt wird, wird das Signal gemäß 3-i durch das Filter geglättet und über den Ausgangsanschluß 41 zur Steuerung der Regelschaltung 9 abgegeben. Falls sich beispielsweise der Drehwinkel des Spiegels 12 gemäß der Darstellung durch die gestrichelte Linie bei 3-a ändert, ändert sich die Impulsdauer des Signals gemäß 3-i von τ auf einen größeren Wert τ′, so daß die durch das Tiefpaßfilter 37 geglättete und der Regelschaltung 9 zugeführte Spannung höher als normal wird. Die Regelschaltung 9 verringert bei einer solchen Spannungsänderung die Schwingamplitude des Spiegels 12. Auf die vorstehend beschriebene Weise ist es möglich, den maximalen Drehwinkel des Spiegels im wesentlichen konstant zu halten und das Informations-Aufzeichnungsstartsignal zu steuern.

In Fig. 4 ist ein zweites Ausführungsbeispiel der Abtasteinrichtung gezeigt, wobei die Komponenten mit den gleichen Funktionen wie in Fig. 1 die gleichen Bezugszeichen tragen. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist in der Ablenkeinrichtung ein Generator eingegliedert, der aus einer Spule und einem Magnet besteht und eine der Drehwinkelgeschwindigkeit des Spiegels 12 entsprechende Spannung erzeugt, die über einen Ausgangsanschluß 11b abgegeben wird. Das Lageverhältnis zwischen Magnet und Spule des Generators ist so eingestellt, daß das Ausgangssignal des Generators gleichphasig mit demjenigen der Ablenkeinrichtungs-Antriebsschaltung ist. Ferner ist gemäß der Darstellung in Fig. 4 das Ausgangssignal des in der Antriebseinrichtung 11 angebrachten (nicht gezeigten) Generators über den Ausgangsanschluß 11b zu der Regelschaltung 9 rückgekoppelt. Auf diese Weise wird eine Selbstschwingung in einer Schleife aus der Regelschaltung 9, dem Leistungsverstärker 10, der Antriebseinrichtung 11 und dem Generator erzeugt, so daß ohne Verwendung einer weiteren Sinusoszillatorschaltung die gleiche Wirkung erzielt werden kann, wie sie bei dem ersten Ausführungsbeispiel erläutert wurde.

Wie zuvor erläutert ist, ermöglicht es somit die Lichtstrahl-Abtasteinrichtung, den maximalen Drehwinkel der Ablenkeinrichtung im wesentlichen konstant zu halten und zugleich im Ansprechen auf das Strahlerfassungssignal den Informationsaufzeichnungs-Anfangsort festzulegen.

Claims (4)

1. Lichtstrahl-Abtasteinrichtung mit einer Lichtstrahlerzeugungseinrichtung und einer periodisch hin- und herbewegbaren Ablenkeinrichtung zum Ablenken des durch die Lichtstrahl-Erzeugungseinrichtung erzeugten Lichtstrahls, dadurch gekennzeichnet, daß eine im Bewegungspfad des Lichtstrahls angeordnete Lichtstrahl-Detektoreinrichtung (16) den Lichtstrahl vor und nach Umkehr der Lichtstrahl- Abtasteinrichtung erfaßt, und daß eine Regeleinrichtung (9, 17) vorhanden ist, die zum Regeln des maximalen Drehwinkels der Ablenkeinrichtung (12) dient, der das Ausgangssignal der Lichtstrahl-Detektoreinrichtung (16) als Rückführgröße zugeführt wird und die in Abhängigkeit vom zeitlichen Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Bestrahlungen der Lichtstrahl-Detektoreinrichtung (16) ein Regelsignal erzeugt, das einer Antriebseinrichtung (11) für die Ablenkeinrichtung (12) zur Einregelung des maximalen Drehwinkels auf einen im wesentlichen konstanten Wert zugeführt wird.

2. Lichtstrahl-Abtasteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zeitliche Abstand der beiden Bestrahlungen der Lichtstrahl-Detektoreinrichtung (16) während jeweils einer Halbschwingung der Ablenkeinrichtung (12) ausgewertet wird.

3. Lichtstrahl-Abtasteinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtung eine Regelschaltung (9) und eine dieser vorgeschaltete Auswerteeinrichtung (17) umfaßt, die eine erste monostabile Kippstufe (33), der über ein erstes UND-Glied (32), an dessen anderem Eingang des invertierte Ausgangssignal der ersten monostabilen Kippstufe (33) anliegt, das Ausgangssignal der Lichtstrahl-Detektoreinrichtung (16) zuführbar ist, eine zweite monostabile Kippstufe (35), der über ein zweites UND-Glied (34) des Ausgangssignal der Lichtstrahl- Detektoreinrichtung (16) und das nichtinvertierte Ausgangssignal der ersteren monostabilen Kippstufe (33) zuführbar sind, und ein die Ausgangssignale der beiden monostabilen Kippstufen (33, 35) logisch verknüpfendes drittes UND-Glied (36) aufweist, dessen Ausgangsimpulse eine dem zeitlichen Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Bestrahlungen der Lichtstrahl-Detektoreinrichtung (16) entsprechende Dauer besitzen.

4. Lichtstrahl-Abtasteinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Ausgang des dritten UND- Glieds (36) ein Tiefpaßfilter verbunden ist.