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Optisches Kopiergerät mit einer Einrichtung zur streifenwesen Abbildung
einer Vorlag Die Erfindung betrifft ein optisches Kopiergerät mit einer Einrichtung
zur streifenweisen Abbildung einer Vorlage, bei welchem die optische Abtastanordnung
während des Abbildungsvorganges mit einer unter Berücksichtigung des Abbildungsmaßstabes
der Geschwindigkeit des während des Abtastvorganges bewegten Aufzeichnungsträgers
entsprechenden Geschwindigkeit relativ zur Vorlage bewegt wird.
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Bei den bekannten Geräten dieser Art, bei welchen z. B. zur optischen
Abtastung der Vorlage ein auf einem Beleuchtungsschlitten angeordneter Abtastspiegel
(siehe DE-PS 12 05 815) oder esn bewegliches Objektiv oder Transportrollen für die
im Durchlaufverfahren belichtete Vorlage vorgesehen sein können (siehe DE-OS 23
64 435) ist in aller Regel der An-Antrieb für die optische Abtasteinrichtung mittels
eines mechanischen Getriebes von der Antriebsbewegung des Aufzeichnungsträgers abgeleitet.
Abgesehen davon, daß derartige mechanische Getriebe Je nach der räumlichen Anordnung
der besagten Baugruppen im Kopiergerät einen erheblichen Aufwand mit sich bringen,
läßt sich dabei das Auftreten von mechanischen
Schwingungen zwischen
dem Antrieb des Aufzeichnungsträgers und der optischen Abtasteinrichtung kaum vermeiden,
wenn nicht unverhältnismäßig schwere Antriebselemente vorgesehen werden sollen.
Solche Schwingungen können insbesondere am Anfang der Abtastbewegung bzw. kurz nach
dem Ende der Beschleunigungsphase der Abtastelemente, in welcher ein beträchtlicher
Anlaufstoß eintreten kann, die optische Abbildung erheblich stören.
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Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Antriebsverbindung
zwischen dem Aufzeichnungsträger und der optischen Abtasteinrichtung zu schaffen,
welche leicht herzustellen ist und im eingebauten Zustand ein geringes Gewicht aufweist,
und welche trotzdem das Auftreten von den Abbildungsvorgang störenden Schwingungen
verhindert.
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Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß für den Antrieb
der optischen Abtasteinrichtung ein eigener Antriebsmotor vorgesehen ist, welcher
mit der Antriebseinrichtung für den Aufzeichnungsträger mittels einer sog. elektrischen
Welle verbindbar ist, z. B. dadurch, daß die elektrische Welle als phasensynchronisierte
Regelschleife ausgebildet ist.
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Diese Anordnung, welche sich aus integrierten Logikbausteinen preisgünstig
herstellen läßt, ist von der relativen Lage des Xufzeichnungsträgers und der optischen
Abtastanordnung im Gerät völlig unabhängig. Sie bietet einen bis auf Bruchteile
einer Phase genauen Gleichlauf der beiden zu steuernden Wellen, wobei die Phase
durch entsprechende Wahl des Impulsgebers praktisch beliebig kurz gehalten werden
kann.
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Schwingungen von einer den Abbildungsvorgang störenden Frequenz können
nicht auftreten. Der Rücklauf der Abtastanordnung läßt sich durch Umpolen des Antriebsmotors
und Ausschalten der Phasenfrequenzregelung mittels des für die Phasenfrequenzsteuerung
ohnehin gebrauchten Reglers ohne weiteres mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit
bewerkstelligen.
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Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung,
welche eine Ausführungsform der Erfindung beispielsweise darstellt. Dabei zeigt
Figur 1 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung, und Figur 2
den Aufbau der Steuerkarte.
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Gemäß Figur 1 ist in einem Gerätegehäuse 1 eine Aufzeichtungstromel
2 gelagert. In die Oberseite des Gerätegenäuses 1 ist eine transpartente Auflageplatte
3 zum Auflegen efr Vorlage eingelassen. Die optische Abtastung der Vorlage erfolgt
in bekannter Weise mittels eines Beleuchtungsschlittens 4 und eines mit der halben
Geschwindigkeit des Beleunhtungsschlittens bewegten Spiegelschlittens 5. Der Belehtungsshlitten
4 trägt zwei der Beleuchtung der Vor lage dienende, von Je einem Reflektor umgebene
Leuchtstoffröhren 6 und 7 sowie einen ersten Umlenkspiegel 8. Zwei weitere Umlenkspiegel
9 und 10, welche den zur Vorlage parallelen Teil des optischen Strahlenganges in
seine Gegenrichtung umlenken, sind auf dem Spiegelschlitten 5 befestigt. Ein weiterer,
gerätefester Umlenkspiegel 11 lenkt den optischen Strahlengang zur Oberfläche des
Aufzeichnungsträgers 2 ab.
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De Spiegelschlitten 4 und 5 sind in bekannter, nicht näher 1:rg*~Fellter
Weise in zur Vorlagenauflageplatte 3 paralleen nrungen beweglich geführt und mittels
je einer Zahnstange 4 a und 5 a mit je einem auf einer Achse 13 befestigten Zanhrad
14 und 15 verbunden. Der Teilkreis des Zahnrades >5 weist genau den doppelten
Durchmesser des Teilkreises von zahnrad 14 auf, so daß der Schlitten 5 sich genau
mit der nalben Geschwindigkeit des Schlittens 4 bewegt, wie es erforderlich ist,
wenn während des Abtastens der Vorlage mittels des Abtastspiegels 8 die Länge des
optischen Strahlenganges erhalten bleiben soll.
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Der Aufzelchnungszyllnder 2 ist unter Zwischenschaltung eines Untersetzungsgetriebes
16 mit einem drehzahlkonstanten Kondensatormotor 17 verbunden. Auf der Welle 18
des Kondensatormotors 17 ist eine Tachoscheibe 19 angeordnet, deren Markierungen
in bekannter Weise mittels eines elektrooptischen Tasters 20 abgetastet werden.
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Die Antriebswelle 13 der Zahnräder 14 und 15 ist, ebenfalls unter
Zwischenschaltung eines Untersetzungsgetriebes 21, mit einem regelbaren, auf Vor-
und Rücklauf umsteuerbaren Motor 22 verbunden. Auf der Welle 23 des Tandemmotors
22 sitzen ein Taenogenerator 24 und eine Tachoscheibe 25. Die Markierungen der Tachoscheibe
25 werden mittels eines elektrooptiscnen Abtasters 26 abgetastet.
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Zur drehzahlsynchronen Steuerung der beiden Antriebsmotore 17 und
22 mittels einer gelegentlich auch PLL-Schaltung (phase locker loop) genannten phasensynchronisierten
Regelschleife dient eine Steuereinheit 27, welche in bekannter Weise von einer Regelkarte
gebildet wird. Zur Taktsteuerung der Steuereinheit 27 dient eine Ubergeordnete Steuereinheit
28, welche Teil der Cerätesteuerung sein kann und zweckmäßigerweise von einem Mikroprozessor
bzw. Mikrocomputer gebildet wird. Die Steuereinheiten 27 und 28 sind mittels Leitungen
29 bis 32 mit einer Versorgungsnetzleitung 33, 34 verbunden, an welche über Leitungen
35 bis 39 auch c e Erdleitungen der mittels der Steuereinheit 27 gesteuerten Geräteteile
angeschlossen sind. Weitere Leitungen 40 bis 46 verbinden diese Geräteteile mit
der zentralen Steuereinheit 27.
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Figur 2 zeigt den Aufbau der Regelkarte bzw. der durch eine strichpunktierte
Linie umrissenen Steuereinheit 27. Demnach werden die vom optischen Tacho 19, 20
des den Hauptmotor (master) bildenden Motors 17 gelieferten Rechteckimpulse als
Solldrehzahl (FSoll einem Phasenfrequenzdetektor 48 zugeführt. In diesen Phasenfrequenzdetektor
48 werden außerdem
über die Leitung 46 auch die Rechteckimpulse
des optischen Tachos 25, 26 des den Nebenmotor (slave) bildenden Gleichstromregelmotors
22 als Istdrehzahl g ist eingespeist.
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Die Markierungen auf den Tachoscheiben 19 und 25 sind so gewählt,
daß die Soll- und die Istfrequenz unter Berücksichtigung der erforderlichen Antriebsgeschwindigkeit
des Aufzeichnungszylinders 2 und der Spiegelschlitten 4 und 5 sowie des Ubersetzungsverhältnisses
der Getriebe 16 und 21 genau gleich groß werden. Die vom Phasenfrequenzdetektor
48 festgestellte Differenz zwischen 7?Soll und V7 Ist wird einen Phasendifferenzverstärker
49 eingegeben, welcher sie nach entsprechender Verstärkung einem Integrator 50 und
gleichzeitig einem Verknüpfungspunkt 51 zuführt. Der vom Integrator 50 integrierte
Wert Sag gelangt ebenso wie die Einzelwerte da an den Verknüpfungspunkt 51.
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Die Steuerkarte 27 enthält außerdem eine Sollwertvorgabeeinheit 52,
welcher von der zentralen Steuereinheit 28 vier verschiedene Geschwindigkeitsbefehle
gegeben werden können.
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Im vorliegenden Fall sind dies Je zwei verschiedene Geschwindigkeiten
in Vorlauf- und in Rücklaufrichtung. Diese Befehle formt die Sollwertvorgabe 52
in ein analoges Geszhw; ndigkeitssignal. V5011 um, welches an einen Differenzverstärker
53 gegeben wird. Diesem Differenzverstärker 53 geht außerdem auch das von dem analogen
Tacho 24 gegebene Geschwindigkeitssignal Vist zu. Nach entsprechender Verstdrung
der Differenz zwischen V5011 und VIst gibt der Differenzverstärker 53 ein Geschwindigkeitsdifferenzsignal
d V an den Verknüpfungspunkt 51. Diese Signale steuern über einen Endverstärker
54 die Geschwindigkeit des Nebenmotors 22.
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Schließlich ist der optische Tacho 25, 26 des Nebenmotors 22 noch
mittels einer Leitung 47 mit der zentralen Steuereinheit 28 verbunden. Eine weitere
Steuerleitung 42 ist von dieser Steuereinheit 28 zum Phasendifferenzverstärker 49
geführt.
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Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist nun folgende: Nach Einleitung
des Kopiervorganges mittels der Kopiertaste des Gerätes gibt die Steuereinheit 28
den Befehl zum Beschleunigen des Nebenmotors 22 an die Sollwertvorgabe 52.
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D. h. der Gleichstromantriebsmotor des Objektivsschlittens bekommt
die volle Spannung und beschleunigt das Objektiv in möglichst kurzer Zeit auf etwa
die zum Abtasten der Vorlage in Übereinstimmung mit der Laufgeschwindigkeit des
Aufzeichnungszylinders 2 erforderliche Geschwindigkeit. Sobald der Tacho 25, 26
das Vorliegen dieser Geschwindigkeit feststellt, meldet er dies über die Leitung
47 der zentralen Steuereinheit 28, welche über die Leitung 42 dem Phasendifferenzverstärker
49 den Befehl zum Einschalten der Phasenregelung gibt. Von diesem Augenblick an
läuft der Aufzeichnungszylinder 2 synchron mit dem Objektivschlitten 4 bzw. 5.
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Im Falle einer Gangabweichung wird sowohl das positive oder negative
Einzelsignal ig/ , als auch das über eine Reihe von Phasen integrierte Signal Sa
/ an den Verknüpfungspunkt 51 gegeben. Durch diese Maßnahme wird eine größere Stabilität
der Regelung erreicht. Das solchermaßen kombinierte Signal wird nach Verstärkung
in dem Endverstärker 54 zur Schaltung des Motorstromes benutzt.
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Gleichzeitig mit dem für die Leitung 42 gegebenen Einschaltbefehl
für die phasensynchronisierte Regelschleife wird an die Sollwertvorgabe 52 eine
etwas langsamere Vorwärtsgeschwindigkeit vorgegeben, welche nur noch wenig über
der erforderlichen Sollgeschwindigkeit während der Abtastung liegt, so daß die impulsweise
Regelung des Antriebsmotors 22 nicht zu häufig in Tätigkeit zu treten braucht.
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Am Ende des Abtastvorganges gibt die zentrale Steuereinheit 28 der
Sollwertvorgabe 52 den Befehl zum schnellen Rücklauf.
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Das entsprechende Signal V5011 bzw. A V wird ebenfalls an den Verknüpfungspunkt
51 gegeben, welcher nunmehr das Analogsignal für die Rücklaufgeschwindigkeft dem
Endverstär
ker 54 zuführt, welcher nunmehr den Rücklauf des Tandemmotors
22 regelt. Vorher wurde noch von der Vorlaufleitung 43 dieses Motors auf die Rücklaufleitung
44 umgeschaltet. Kurz vor dem Ende des Rücklaufes, welchen die zentrale Steuereinheit
28 wieder anhand der ihr von der Tachoeinheit 25, 26 Ubermittelten Steuerimpulse
feststellt, gibt die zentrale Steuereinheit 28 der Sollwertvorgabe 52 den Befehl
zum langsamen RUcklauf und schließlich zum Stillsetzen des Antriebsmotors 22. Die
Anordnung befindet sich wieder in ihrer Ausgangslage.
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