DE3146925A1

DE3146925A1 - Verfahren und einrichtung zum ansteuern eines beweglichen abbildungssystems

Info

Publication number: DE3146925A1
Application number: DE19813146925
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Tokyo Koide
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1980-11-26
Filing date: 1981-11-26
Publication date: 1982-06-16
Also published as: DE3146925C2; JPS6018971B2; US4391506A; JPS5789776A

Description

Anwaltsakte: 31 957

Beschreibung
'δ .

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung •zum Ansteuern eines beweglichen Abbildung ssystems , und betrifft, insbesondere ein Verfahren und eine Einrichtung zum ■ Ansteuern und Antreiben eines sich hin- und herbewegen.den Abbildungssystems synchron mit einem sich bewegenden photoleitfähigen· Teil in einem elektrostatischen Kopiergerät.

Es sind eine Vielzahl Instrumente bekannt, in welchen ein Abbildungssystem entlang einer vorbestimmten Bahn bewegt

¹^ wird, während ein durch das Abbildμngssystem abzubildendes' Teil entlang einer Bahn bewegt wird, die von der Bewegungsbahn des Abbildungssystems verschieden ist. Bei dieser Art Instrumente müssen die Bewegung des- Abbildungssystems und . die des abzubildenden Teils miteinander synchronisiert oder genau zeitlich gesteuert sein. Anhand eines elektrostatischen Kopiergeräts werden beispielsweise die vorstehend in' Verbindung mit Instrumenten der beschriebenen Art angeschnittenen Schwierigkeiten im einzelnen erläutert.

In einem elektrostatischen Kopiergerät kann das mittels des Abbildungssystems abzubildende Teil bekanntlich eine drehbare, photoleitfähige Trommel aufweisen. Für zeitlich richtig gesteuerte Bewegungen desAbbildungssystems und der Trommel wird bei den meisten Ausführungen Energie von einer ein- ·

zigen Antriebsquelle aus sowohl dem Abbildungssystem als auch der Trommel über Ketten oder Drähte zugeführt, und da:; Abbildungssystem wird durch eine umschaltbare Kupplung, die in einem Energieübertragungsweg .zu dem Abbildungssystem angeordnet ist, für eine Hin- und Herbewegung angetrieben. Die Schwierigkeit bei dieser Ausführungsform rührt davon her, daß ein einziger Motor als Antriebsquelle und Ketten oder ähnliche Teile als Übertragung verwendet werden. '

Wenn die Betriebsdrehzahl des Motors nennenswert geändert wird oder wenn die Kette aufgrund einer BelastungsSchwankung in Schwingung versetzt wird, unterliegt die Drehzahl des Motors oder die Bewegung des Abbildungssystems einer gewissen Schwankung, durch welche die Auflösung eines Kopiergeräts kritisch verschlechtert oder ein Zittern bzw·, eine Verzerrung hervorgerufen wird.

Um diese Schwierigkeit zu beheben, sind bereits gesonderte ■ Ansteuerleitungen für die Trommel bzw. die Abbildungssysteme . vorgeschlagen worden. Jede dieser Ansteuerleitungen ist einer Geschwindigkeitssteuerleitung zugeordnet, welche voneinander unabhängig sind, aber mit Bezugssignalen von einem gemeinsamen Bezugsoszillator versorgt werden. Hierbei wird die Trom-

15mel oder das Abbildungssystem durch eine eigene phasenstarre Schleife bzw. eine PLL-Schaltung angesteuert, welche einen

■ .Phasenvergleicher, einen Verstärker, einen Servomotor und eine Kodierer aufweist. Obwohl dies System bei Verwendung einer einzigen Antriebsquelle frei von Nachteilen ist, erfordert diese Lösung unverhältnismäßig hohe Kosten, da jeweils die Trommel- und die Abbildungssystem-Ansteuerleitung mit einer exklusiven Rückkopplungs-Steuerung bzw. -regelung versehen sein muß. ■

Der' Kostenanstieg kann durch eine andere bekannte Maßnahme vermeiden werden, bei welcher die Bewegung des Abbildungssystems anhand der Bewegung der Trommel gesteuert wird. . Obwohl bei dieser Ausführungsform .die Trommel durch einen Hauptmotor angetrieben wird, wird dasAbbildungssystern wie ^O bei der ersten, vorstehend beschriebenen Ausführungsform durch eine phasenstarre Schaltung bzw.' eine PLL-Schaltung angetrieben, welche mit einem der Trommel zugeordneten Kodierer elektrisch verbunden ist. Obwohl diese Maßnahme • zu einer Vereinfachung der Ausführung des Steuersystems ^°und damit zu'einer Verringerung der Kosten führt, weist es doch noch den Nachteil auf, daß eine BelastungsSchwankung sich unmittelbar in· einer Schwankung des Hauptmotors wieder-

3Κ6925

. ι spiegelt, da der Hauptmotor nicht nur die Trommel, sondern nacheinander auch noch andere verschiedene Abschnitte in dem Drucker antreibt. In dieser Hinsicht muß daher die Bewegung des Abbildungssystems so gesteuert werden, daß sie sehr wohl wesentlichen Änderungen der Trommelgeschwindigkeit folgt. Doch kann die zweite Ausführungsform eine derartige Steuerung nicht bieten, sondern sie erzeugt ziemlich starke Geschwindigkeitsunterschiede zwischen der Trommel und dem Abbildungssystem, was eine Verschlechterung in. de.r Quali-.

IQ tat der wiedergegebenen Bilder zur Folge hat.

Die Erfindung soll daher.ein Verfahren und eine Einrichtung zum Ansteuern eines Abbildungssystems schaffen, durch welche die Nachteile der herkömmlichen Einrichtungen beseitigt sind und durch welche ein sich hin- und herbewegendes Abbildungssystem synchron mit einem sich bewegenden photoleitf ähigen Teil .in einem elektrostatischen Kopiergerät angesteuert und angetrieben wird. Gemäß der Erfindung ist dies bei einem Verfahren zum Ansteuern eines beweglichen Abbildungssystems nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die Merkmale im kennzeichnenden. Teil des Anspruchs 1 erreicht. Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Unteransprüchen 2 bis 5 angegeben Gemäß der Erfindung ist dies ferner bei einer Einrichtung zum Ansteuern eines beweglichen Abbildungssystems nach dem Oberbegriff des Anspruchs 6 durch die Merkmale im kenn- .. ■ zeichnenden Teil des Anspruchs 6. erreicht, wobei vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Einrichtung in den Unteransprüchen 7 bis 9 angeführt sind.

' - '

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird ein sich hin- und herbewegendes Antriebssystem durch eine erste Antriebsquelle und ein sich bewegendes photoleitfähiges Teil durch eine zweite Antriebsquelle angetrieben. Ein Zeitabschnitt, den das photoleitfähige Teil benötigt, um sich über eine vorgegebene Strecke zu bewegen, wird gemessen. Der gemessene Zeitabschnitt wird mit einem vorbestimmten Bezugs-

abschnitt verglichen, um dadurch eine Schwankung in dem Zeitabschnitt bezüglich der Bewegung des photoleitfähigen Teils entsprechend dem Ergebnis des Vergleichs zu bewerten bzw. zu.überschlagen. Eine geschaffene Ziel- oder Sollgeschwindigkeit während einer geschaffenen Abtastbewegung des Abbildungssystems und eine konstante Sollgeschwindigkeit während einer konstanten Abtastbewegung des Abbil.dungssystems werden entsprechend der bewerteten bzw. überschlagenen Schwankungskomponente voreingestellt oder festgelegt.

Das Abbildungssystem weist eine optische. Linsenanordnung mit einer vorgegebenen Brennweite auf. Die ersten und zweiten Antriebsquellen bilden einen Antriebsmechanismus. Die voreingestellte, geschaffene bzw. gebildete Sollgeschwin-

15digkeit, und/oder die voreinge stell te konstante Sollgeschwindigkeit werden in Übereinstimmung mit einer Abweichung der Brennweite der Linsenanordnung von ein&r nominellen Brennweite und einer Abweichung der mechanischen Genauigkeit des Antriebsmechanismus von einer nominellen mechanischen Genauigkeit ausgeglichen. Ferner wird die Geschwindigkeit des Abbildungssystems während einer konstanten Abtastbewegung festgestellt, und die voreingestellte konstante Sollgeschwindigkeit wird entsprechend der festgestellten Geschwindigkeit des Abbildungssystems ausgeglichen.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen im einzelnen erläutert. Es zeigen: 30

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer herkömmlichen Einrichtung zum Ansteuern eines Abbildungssystems;

Fig·. 2 ein Blockschaltbild einer weiteren herkömmlichen Ansteuereinrichtung;

— 5 —

7*

Fig. 3 ein Blockschaltbild einer Ansteuereinrichtung gemäß der Erfindung;

Fig. 4a bis-4c verschiedene Kombinationen einer lichtunterbrechenden Platte und eines Photounterbre

chers;

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht einer·Ausführungsform eines Abbildungssystems; ·

Fig..6 eine Schaltungsanordnung einer Gruppe von Schaltern zum Einstellen von. Anfangsbedingungen ; ■ ' ' .

ein Blockscha'ltbild einer Ausführungsform einer Aufbau- oder einer Rückführschaltung;

eine Kurve, in welcher eine Änderung der Abtastgeschwindigkeit eines Abbildungssystems dargestellt ist;

Fig. 9 . eine schematische Darstellung zur Erläuterung eines Verfahrens zum Abschätzen einer Schwankung in der Bewegungsgeschwindigkeit einer photoempfindlichen Trommel gemäß der Erfin-. dung, und

^Fi9· 1° eine schematische Darstellung der Abmessun-

. . ■ gen zwischen einer Vorlagenoberfläche und 30

einer Trommeloberfläche bei. einem sich bewegenden Abbildungssystem.

In Fig. 1 weist eine herkömmliche Ansteuereinrichtung einen

Bezugsoszillator 10, Zähler 12 und 14 zur Frequenzumsetzung 35

(-teilung). Phasenvergleicher 16 und 18, Verstärker 20 und 22, Servomotore 24 und 26 und Kodierer 28 und 30 auf. Der Phasenvergleicher 16, der Verstärker 20, der Servomotor 24

15	Fig.	7
	Fig.	8
20

I O

und der· Kodierer 28 bilden eine phasenstarre Schaltung PLL , welche einer (nicht dargestellten) leitfähigen Trommel zugeordnet ist. An die phasenstarre Schaltung PLL wird ein

Ausgang des Zählers oder Frequenzteilers 12 angelegt, an welchem wiederum ein Ausgang des Bezugsoszillators 10 angelegt ist. In ähnlicher Weise bilden der Phasenvergleicher 18, der Verstärker 22, der Servomotor 26 und der Kodierer 30. eine zweite phasenstarre Schaltung PLL, welche einem Abbildungssystem zugeordnet ist. Der Ausgang des ■jq gemeinsamen Oszillators 10 wird an den Zähler oder Frequenzteiler 14 angelegt, dessen Ausgang mit der phasenstarren Schaltung PLL, verbunden ist. Solange bei dieser Ausführung der sich hin- und herbewegende Mechanismus des Abbildungssystems eine konstante Geschwindigkeit aufweist, können der j 5 Motor 24' zum Antreiben der Trommel und der Motor 26 zum Antreiben des Abbildungssystems synchron miteinander arbe.iten.

Die herkömmliche in Fig. 1 dargestellte Einrichtung ist frei •20 ^von dem eingangs beschriebenen Nachteil, der auf die Verwendung einer einzigen Antriebsquelle für die- Trommel und das Abbildungssystem zurückzuführen ist, so daß Bilder mit der geforderten Qualität wiedergegeben werden können. Doch sind die unabhängigen phasenstarren"Schaltungen für einzelne Rückkopplungssteuerungen und -regelungen vom Wirtschaftlichkeitsstandpunkt aus unerwünscht.

In Fig. 2 ist eine weitere herkömmliche Ansteuereinrichtung dargestellt, welche wirtschaftlicher ist als die Einrichtung der Fig.- 1. Während in Fig. 2 eine photoleitfähige Trommel 32 durch einen Hauptmotor 34 angetrieben wird, wird an dem Abbildungssystem eine gesteuerte Bewegung bewirkt, welche der Bewegung der Trommel 32 untergeordnet ist. Der Trommel 32 ist ein Kodierer 36 zugeordnet, dessen Ausgang an einen Zähler oder Frequenzteiler 38 angelegt wird, dessen . Ausgang wiederum an eine phasenstarre Schaltung PLL· angekoppelt wird, die der phasenstarren Schaltung PLL, der Fig. 1 entspricht. . - 7 -

der Einrichtung der Fig. 2 ist somit das Steuersystem vereinfacht, damit sind die Kosten gesenkt; es weist jedoch den Hauptmotor 34 auf, dessen Betriebsdrehzahl entsprechend einer Schwankung in der Belastung schwankt,· und zwar des-5wegen, da abgesehen von der Trommel 32 der.Hauptmotor 34 während eines Kopierzyklus des Kopiergeräts verschiedene Abschnitte des Kopiergeräts antreibt. Folglich sollte die Einrichtung der Fig. 2 eine Steuerung bezüglich der Bewegung des Abbildungssystems ermöglichen, um irgendeiner

^nennenswerten Schwankung in der Bewegungsgeschwindigkeit der Trommel gut folgen zu können. Im Hinblick auf die Trägheit des Abbildungssystems und der großen mechanischen Zeitkonstante, die durch den Servomotor 26 vorgegeben ist, kann bei einer derartigen Einrichtung nicht erwartet werden, daß die Bewegung des Abbildungssystems genau einer Schwankung der Drehzahl'der Trommel folgt; es kommt vielmehr zu einer beträchtlichen Abweichung der Relativgeschwindigkeit zwischen der Trommel und dem Abbildungssystem. Das Ergebnis ist dann eine Verschlechterung in der Qualität der wiedergegebenen Bilder.

In· Fig. 3 ist eine Ansteuereinrichtung gemäß der Erfindung dargestellt, welche beispielsweise in einem elektrostatischen Kopiergerät verwendet'wird. Das Kopiergerät weise eine photoempfindliche- Trommel 100 und einen Motor 102 zum Anstreiben der Trommel 100 sowie die üblichen anderen Einrichtungen eines Kopiergeräts auf. Eine liehtunter^ brechende Platte 104 ist starr mit der Trommel 100 verbunden, und. arbeitet mit einem Photounterbr.echer 106 zusammen, welcher an einem (nicht dargestellten) feststehenden Rahmenteil des Kopiergeräts angebracht ist. Der Photounterbrecher 106 weist ein lichtemittierendes und ein lichtaufnehmendes Element auf: Ferner sind eine Steuerschaltung 108, ■ eine Kodierer 110, ein Servomotor 112 und ein Abbildungssystem 114 vorgesehen, welches durch die erfindungsgemäße Einrichtung anzusteuern und anzutreiben ist.

Al

Während der Drehbewegung der Trommel 1 unterbricht die lichtunterbrechende Platte 104, die sich mit der Trommel 100 dreht, in einer vorbestimmten Winkelstellung der Trommel wiederholt den Lichtweg zwischen den lichtemittierenden und

5-aufnehmenen Elementen 106. Der Photounterbrecher 106 versorgt folglich die Steuerschaltung 108 mit einer Impulsfolge PHP, die jeweils die vorbestimmte Trömmelwinkelstellung darstellt. ·

In Fig. 4a bis 4c sind verschiedene Verbindungen der. lichtunterbrechenden Platte 104 und des Photounterbrechers dargestellt. In Fig. 4a und 4b sind ein Photounterbrecher 106 und eine lichtunterbrechende Platte 104 verwendet, während in Fig. 4c zwei· Photounterbrecher 106₁ und 106_? und

!&eine lichtunterbrechende Platte 104 verwendet sind. Der oder jeder Photounterbrecher 106 erzeugt eine Impulsfolge PHP, die jeweils einer vorgegebenen Winkelstellung der Trommel 100 entspricht, und welche von der Form des Lichtunterbrechers 104.und der Stellung des Photounterbrechers 106 abhängt, wenn die Trommel 100 durch den Hauptmotor 102 angetrieben und in Drehung versetzt wird. Die Anzahl und Anordnung von Photounterbrechern 106 sowie'die Form der lichtunterbrechenden Platte 104 sind in Abhängigkeit von einer bestimmten gewünschten Winkelstellung oder' von Winkelstellungen der Trommel 100 entsprechend wählbar.

In Fig. 5 ist eine Aus führungs form eines Abb il dungs' sy stems 114 dargestellt, welches für eine Hin- und Herbewegung durch den Servomotor 112 (Fig. 3) angetrieben wird. Das Abbildungssystem 114 weist einen Draht 202, Rillenscheiben 204 und 206, eine einem Spiegel zugeordnete Rillenscheibe 208 und eine Rillenscheibe 210 auf. Das Abbildungssystem 114 weist ferner einen ersten Spiegel 212, einen • zweiten. Spiegel .214, eine lichtunterbrechende Plätte 216,

einen ersten Photounterbrecher 218, der auf eine Ausgangsstellung des Systems anspricht, und einen zweiten Photounterbrecher 220 auf, der in einem ganz bestimmten Abstand

von dem Ausgangsstellungs-Photounterbrecher 208 angeordnet ist. Der erste Spiegel 212, die lichtunterbrechende Platte 216 ir.ä. sind mittels einer Klemmeinrichtung mit dem Draht ■' 202 verbunden. Der zweite Spiegel 214 ist schwenkbar mit cder Rillenscheibe 208 verbunden. Während einer Belichtung wird in dem Abbildungssystem 114 der erste Spiegel 212 mit einer der Umfangsgeschwindigkeiten der Trommel 100 entsprechenden Geschwindigkeit und der zweite Spiegel 212 mit der halben Geschwindigkeit des ersten Spiegels 212 bewegt. Die

^q Ansteuereinrichtung gemäß der Erfindung steuert das Abbildungssystem 114 an, während gleichzeitig verhindert ist, daß irgendeine Schwankung bezüglich der tatsächlichen oder Istdrehzahl der Trommel folgt. Ein Verfahren, um dies zu erreichen, besteht darin, einen Zeitabschnitt zu'messen, den die.

Trommel -100 benötigt, um sich um eine vorbestimmte Winkelstrecke zu drehen, den gemessenen tatsächlichen Zeitabschnitt mit einem vorgegebenen Bezugsabschnitt, zu vergleichen, eine Schwankungskomponente des tatsächlichen Zeitabschnitts für. " den vorbestimmten Drehwinkel abzuschätzen bzw.!zu überschla-9^en<· was vorkommen kannt, wenn der Hin- und Herbewegungsmechanismus des Abbildungssystems eine Vorlage abtastet·, um auf der Basis der-überschlagenen Schwankungskomponente eine Ziel- oder Sollg.eschwindigkeit für eine schaffende bzw. gebildete Bewegung und/oder eine konstante Bewegungsgeschwindigkeit des Hin- und Herbewegungsmechanismus•voreinzustellen, und das Servosystem zu betätigen, so daß das Abbildungssystem sich mit der voreingestellten Ziel- oder Sollgeschwindigkeit bewegen kann. Diese Arbeitsweise der Ansteuereinrichtung wird nunmehr anhand der Fig. 3 be-_ schrieben.

Die Impulse PHP, die von dem Photounterbrecher 106 während wiederholter Drehbewegungen der Trommel 100 erzeugt werden, haben eine Periode oder Dauer, welche von der Drehzahl der Trommel 100 abhängt. Wenn die Periode oder Dauer der Impulse PHP in Übereinstimmung mit einem vorgegebenen Bewegungsbzw. Drehwinkel der Trommel 100 gehalten wird, kann der

- 10 -

Zeitabschnitt, den die Trommel 100 benötigt, um sich um den vorgegebenen Winkel zu drehen, durch Messen der Periode oder Dauer der Impulse PHP bestimmt werden. Bekanntlich kann die Periode oder Dauer der Impulse PHP ohne weiteres -.5 durch Zählen von Impulsen gemessen werden,deren Wiederholungsperiode weitaus kürzer ist als die der Impulse PHP.

In Fig. 3 weist die Steuerschaltung 108 einen Oszillator 116 auf, welcher Taktimpulse P mit einer Wiederholungsperi ode erzeugt, die weitaus kürzer ist als die der Ausgangsimpul.se PHP des Photounterbrechers 106. Diese Taktimpulse P werden an einen Zähler 118 und an einen voreinstellbaren Zähler 120. angelegt. Der Zähler 118 wird durch einen Aus-.gangsimpuls.PHP des Photounterbrechers 106 rückgesetzt. Die Anzahl "N".von Taktimpulsen P , die durch den Zähler 118 für eine Periode der Impulse PHP ge.zählt worden ist, zeigt einen Zeitabschnitt an, welchen die Trommel 100 benötigt, um sich um den vorbestimmten Winkel zu drehen.

Es sollen "N " Taktimpulse P während einer Periode der Impulse PHP gezählt.werden, während sich die Trommel 100 mit einer Bezugs- oder Normaldrehzahl ohne irgendeine Drehzahlschwankung gedreht hat und ein Zählwert, der einer .Schwankungskomponente der Trommeldrehzahl zuzuschreiben

ist, ist :Δν" . Der Zählwert N der Taktimpulse P' wird dann ausgedrückt durch · ·

Ν.=·Ν · +AN = N (1 +^- Gl. (1)

Wenn das Vergrößerungsverhältnis mit m bezeichnet wird und.die voreingestellte Geschwindigkeit des Abbildungssystems bei einem Vergrößerungsverhältnis m = 1 mit V bezeichnet.wird, dann läßt sich die voreingestellte Geschwindigkeit V des Abbildungssystems ausdrücken durch

" "

- 11 -

■/?5·

!obwohl der Motor 100 mit einer vorbestimmten Drehzahl betrieben werden kann, kann sich das Abbildungssystem -114 mit einer Geschwindigkeit bewegen, die sich von seiner normalen Geschwindigkeit (der voreingestellten Geschwindigkeit V ) 5unterscheidet, wenn verschiedene Teile in dem Energiezuführ-

' weg Abweichungen bezüglich ihrer mechanischen Genauigkeit aufweisen. Folglich muß die Motordrehzahl geändert werden, um eine DrehzahlSchwankung auszugleichen, welche von unregelmäßigen Genauigkeitsverteilungen einzelner Teile her-

lörühren kann. Dies kann beispielsweise von einer möglichen Abweichung des tatsächlichen Durchmessers der in Fig. 5 dargestellten Rillenscheiben von einem nominellen Durchmesser oder von dem tatsächlichen Durchmesser des Drahtes 202 · von einem nominellen Durchmesser herrühren.

■ "

Abgesehen von Dimensionsunregelmäßigkeiten verschiedener Teile muß- die Drehzahl des Motors entsprechend einer Abweichung der tatsächlichen Brennweite einer Linsenanordnung in einem Abbildungssystemvon einer nominellen Brennweite ' .

^^ausgeglichen werden. Ein diesbezüglicher Ausgleich wird anhand von Fig. 10 beschrieben. In Fig. 10 sind die Trommel 100, eine Vorlagenoberfläche 224 und eine Linsenanordnung 226 dargestellt. Verschiedene nachstehend angeführte Beziehungen werden in einem Abbildungssystem mit einer ver-

^⁰schiebbaren Linsenanordnung erhalten. Eine Voraussetzung, damit ein Bild auf der Vorlagenoberfläche 224 in gewünschter Form auf der Oberfläche der Trommel 100 erzeugt werden kann, läßt sich wiedergeben durch:

3O₁₁₁

-E ⁺ Z = I Gl. (a)

wobei.mit a der Abstand zwischen der Vorlagenoberfläche ·· · 224 und der Linsenanordnung 226, mit b der Abstand zwischen der .Linsenanordnung 226 und der Trommel 100 und mit f die 35Brennweite der Linsenanordnung 226 bezeichnet ist. Wenn die Vergrößerung b/a durch k ausgedrückt wird, ist der Abstand (a + b) zwischen der Vorlagenoberfläche 224 und der Trommel

- 12 -

.':- -:■ '»' ·^:· 3H6925

] 100 gegeben durch

2
a + b = f ' Gl. (b)

Aus der Beziehung 1: ( a + b) = X : b, wird folgende Gleichung erhalten:

^{x =} ^{X G1}

Die tatsächliche Brennweite f der Linsenanordnung 226 soll sich nunmehr von der nominellen Brennweite unterscheiden. Trotz einer derartigen Abweichung kann ein Bild mit einer gewünschten Vergrößerung auf der Trommel 100 nur dann geschaffen werden, wenn die Abstände a und b entsprechend eingestellt werden. Diese Einstellung hat keine Änderung des Abstandes X in der Gl. (c) zur Folge. In der Praxis ist jedoch ein Einstellen der Abstände a und b in Übereinstimmung mit der Brennweite f der Linsenanordnung 226 schwierig. In der Praxis ist es daher allgemein üblich, den Abstand e zwischen der Linsenanordnung 226 und der . Vor lagen ober fläche 226 einzustellen., bis der Brennpunkt auf der Trommel 100 liegt. Die Einstellung desAbstandes a erfordert.eine Änderung des Abstandes X entsprechend der Blendenzahl F der Linsenanordnung 226, wie aus Gl. (c) zu ersehen ist. Oder anders ausgedrückt, die Bewegungs- oder ■ Abtastgeschwindigkeit des Abbildungssystems muß entsprechen der Abweichung der tatsächlichen Brennweite f der Linsenanordnung von einer nominellen Brennweite geändert werden, damit eine vorbestimmte Vorlagenbreite durch das Abbildungssystem abgetastet werden kann. '

Folglich-wird eine Anfangsbezugsgeschwindigkext v, welche als eine endgültige Ziel- oder Sollgeschwindigkeit in dem Abbildungssystem festgelegt sein sollte, ausgedrückt durch ·

. ^v = ^{v +} ^m = h V⁺ *^Vm ⁼ ST ^{{1 +} -vf > . ^G1· ⁽³⁾ . ' - 13 -

*-ρ

if'

wobei V die Bezugsabtastgeschwindigkeit, die durch die (fl, (2) festgelegt ist, und Δ V eine Geschwindigkeitseinstellkomponente für jedes Vergrößerungsverhältnis ist (wo-· bei m ein Bezugsvergrößerungsverhaltnis bezeichnet).

Beim Festlegen der Anfangsbezugsgeschwindigkeit ν sollte eine mögliche Schwankung in der Drehzahl der Trommel 100 berücksichtigt werden. Da der Zählwert N umgekehrt proportional der Trommeldrehzahl ist, kann die Bezugsgeschwindigkeit ν mit Hilfe der Gl.'en (1) und (3) folgendermaßen ausgedrückt werden:

1 +
V¹V

ν = -°- -^°- Gl.(4)

^No

Die Anzahl N Takti'mpulse in Gl. (4) ist in einer Operationsschaltung 122 in Fig.3 gespeichert. Der Zählwert A N wird dagegen durch die Operationsschaltung 122 als Δ N = N - N geschaffen; der Zählwert N in dem Zähler 118 wird durch eine Halteschaltung 124 gehalten, welche mit Impulsen PHP als Halte- bzw. Sperrimpulsen versorgt- wird und an die Op'erationsschaltung 122 angekoppelt.

Eine Gruppe von Schaltern 126 können entsprechend eingestellt werden, um an die Operationsschaltung 122 einen numerischen oder Zahlenwert abzugeben, welcher ein bestimmtes, Vergrößerungsverhältnis m darstellt. Ferner kann eine Gruppe von Schaltern 128 entsprechend betätigt und eingestellt werden, um an die Operationsschaltung 122 einen Geschwin- · digkeitseinstellwert A V für jedes Vergrößerungsverhältnis als eine notwendige Anfangs_einstellbedingung abgeben. Die Operationsschaltung 122 kann daher ohne weiteres die Gl.(4) durchführen, um die Anfangsbezugsgeschwindigkeit ν zu schaffen.

- 14 -

- -44 -

Die Schaltergruppe 128 zum Einstellen der Anfangsbedingung kann so ausgelegt sein, wie im einzelnen in Fig.6 dargestellt ist. Die Schaltergruppe 128 in Fig.6 besteht aus einer Vielzahl Schalteranordnungen S₁, S„.... S , die je-.5 weils einem ganz bestimmten Vergrößerungsverhältnis entsprechen. In jeder Schalteranordnung S wird ein Schalter S dazu· verwendet, um eine Ausgleichsrichtung zu bestimmen, und eine Anzahl Schalter S, werden für eine Datenbestimmung verwendet. Der Schaltergruppe 128 wird über Leitungen I₁ ein Ausgangssignal der Operationsschaltung 122 zugeführt, · welches ein Vergrößerungsverhältnis bestimmt. Die Schaltergruppe 128 ihrerseits versorgt die Operationsschaltung 122 ■über Leitungen 1- mit einem Kompensationskode.

.15 In der dargestellten Ausführungsform sollen die Schalteran-. Ordnungen S.., S_.·.. S Vergrößerungsverhältnissen m entsprechen, welche "1, 0,8 2.... bzw. 0,6 5" sind. Da jedoch das Kopiergerät die Unregelmäßigkeit in der Linsenanordnung und in den mechanischen Teilen beibehält, die ungeachtet einer' Veränderung bei dem Vergrößerungsverhältnis nicht geändert werden, reicht eine einzige Schalteranordnung aus, und es ist daher unnötig, der Schaltergruppe 128 über die Leitung I₁ Information von der Operationsschaltung 122 zuzuführen .

In Fig.3 ist eine phasenstarre Schaltung durch einen Phasenvergleicher 130, ein Filter 122, einen Schalter 134, einen Verstärker 136, den Servomotor 112 und den Kodierer 110 gebildet. Diese phasenstarre Schaltung kann dazu verwendet werden, das Abbildungssystem 114 zu.steuern, um es entsprechend einem Bezugssignal während eines Abtasthubes des Abbildungssystems mit einer konstanten .Geschwindigkeit zu bewegen. Folglich kann die Bewegungsgeschwindigkeit des Abtastsystems 114 dadurch geändert werden, daß die Wiederho-

^° lungsfreque.nz Γ der Bezugsimpulse geändert wird, welche von dem voreinstellbaren Zähler 120 als Bezugssignal S^ an den Phasenvergleicher 130 angelegt werden.

- 15 -

- · ■ ■

--4-5—

Die Bezugsimpul.se werden an den Phasenvergleicher 130 angelegt, um eine Anfangsbezugsgeschwindigkeit ν des Abbildungssystems festzulegen, welche durch Gl.(4) angegeben ist. Die Wiederholungs- bzw. Folgefrequenz f der Bezugsimpulse läßt sich ausdrücken durch:

aV V^

r Hi₁ ΛΝ. ■ ·

N
ο

wobei α eine Proportionalitätskonstante ist.

Wenn die Bezugsimpulse mit der in Gl.(5) angegebenen Folgefrequenz f erzeugt werden, indem an dem voreinstellbaren · Zähler 120 die Frequenz der Ausgangstaktimpulse P des Oszillators 116, dessen Folgefrequenz f ist, geteilt wird., läßt sich der Zählwert oder das Frequenzteilungsverhältnis'.' W an dem voreinstellbaren Zähler 120 mit den Folgefrequen zen f und f folgendermaßen in Beziehung setzen:

f_r·= ~ Gl. (6)

Aus den Gl.>en (5) und (6) ergibt sich:

Da mAv /V « 1 ist, kann die Gl. (7) auch geschrieben wer den als: " . ·

_ i_M mAV

O O O

- 16 τ

Da ΔΝ/Ν_ο << 1 ist, gilt

O O O

Der Zählwert in dem voreinstellbaren Zähler 120 soll W un-

ter der Voraussetzung sein, daß die Vergrößerung 1: 1 ist,' •die Trommel 100 soll sich, wie erwartet, mit einer Geschwindigkeit V drehen, jede Linsenanordnung soll eine Brennweite haben, die gleich einer nominellen Brennweite ist, und jedes mechanische.Teil soll eine Genauigkeit haben, welche gleich der nominellen Genauigkeit ist. Da der Wert m Gl.(8) "1" ist,.und da AN und AV_ffl "0" sind, läßt sieh der Zählwert W ausdrücken durch:

15· W₀ = ^f- Gl. (9)

Folglich läßt sich der Zählwert W ausdrücken durch:

mAv
V¹

. ° °

mW ■ m² W

= mW- + r— Δ N - ——- AV Gl. (1 0)

ο Ν Vm

Damit ein Bild ohne irgendeinen Vergrößerungsfehler unabhängig von einer Änderung der Trommeldrehzahl, einer Abweichung in der Brennweite f der Linsenanordnung oder·einer Abweichung bei der Genauigkeit der mechanischen Elemente erhalten werden kann, muß der Zählwert W (das Frequenzteilungs-. · verhältnis W ) der Bezugsimpulse an dem voreinstellbaren

^u Zähler 120, welche an den Phasenvergleicher 130 als Bezugssignale S angekoppelt werden, so geändert werden, daß

fr
ihre Folgefrequenz f ein veränderlicher Wert ist, der durch eine derartige Trommeldrehzahlschwankung oder eine Abweichung in.der Brennweite der Linsenanordnung oder der mechanischen Genauigkeit festgelegt ist.

An den voreinstellbaren Zähler 120 in Fig.3 wird ein durch

- 17 -

«4

■i>\ · ■ ■

die Gl.(10) dargestelltes Rechenergebnis von der Operationsschaltung 122 als ein voreinzustellender numerischer Wert abgegeben. Wenn in der Schaltungsanordnung der Fig.3 der voreinstellbare Zähler 120 ein Ubertragsignal (borrow signal) erzeugt, .wird er auf einen numerischen Wert voreingestellt, der durch die Gl. (10) in der Operationsschaltung 122 erzeugt worden ist. Die Berechnung entsprechend der Gl. (10) in der Operationsschaltung 120 deckt sogar die Schwankungskomponente A N der Trommeldrehzahl und die Schwankungskomponente AV der Abbildungssystemgeschwindigkeit, welche der Abweichung in der Brennweite f der Linsen¹-anordnung für jedes gewählte Vergrößerungsverhältnis m sowie der Abweichung in der mechanischen Genauigkeit verschiedener Teile oder Elemente zuzuschreiben ist. Der numerische Wert W, der sich bei der Berechnung in der Operationsschaltung 122 ergibt, kann irgendeinen Fehler haben, der solchen Schwankungskomponenten ΔΝ. und ^V zuzuschreiben ist, die ausgeglichen werden, wenn sie in dem Zähler 120

voreingestellt sind. ·

■ ·

In Fig.3 ist der voreinstellbare Zähler 120 dargestellt, . welcher einen Dekrementzähler aufweist, in welchem ein numerischer Wert von der Operationsschaltung 122 jedesmal dann voreingestellt wird, wenn der Zähler ein übertragsignal erzeugt. Es kann jedoch auc hein Zähler verwendet werden, welcher jedesmal rückgestellt wird, wenn der Zählwert mit einem voreingestellten numerischen Wert übereinstimmt. Das Wesentliche bei dem voreinstellbaren Zähler 120 ist, daß er mit einem Frequenzteilungsverhältnis arbeitet, wel-

·

ches ein numerischer Wert ist, der von der Operationsschaltung 120 zugeführt wird, und daß er eine, notwendige Folge-. frequenz f erzeugt.

Die Operationsschaltung 122 beginnt die Berechnung entsprechend einem Berechnungsstartsignal P , das von einer Folge-Steuereinrichtung 133 übfer eine Leitung 1_ zugeführt wird. Von den verschiedenen numerischen Werten, die für die lic- ·

- 18 -

* » j· ■> ■

-JL

3146325

rechnung der Gl.(10) in der Operationsschaltung 122 erforderlich sind, wird das Vergrößerungsverhältnis m der Operationsschaltung 122 von der vorstehend beschriebenen Schaltergruppe 126 aus angelegt; die Geschwindigkeitseinstel!komponente Δν für jedes Vergrößerungsverhältnis wird der Operationsschaltungi22 von der Schaltergruppe 128 aus zugeführt; der Zählwert N , welcher derBezugs- oder normalen Trommeldrehzahl entspricht, und das Frequenzteilungs- . verhältnis W bei den Bezugs- oder normalen Betriebsbedingungen sind in der. Operationsschaltung 122 gespeichert, und der Zählweft ΛΝ, der einer Schwankungskomponente der Trommeldrehzahl entspricht, wird durch die Operationsschaltung 122 über eine Berechnung (N - N ) = ^N geschaffen, wobei N ein numerischer Wert ist, der von der Halteschaltung 124 aus zugeführt wird, und N ein numerischer Wert ist,der in der. Operations schaltung 122 ■ gespeichert ist.

'". In der vorstehenden Beschreibung zeigt ein numerischer Wert, der von der Schaltergruppe 128 an. die Operationsschaltung 122 angelegt worden ist, eine Geschwindigkeitseinstellkomponente Δ V für jedes Vergrößerungsverhältnis an. Um eine leichte Berechnung in der Operationsschaltung 122 zu for-, dem, sollte die Schaltergruppe 122 so ausgelegt sein, daß der numerische Wert, der von der Schaltergruppe 128 an die Operationsschaltung 122 abgegeben wird, m²W /V · Δν in Gl. (10) entspricht.

Numerische Werte mW in Gl.(10) können vorher in der Operationsschaltung 122 gespeichert werden. Außerdem kann der numerische Wert mV /N_Q· Δ N für alle Kombinationen aller m und Δ N-Werte in den voraussichtlichen Bereichen dieser Werte berechnet und bereits vorher in der Operationsschaltung 122 gespeichert werden. Hierdurch kann die Zeit wirksam verkürzt werden, welche die Operationsschaltung 122 für eine Berechnung benötigt. In diesem Fall·sollte der Bereich von ^N zumindest einem Bereich von Dreh zahl Schwankungen entsprechen, welche bei der Trommel 100 erwartet

- 19 -

3146325

werden können. Obwohl die Daten, die in der Operationsschaltung 122 zu speichern sind, mW /N aufweisen können, die für jedes Vergrößerungsverhältnis berechnet worden sind, ist dies nicht wünschenswert, wenn hierzu eine längere-Zeit benötigt wird, als die, welche für die vorerwähnte Berechnung von mW /N · « N benötigt wird.

Die insoweit beschriebene Operationsschaltung122 führt die Berechnung der Gl.(10) entsprechend einem Berechnungsstartsignal P von der Folgesteuerschaltung 138 in einer kurzen Zeitspanne durch. Ein numerischer Wert, der ein vorgegebenes Frequenzteilungsverhältnis W (Zählwert W) anzeigt, wird von der- Operationsschaltung 122 an den voreinstellbaren Zähler 120 abgegeben.

\ ■ · .

An die Folgesteuerschaltung 138 werden'ein Operationsstartsignal S, , ein Signal S , das die Größe einer Vorläge oder

t- OS

gegebenenfalls die Größe eines Aufzeichnungsblattes anzeigt, ein Ausgangssignal P. des Photounterbrechers 218 (Fig.5), der auf die Ausgangsstellung des Abbildungssystems anspricht, ein Ausgangssignal P„ des Kodierers 110, ein Ausgangssignal S der Schaltergruppe 126, eine Impulsfolge PHP, und ein Start- oder Aufbausollsignal S, oder ein Rückführsollsignal S . , die von. der Operationsschaltung 12.2 abgegeben werden, angelegt. Entsprechend diesen Signalen steuert dann die Folgesteuerschaltung 128 sequentiell die einzelnen Elemente der Steuerschaltung 108.

In einer Anfangsstufe gibt die Folgesteuerschaltung 138 ein Steuersignal über eine Leitung 1. an einen Schalter 140 ab um ihn zu schließen, so daß das Abbildungssystem genau in seiner Ausgangsstellung festgelegt ist. Für diese Steuerung kann eine bekannte Einrichtung verwendet werden, welche das Abbildungssystem mit "Hilfe des Ausgangsstellungssignals P, festlegt, damit der Lichtunterbrecher 216 (Fig.5) in der Mitte des in der Ausgangsstellung vorgesehenen Pholounlerbrechers 218 angeordnet ist. In Fig.3 ist auch noch eine

_ 2.0 _

BAD ORIGINAi

Phasenkompensationsschaltung 14 2 vorgesehen.

Wenn die Folgesteuerschaltung 138 ein Operationsstartsignal S von außen und dann einen Impuls PHP von dem Photounterbrecher 106 erhält, gibt sie über eine Leitung I₁. ein Steuersignal an einen Schalter 146, um diesen zu schließen, und ein Steuersignal an den Schalter 140 ab, um diesen zu öffnen. Von diesem Zeitpunkt an zählt dann der Zähler 118 Taktimpulse P , die an ihn von dem Oszillator 116 aus angelegt werden.. Der Zählwert N der Taktimpulse, welcher einen Zeitabschnitt darstellt, den die Trommel 100 benötigt, um sich um einen vorbestimmten Winkel zu drehen, wird in der Halteschaltung 124 gehalten und von dieser an die Operations schaltung 122 angekoppelt. Die zeitlich richtige Steuerung, um den Zählwert" des Zählers 118 in "der Halteschal- '.

tung 124 ist frei wählbar, außer für einen ganz bestimmten . Zeitabschnitt, in welchem die Operationsschaltung 122 eine Berechnung durchführt. Das heißt, während einer Operation der Schaltung 122 müssen Halteimpulse durchgelassen werden, um zu verhindern, daß ein Ausgang an der Halteschaltung 124 schwankt.

Bei Schließen des Schalters 146 wird ein Startsignal S ., das von einer Start-oder Aufbauschaltung 148 abgegeben worden ist, über den Schalter 146 zu dem Verstärker 136 durch-? gelassen, um den Servomotor zu erregen bzw. anzuschalten. Ein Beispiel für eine derartige Anordnung der Start- oder Aufbauschaltung 148 ist in Fig.7 dargestellt.

In Fig.7 weist die Startschaltung 148 einen Digital-Analog-Umsetzer 150, ein Subtrahierglied 152,. einen Frequenz-Spannungsumsetzer 154 und eine Phasenkompensationsschaltung 156 auf. Der D/A-Umsetzer 150 verarbeitet ein eingegebenes Aufbauzielsignal S, in eine analoge Sollgeschwindigkeits-Bezugsspannung V ~~ und legt diese Spannung an das Subtrahierglied 152 an. Der Frequenz-Spannungsumsetzer 154 legt an das Subtrahierglied 152 eine Spannung V,-, an, die durch die

_ 21 _

• e · ·

" Λ _7> ■

Frequenz-Spannungsumsetzung eines Ausgangssignals P„ des Dekodierers 110 erzeugt worden ist. Dann erzeugt das Subtrahierglied 152 ein Signal, das eine Differenz zwischen den beiden Spannungen V _ff und V_f, darstellt. Die Phasenkompensationsschaltung 126 unterzieht das Ausgangssignal des Subtrahierglieds 152 einer notwendigen Phasenkompensation, um ein Startsignal S . aufzubereiten, welches ein Ausgangssignal der Startschaltung 148 ist. Das Aufbauzielsignal S, , das an den D/A-ümsetzer angelegt wird, wird durch die Operationsschaltung 122 aufbereitet und über die Folgesteuerschaltung 138 der Startschaltung 148 zugeführt. Die Phasenkompensationsschaltung 156 in der Startschaltung ist beispielsweise als Phasenschiebe- oder als Phasenverzögerungsschaltung ausgelegt und entsprechend bemessen, um zu verhindern, daß das Abbildungssystem beim Betriebsstart darüberhinausschießt.

Durch die Startschaltung 148 wird die Bewegungsgeschwindigkeit des Abbildungssystems gleichmäßig bis auf eine angenäherte Sollgeschwindigkeit erhöht. Die Sollgeschwindigkeit in der Startschaltung 148 kann (1) unter der Annahme, daß die Trommel 100 sich mit einer Bezugs- oder normalen Drehzahl dreht oder (2) unter der Annahme voreingestellt werden, daß ein Ausgleich für eine Trommeldrehzahlschwankung und eine Geschwindigkeitsschwankung durchgeführt wird, was auf Abweichungen in der Brennweite der Linsenanordnung und bei der mechanischen Präzision zurückzuführen ist.

Eine Sollgeschwindigkeit in einer Aufbaustufe kann sehr stark von einer endgültigen Sollgeschwindigkeit abgewichen sein, die für das Abbildungssystem vorbestimmt ist, d.h. von einer Sollgeschwindigkeit, bei welcher die Schwankungen in der Geschwindigkeit ausgeglichen werden. Unter dieser Voraussetzung würde die Sollgeschwindigkeit, welche unter Annahme (1) festgelegt worden ist, ein Übergang von einem Aufbaubetrieb zu einem konstanten Geschwindigkeitsbetrieb sein, was nicht gleichmäßig erfolgt und eine längere Zo.il

- 22 -

Ergänzungsblatt zur Offenlegungsschrift 3I 46 Offenlegungstag: i6.q6.82

Int.Cl.3: GO3G I3/04

dauert, bis die endgültige Sollgeschwindigkeit erreicht ist. Mit anderen Worten, die Start- oder Aufbauzeit des Abbildungssystems würde verlängert werden.

In Fig.8 ist eine Kurve dargestellt, welche als Beispiel eine Änderung in der Bewegungsgeschwindigkeit des Abbildungssystems zeigt, zu der es kommt, wenn die Sollgeschwindigkeit von einem Anlauf- oder Aufbaubetrieb bis zu einem "Betrieb mit konstanter Geschwindigkeit unterschiedlich ist. Aus den vorstehenden Ausführungen ist zu ersehen, daß eine Anlauf- oder Startsollgeschwindigkeit unter der Annahme (2) einen vorteilhaften Start oder Anlauf des durch die Startschaltung 148 gesteuerten Abbildungssystems fördern würde. Wenn die Sollgeschwindigkeit unter der Annahme (2) eingestellt wird, ist es nur notwendig, eine Gleichung

V_n m4V

^{2 2}

aus der Gl.(4) zu erhalten, in der Operationsschaltung 122 ein Aufbausoll- oder Zielsignal S, aufzubereiten, was sich durch multiplizieren der Gl.(11) mit einer Konstanten ß ergibt, nämlich

V_n mZ>V _Atj

^Sdr ^{= ßv= ß}5T ^{(1 +} V² "ST > Gl. (12)

00

und das Aufbauzielsignal S, an die Startschaltung 148 abzugeben .

Aus der vorstehenden Beschreibung ist zu entnehmen, daß das Ziel- oder Sollsignal S, ohne weiteres durch Gl.(12) in der Operationsschaltung 122 erhalten werden kann. Folglich erübrigt sich diesbezüglich eine ins einzelne gehende Beschreibung.

Solange sich das Abbildungssystem in der Aufbau- oder Start phase befindet, wird an die Operationsschaltung 122 über die Leitung 1_ von der Folgesteuerschaltung 138 ein Berech-

- 23 -

nungsstartsignal P angelegt. Die Operationsschaltung beginnt dann die vorstehend beschriebene Berechnung, und in einer vorbestimmten Zeit beendet sie die Berechnung und gibt das Berechnungsergebnis an den voreinstellbaren Zähler 120 ab. Der voreinstellbare Zähler 120 teilt die Frequenz der Eingangstaktimpulse P auf die beschriebene Weise in einem bestimmten Verhältnis. Das Ausgangssignal S_f des •Zählers 120 mit einer vorgegebenen Folgefrequenz f wird an den Phasenvergleicher 130 angelegt.

. .

Die Folgesteuerschaltung 138 steuert das Abbildungssystem, um es mit einer Sollgeschwindigkeit nach einem von zwei unterschiedlichen Verfahren zu bewegen, nämlich einem phasenstarren Verfahren, bei welchem der Schalter 146 über die

!5 Leitung I₅ durch einen Steuerausgang der Folgesteuerschal-, tung 138 geöffnet wird, während der Schalter 134 über eine Leitung l_fi geschlossen wird, oder durch ein kombiniertes ■ phasenstarres und Geschwindigkeitssteuerverfahren bei welchem der Schalter 134 geschlossen wird, während der Schal-

^O ter 146 geschlossen gehalten wird. Zum Steuern des Abbildungssystems kann eines der beiden vorstehend angeführten Verfahren ausgewählt werden. Das kombinierte phasenstarre und Geschwindigkeitssteuerverfahren ist gegenüber dem phasenstarren Verfahren vorteilhaft, da eine stabile Betriebsweise des Abbildungssystems gefördert wird. Bei dem phasenstarren Verfahren wird durch die phasenstarre Schaltung die aus dem Phasenvergleicher 130, dem Filter 132, dem Schalter 134, dem Verstärker 136, dem Servomotor 112 und dem Kodierer 114 gebildet ist, die Frequenz eines Äusgangs-

signals P „ des Kodierers 110 in Übereinstimmung mit der Frequenz des Bezugssignals S_f gebracht, welches von dem voreinstellbaren Zähler.120 an den Phasenvergleicher 130 angekoppelt wird. Folglich kann das Abbildungssystem 114 mit einer Sollgeschwindigkeit bewegt werden.

Bei dem kombinierten phasenstarren und Geschwindigkeitssteuerverfahren wird zusätzlich zu der mittels der phasen-

- 24 -

starren Schaltung durchgeführten Steuerung eine Geschwindig keitssteuerung durch eine Schaltung durchgeführt, die durch den Dekodierer 110, die Startschaltung 148, den Verstärker 136 und den Servomotor 112 gebildet ist. Bei diesem Verfahren ist ein Addierer 158 zwischen' den Schalter 134 und den Verstärker 136 geschaltet, wie in Fig.3 strichpunktiert dargestellt ist, um ihn so über die Schalter 134 und 156 mit Signalen zu versorgen. Durch dieses Steuerverfahren ist die Betriebsstabilität des Systems mit einer konstanten Geschwindigkeit verbessert, da an die phasenstarre Schaltung ein Ausgangssignal S . der Startschaltung 148 angelegt wird, welches, einen Signalanteil enthält, das durch die Frequenz-Spannungsumsetzung eines Ausgangs P-, des Kodierers geschaffen worden ist, welches proportional zu einer Geschwindigkeit ist; bei der phasenstarren Schaltung wird somit scheinbar eine Geschwindigkeit rückgekoppelt.

Solange sich das Abbildungssystem bei dem phasenstarren Steuerverfahren oder bei dem kombinierten Verfahren mit einer konstanten Geschwindigkeit bewegt, zählt die Folge- ■ Steuereinrichtung 138 Ausgangsimpulse P„ des Kodierers 110. Wenn' der Zählwert an dem Kodierer 1.10 mit einem Signal . · S übereinstimmt, das eine Vorlagengröße anzeigt, öffnet die Folgesteuerschaltung, die festlegt, daß sine Abtastung

.25 beendet ist, den Schalter 134 über die Leitung 1, fest, . wenn der phasenstarre Steuerbetrieb angewendet wird, während, wenn das kombinierte Verfahren angewendet wird, sie den Schalter 134 über die Leitung l_g und den Schalter 146 .über die Leitung I₁- öffnet. Außerdem schließt bei jedem Verfahren die Folgesteuerschaltung 138 einen Schalter 160, an den ein Steuersignal über eine Leitung I₇ angelegt wird. Wenn dann der Schalter 160 geschlossen ist, kehrt das Abbildungssystem in seine Ausgangsstellung zurück, indem es durch eine.Rückführschaltung 162 betätigt wird.

Die Rückführschaltung 162 kann genauso ausgelegt sein, wie die in Fig.7 dargestellte Startschaltung 148. Wenn die

- 25 -

Schaltung der Fig.7 als Rückführschaltüng 162 verwendet wird, wird ein Rückführsoll- oder Zielsignal S , das von der Folgesteuerschaltung 138 an die Rückführschaltung 162 angelegt wird," mit einer solchen Charakteristik, daß die Sollgeschwindigkeits-Bezugsspannung V _ff allmählich erniedrigt wird, wenn sich das Abbildungssystem der Ausgangsstellung nähert. Hierbei braucht nicht erwähnt zu werden, daß die Polarität des Ausgangs der Rückführschaltung derjenigen der Startschaltung 148 entgegengesetzt ist, und folglich dies.beim Auslegen der Rückführschaltung 162 zu beachten ist.

Wenn der Rückführhub des Abbildungssystems 114 weitergeht, bis er sich der Ausgangsstellung nähert, wird der Schalter 160 geöffnet und der Schalter 140 geschlossen, um einen' Stoppbetrieb zu schaffen. Das Abbildungs system wird"dann so gesteuert, daß es in einer bestimmten Stellung stoppt, in welcher der Lichtunterbrecher 216 (Fig.5) in der Mitte' des Photounterbrechers 218 (Fig.5) angeordnet wird.

. · "

Auf diese Weise ist dann ein Steuerzyklus der Ansteuereinrichtung durchgeführt'. Die Operationsschaltung 122, die Folgesteuerschaltung 138 und die übrigen verschiedenen Funktionen sind ohne weiteres mit einem einzigen Mikrocomputer (der einen Randomspeicher, einen Festwertspeicher und eine E/A-Einheit aufweist) durchführbar. In der vorstehenden Beschreibung ist eine Schwankung in der Trommeldrehzahl beschrieben .worden, welche durch Messen einer Schwankung bei einer Umdrehung der Trommel unmittelbar vor einem Start

"^ des Abbildungssystems geschätzt bzw. überschlagen wird. Die Bewertung oder Schätzung kann auch dadurch erfolgen, daß der Zeitabschnitt bei mehreren Umdrehungen der Trommel, vor einem Start des Abbildungssystems gemessen wird.

In Fig.9 ist eine Kurve wiedergegeben, in. welcher ein mögliches Verfahren zur Bewertung oder Schätzung einer Trommelumlaufzeit während eines Abtasthubs des Abbildungssy-

.26

■St-

_^?-fv ILn-

3146-9

stems dargestellt ist. Bei diesem.Verfahren wird die Trommelumlaufzeit über zwei aufeinanderfolgende Umdrehungen gemessen, unmittelbar bevor das Abbildungssystem einen Abtasthub beginnt. Wie bereits anhand der Fig.4a bis 4c beschrieben ist, werden ein Photounterbrecher und ein Lichtunterbrecher als Teil der Einrichtung zum Messen einer Trommelumlaufzeit verwendet. Bei der in Fig.4b dargestellten Anordnung wird die Zeit gemessen, welcher der Lichtunterbrecher 104 benötigt, um sich an dem Photounterbrecher 106 vorbei zu bewegen. Bei der in Fig.4c dargestellten An-• Ordnung wird ein Zeitabschnitt gemessen, während welchem sich der Lichtunterbrecher 104 von dem einen zu dem anderen der beiden Photounterbrecher 106.. und 106₂ bewegt.

Ein anderer Faktor, der die Bewegungsgeschwindigkeit des Abbildungssystems beeinflußt, beruht darauf, daß sich die Abmessungen der Teile des Hin- und Herbewegungsmechanismus der dem Abbildungssystem zugeordnet ist, entweder im Laufe • der Zeit oder bei einer Änderung der Umgebungsbedingungen, wie beispielsweise der Temperatur ändern. Beispielsweise hat in einem Abbildungssystem, bei welchem der in Fig.5 dargestellte Mechanismus verwendet ist, eine Änderung in den Durchmessern der Rillenscheiben oder des Drahtes im Laufe der Zeit oder infolge einer Temperaturänderung u.a.

natürlich eine Änderung in der Bewegungsgeschwindigkeit des Abbildungssystems zur Folge, obwohl die Drehzahl des Servomotors 112 konstant bleiben kann.

Anhand von Fig.5 wird ein Beispiel einer Einrichtung be-.30 schrieben, mit welcher eine Schwankung in der Geschwindigkeit des Abbildungssystems ausgeglichen werden kann, die auf einen solchen Umstand zurückzuführen ist. In Fig.5 ist der Zeitabschnitt, den der Lichtunterbrecher 216.benötigt, um die Strecke von dem einen zu dem anderen der in Abstand ³^ voneinander angeordneten Photounterbrecher 218 und 220 zu-.rückzulegen, umgekehrt proportional zu der Geschwindigkeit des Abbildungssystems. Dieser Zeitabschnitt für die Bewegung

_ 27 _

über die Strecke zwischen den beiden Photounterbrechern kann dadurch gemessen werden, daß Ausgangsimpulse P... des Kodierers 110 gezählt werden, welcher durch den Servomotor-112 angetrieben wird. Nach dem Einbau des Abbildungssystems in das Gerät.soll der Abstand zwischen den Photounterbrechern 218 und. 220 so eingestellt sein, daß "J " Ausgangs impulse P-_h des Kodierers 110 während eines Durchgangs des Lichtunterbrechers 216 zwischen den Photounterbrechern 218 und 220 gezählt werden, solange die Geschwindigkeit des Ab-' bildungssystems auf einer Bezugsgeschwindigkeit gehalten ist. Wenn die Durchmesser der Rillenscheiben oder der Durch messer des Drahtes sich mit der Zeit oder infolge einer Tem peraturänderung ändern, was dann wiederum zu einer Änderung des Zählwertes der Impulse P_, von "J " auf "J" führt, kann die Anzahl der Impulse J ausgedrückt werden durch:

J=J+ AJ = Jd +T^ ) Gl. (13).

wobei Δ J die Schwankungskomponente der Impulsanzahl bezeichnet ist.

Da der Servomotor 112 durch den Ausgang P„ des Kodierers 110 gesteuert wird, welcher durch den Servomotor 112 angetrieben wird, muß zusätzlich eine Schwankung in der Bewe-. gungsgeschwindigkeit des Abbildungssystems ausgeglichen werden, welche auf die Schwankung Δ J in der Impulsanzahl zurückzuführen ist. Ohne diesen Ausgleich läßt sich die Äbtast- oder Bewegungsgeschwindigkeit v., wie nachstehend angeführt, ausdrücken, wenn eine DrehzahlSchwankung an der

Trommel und eine Unregelmäßigkeit bei der Brennweite der Linsenanordnung und bezüglich der mechanischen Genauigkeit null sind, wobei das Vergrößerungsverhältnis m = 1 ist:

v. = —ρ- Gl. (14)

3 ψ

3 (1 + ψ-)

Folglich braucht nur die Bezugsgeschwindigkeit mit (1+Aj/J )

_ 28 -

JA.

multipliziert zu werden und die Gl.(4) kann folgendermaßen umgeschrieben werden:

(1 + . )(1 ⁺ ^
V · ^Vo ^Jo

^No

Gl.(15)

Wenn' Δ J/J << 1 ist, gilt:

ν _ _° (ν+ —J5 + _jZ - _Μ ) Gl. (1 6)

O O O . .

mW m² W mW ■

_o_4n - —o. ₄v_m -^AJ ■ .Gl. (17) ο ο ο

^Ein Berechnungsverfahren in der Operationsschaltung 122 entsprechend der Gl.(17) erfolgt analog zu der Berechnung entsprechend der Gl.(10)/ und braucht weder nachstehend beschrieben noch in Fig.3 dargestellt zu werden.

Die Anzahl der Impulse J kann während eines Rückkehrhubs .oder eines Vorwärtshubs des Abbildungssystems vor einem Kopierzyklus gemessen werden. Das Ergebnis der Messung kann in einem energieunabhängigen Speicher gespeichert werden, ■ so daß der Ausgleich ohne irgendeine Störung sogar bei der ersten Abtastung nach dem Einschalten des Netzschalters durchgeführt werden kann. Durch die Erfindung ist somit ein Ansteuerverfahren und eine Ansteuereinrichtung für ein Abbildungssystem geschaffen, bei welchem die Nachteile der herkömmlichen Einrichtungen beseitigt sind. ■ ' · ■

Gemäß der Erfindung wird ein sich hin- und herbewegendes Abbildungssystem durch eine erste Antriebsquelle angetrie-

- 29 -

ben, und eine drehbare, photoleitfähige Trommel wird durch eine zweite AntriebsquelIe angetrieben. Die Zeit, welche die Trommel benötigt, um sich über einen vorgegebenen Winkel zu drehen, wird gemessen. Die gemessene Zeit wird dann mit einer vorbestimmten Bezugszeit verglichen, um dadurch eine Schwankung in der Umlaufzeit der Trommel entsprechend, dem Vergleichsergebnis zu bewerten bzw. zu überschlagen. Eine Start- oder Aufbausollgcschwindlcjkeit während einer Abtastbewegung des Abbildungssystems und eine konstante Sollgeschwindigkeit während einer konstanten Abtastbewegung werden entsprechend der bewerteten oder überschlagenen Schwankung einzeln voreingestellt oder bestimmt.

Das Abbildungssystem weist eine optische Linsenanordnung mit einer vorgegebenen Brennweite auf. Die beiden Antriebsquellen bilden einen Antriebsmechanismus. Die voreingestellte Aufbausollgeschwindigkeit und/oder die voreingestellte konstante Sollgeschwindigkeit werden entsprechend einer Abweichung der Brennweite der Linsenanordnung von einer nominellen Brennweite und einer Abweichung bezüglich der mechanischen Genauigkeit des Antriebsmechanismus von einer nominellen mechanischen Genauigkeit ausgeglichen. Ferner wird die Geschwindigkeit des Abbildungssystems während einer konstanten Abtastbewegung festgestellt. Die voreingestellte konstante Sollgeschwindigkeit wird dann entsprechend der festgestellten Geschwindigkeit des Abbildungssystems ausgeglichen.

Ende der Beschreibung
.

Claims

Vll/XX/ha Telegramme: «•(089)988272 BERGSTAPFPATENT München 988273 TFlJEX 988274 - 0324MiU BCKCi d 98:1310

Patentansprüche

j 1 ../ Verfahren zum Ansteuern eines beweglichen Abbildungssy-"stems, welches durch eine erste Antriebsquelle synchron mit einem beweglichen, photoleitfähigen Teil angetrieben wird, das seinerseits durch eine zweite Antriebsquelle angetrieben

wird, dadurch gekenn ze ichnet, daß · . \

i\ (a) die Zeit gemessen wird, die das photole'itfähige Teil be- _Jl· ■ nötigt, um eine vorgegebene Strecke zurückzulegen;

(b) die gemessene Zeit mit einer vorbestimmten Bezugszeit verglichen wird, um dadurch eine Schwankungskomponente in der Bewegungszeit des photoleitfähigen Teils entsprechend dem Vergleichsergebnis zu bewerten;

(c) eine Aufbausollgeschwindigkeit und eine konstante Sollgeschwindigkeit während einer Aufbauabtastbewegung bzw.

— 2 —

Bankkonten: Hypo-Bank München 44101.22850 (BLZ 70020011) Swifi Code: HYPO Pl-.MM . Hnvn Vrictnslnuik MUm-licn 4SIIOO(IlI'/ 7IKI7IW 701 ' I¹IiBlMhCCk Mlimllrli (,SMINI)B(IIl / /IKIl(M)KIt)

während einer konstanten Abtastbewegung des Abbildungssystems entsprechend der bewerteten Schwankungskomponente voreingestellt oder festgelegt werden, und (d) das Abbildungssystem mit der.voreingestellten Aufbau- und der konstanten Sollgeschwindigkeit während der Aufbaub.zw. während der konstanten Abtastbewegung, bewegt wird, wodurch dann das Abbildungssystem synchron mit dem photoleit-• fähigen Teil bewegt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1 , bei welchem das Abbildungssystem eine optische Linsenanordnung mit einer vorgegebenen Brennweite aufweist, und die beiden Antriebsquellen einen .· Antriebsmechanismus bilden, dadurch gekennzeich-.n e t,'daß nach dem Schritt (c)

(e) die voreingestellte Aufbausollgeschwindigkeit entsprechend einer Abweichung der Brennweite der Linsenaiiordnung von einer nominellen Brennweite und entsprechend einer Abweichung in der mechanischen Genauigkeit des Antriebsmechanismus von einer nominellen mechanischen Genauigkeit ausge- glichen wird.

.]. Voriahron nach Anspruch 1, dadurch g ο k .e .η η zeichnet, daß das Abbildungssystem eine optische Linsenanordnung, mit einer vorgegebenen Brennweite aufweist, _Und daß die beiden Antriebsquellen einen Antriebsmechanismus bilden, dadurch· gekennz e lehnet, daß nach • dem Schritt (c)

(f.) die voreingestellte konstante Sollgeschwindigkeit entsprechend einer Abweichung der Brennweite der Linsenanord-

nung von einer nominellen Brennweite und entsprechend einer Abweichung der mechanischen Genauigkeit des Antriebsmechanismus, von einer nominellen mechanischen Genauigkeit ausgeglichen wird.

*" * 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Schritt (c)

(g) die Geschwindigkeit des Abbildungssystems während einer

• - 3 -

konstanten Äbtastbewegung festgestellt wird, und -

(h) die voreingestellte konstante Sollgeschwindigkeit entsprechend der festgestellten Geschwindigkeit des Abbildungssystems ausgeglichen wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das photoleitfähige Teil eine drehbare Trommel eines elektrostatischen Kopiergeräts aufweist, auf welchem ein elektrostatisches Bild einerVorlage durch das Abbildungssystem erzeugt wird.

6. Einrichtung zum Ansteuern eines beweglichen bzw.' hin-,

. und herbewegbaren Abbildungssystems synchron- mit einem beweglichen photoleitfähigen Teil in einem elektrostatischen ¹^ Kopiergerät, gekennzeichnet durcheine erste Antriebseinrichtung zum Antreiben des Abbildungssystems; ·

durch eine zweite Antriebseinrichtung zum.Antreiben der photoleitf ähigen Trommel; durch eine Meßeinrichtung zum ·

Messen einer Zeitspanne, welche das photoleitfähige Teil benötigt, um eine vorgegebene Strecke zurückzulegen, eine Vergleichseinrichtung zum Vergleichen des Zeitabschnitts mit einem vorbestimmten Bezugszeitabschnitt, um dadurch eine Schwankungskomponente in dem Bewegungszeitäbschnitt des photoleitfähigen Teils entsprechend einem Vergleichsergebnis zu bewerten, und

eine Voreinstelleinrichtung zum Festlegen einer Aufbausollgeschwindigkeit und einer konstanten Sollgeschwindigkeit während einer Aufbauabtastbewegung bzw. einer konstanten

' ·

Abtastbewegung des Abbildungssystems entsprechend der be-' werteten Schwankungskomponente,

wobei das Abbildungssystem mit der voreingestellten Aufbau- und der konstanten Sollgeschwindigkeit während einer Auf-.

bau- bzw. einer konstanten Abtastbewegung bewegt wird, so 35

daß das Abbildungssystem synchron mit dem photoleitfähigen Teil bewegt wird.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Abbildungssystem eine optische Linsenanordnung mit einer vorgegebenen Brennweite aufweist, daß die beiden Antriebsquellen einen Antriebsmechanismus bilden, und daß ferner eine erste Ausgleichseinrichtung zum Ausgleichen der voreingestellten Aufbausollgeschwindigkeit entsprechend einer Abweichung der Brennweite von einer nominellen Brennweite der Linsenanordnung und entsprechend einer· Abweichung in der mechanischen Genauigkeit des An- IQ triebsmechanismus von einer nominellen mechanischen Genau- · igkeit vorgesehen ist.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, gekenn ze ichnet durch eine zweite Ausgleichseinrichtung zum Ausgleichen der voreingestellten konstanten Sollgeschwindigkeit entsprechend der Abweichung der Brennweite der Linsenanordnung und der Abweichung in der mechanischen Genauigkeit des Antriebsmechanismus.

9- Einrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine Fühleinrichtung, um eine Geschwindigkeit des Abbildungssystems während einer konstanten Abtastbewegung festzustellen, und durch eine dritte Ausgleichseinrichtung zum Ausgleichen der voreingestellten konstanten Sollgeschwindigkeit entsprechend der festgestellten Geschwindigkeit des Abbildungssystems.