DE3203851C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Aufzeichnungsgerät zum punktwei­ sen Erzeugen von Bildern auf einem lichtempfindli­ chen Material der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art.

Ein derartiges Aufzeichnungsgerät ist aus der DE-AS 24 21 857 bekannt. Dieses bekannte Aufzeichnungsgerät ist als La­ serdrucker ausgebildet, der nach dem xerografischen Druck­ verfahren arbeitet. Die Vielzahl der unterschiedlichen Fil­ ter werden zum Anpassen an unterschiedliche Druckgeschwin­ digkeiten sowie zum Anpassen an zwei unterschiedliche Be­ triebsarten verwendet und sind in radialem Abstand von der Achse einer Drehscheibe angeordnet sowie nacheinander in den optischen Weg des Laserstrahlers schwenkbar. Nachteilig an diesem bekannten Aufzeichnungsgerät ist es, daß fehlerhaft in die Arbeitsstellung geschwenkte Filter unvermeidlich zu Fehlfunktionen des Geräts führen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Aufzeichnungs­ gerät der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem Fehl­ funktionen aufgrund fehlerhaft gesteuerter Filter vermieden werden.

Gelöst wird diese Aufgabe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Erfindungsgemäß wird demnach die Identität der markierten Filter in ihrer Arbeitsstellung überprüft und der Arbeitsab­ lauf des Aufzeichnungsgeräts bei Vorliegen eines nicht wunschgemäßen Filters unterbrochen, so daß eine Fehlfunktion des Arbeitsgeräts aufgrund fehlerhafter Filtersteuerung ver­ mieden wird.

Nachfolgend soll die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert werden; in dieser zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines als Trommel­ plotter ausgebildeten erfindungs­ gemäßen Aufzeichnungsgeräts;

Fig. 2 eine teilweise Vorderansicht des Trommelplotters im Bereich des Aufzeichnungskopfes;

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines Filterschiebers mit markierten Filterträgern und einem die Markierungen erfühlenden Detektors;

Fig. 4 eine Draufsicht auf einen Filterträger;

Fig. 5 eine Draufsicht auf einen weiteren Filterträger;

Fig. 6 bis 8 die Steuerung des erfindungsgemäßen Aufzeichnungsgeräts veranschaulichende Steuerdiagramme.

Fig. 1 veranschaulicht einen allgemeinen mit 10 bezeichneten erfindungsgemäß ausgestalteten Trommelplotter mit einem Aufzeichnungskopf 12 zum Er­ zeugen graphischer Bilder auf einem Werkstück, wie beispielsweise einer Folie, die auf einer Trommel 14 angebracht ist. Der Aufzeichnungskopf 12 umfaßt eine Lichtquelle, die ein Lichtbündel nach unten auf die Trommel 14 und die Auf­ zeichnungsfolie wirft, die als lichtempfindlicher Film F ausgebildet ist. Während des Betriebes ist der Plotter 10 in einem schwach beleuchteten Raum positioniert, und das Lichtbündel aus dem Aufzeichnungskopf 12 wird auf einen Punkt auf dem Film geworfen. Der Film ist flach an der Trommel 14 befestigt, und der Kopf 12 und die Trommel werden relativ zueinander so bewegt, daß der Lichtfleck verschiedene Plätze auf dem Film belichtet. Der Aufzeichnungs­ kopf 12 kann die interne Lichtquelle an- und ausblitzen, so daß das vom Fleck auf dem Film belichtete graphische Bild einzeln oder wiederholt erzeugt wird, oder der Fleck kann fortlaufend belichtet werden, während die Relativbewegung stattfindet. Ein mit dem Plotter 10 verbundener Steuercomputer 16 wird von einem Programm betätigt, das die Art der Erregung des Bündels und die Relativbewegung des Aufzeichnungskopfes und des Films zum Belichten des Films auf eine vorbestimmte, den ge­ wünschten graphischen Bildern entsprechende Weise festlegt. So kann z. B. der Film zum Erzeugen von mechanischen Zeichnungen, von Landkarten, von elektrischen Diagrammen, von Drucksachen und von einer Vielzahl anderer Produkte verwendet werden.

Während die Erfindung mit Bezug auf einen Trommelplotter beschrieben ist, versteht es sich von selbst, daß die Erfindung auch bei Flachbett- und anderen Arten von Photoplottern Verwendung finden kann.

Die mit dem Film versehene Aufzeichnungstrommel 14 wird zur Drehung um die Trommel-Mittelachse in einem Rahmen 20 gehalten. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist die Trommel 14 mittels eines Lagers 24 an einer mit dem Rahmen 20 verbundenen Welle 22 endseitig am Rahmen 20 gelagert. Die zylindrische Oberfläche der Trommel ist mit einer Vielzahl an ein Vakuum angeschlossener feiner Öffnungen versehen, die über denjenigen Bereich verteilt sind, auf dem der Film angebracht ist, um den Film durch Saugwirkung auf der Trommel zu fixieren. Zu diesem Zweck ist die sich im Inneren der Trommel erstreckende Welle 22 hohl und am einen Ende in Fig. 1 über einen Vakuumschlauch 26 mit einer Vakuumpumpe 28 verbunden.

Wie aus Fig. 2 hervorgeht, ist zum Drehantrieb der Trommel 14 ein Antriebsmotor 30 vorgesehen, an dem eine Übersetzung 32 drehbar angeschlossen ist, die ein Zahnritzel 34 umfaßt, welches in ein Ringzahnrad 36 eingreift, das an dem dargestellten Ende der Trommel befestigt ist. Der Antriebsmotor 30 empfängt Kommando­ signale aus dem Computer 16 in Fig. 1 und dreht die Trommel und den auf der zylindrischen Trommeloberfläche angebrachten Film F relativ zum Aufzeichnungskopf 12, der oberhalb der Trommel gelagert ist.

Der Aufzeichnungskopf 12 ist auf einer Schiene 40 gelagert, die mit dem Rahmen oberhalb der Aufzeichnungstrommel 14 verbunden ist. Geeignete, am Kopf 12 befestigte Lager greifen in die Schiene 40 ein, so daß der Kopf entlang der Schiene in einem vorbestimmten Abstand über der zylindrischen Oberfläche der Trommel genau geführt wird.

Ein weiterer Motor 42 ist am Rahmen 20 an einem Ende der Trommel angebracht und treibt den Aufzeichnungskopf 12 mittels eines Zahn­ riemens 44 an, der um eine Antriebsscheibe 46 gelegt ist, die mit der Motorwelle verbunden ist. Am gegenüberliegenden Ende der Lagerschiene ist der Zahnriemen 44 um eine Leerlauf­ scheibe 48 geführt. Dem Antriebsmotor 42 werden Positionierungskommandosignale zuge­ führt, um den Aufzeichnungskopf 12 auf dem Schienenträger an verschiedenen Stellen oberhalb der Trommel 14 und des lichtempfindlichen Films F genau zu positionieren.

Durch die Längsverschiebung des Aufzeichnungskopfes 12 auf der Lagerschiene sowie durch die Drehung der Trommel 14, die Antriebsmotoren 30 bzw. 42, gesteuert durch die Positionierungskommandosignale des Computers 16, läßt sich der Kopf 12 an jeden Punkt auf dem Film bewegen. Auf diese Weise belichtet der vom Kopf erzeugte Lichtfleck photo­ graphisch den lichtempfindlichen Film F mit einer programmierten graphischen Information, und der Film erzeugt, wenn er als Positiv oder Negativ entwickelt ist, ein visuelles Bild der Information. Zum Zwecke einer vollständigeren Beschreibung eines Trommelplotters dieser Art und einer Positionierungssteuerung für den Plotter sei auf die US-PS 39 84 747 verwiesen.

Wie aus Fig. 2 hervorgeht, schließt der Aufzeichnungs­ kopf 12 eine Lichtquelle 50 ein, die typischerweise eine Xenon-Blitzlampe ist. Licht aus der Quelle wird als Bündel auf die zylindrische Oberfläche der Trommel und den lichtempfind­ lichen Film F gerichtet. Die Lichtbündelung erfolgt durch ein optisches System, das eine Sammellinse 54, einen Filterschieber 56 und eine Projektions- oder Objektivlinse 58 einschließt. Die Sammellinse 54, die ein Verbundlinsen­ system sein kann, konzentriert das Licht aus der Quelle auf einen speziellen Flächenbereich des Filterschiebers 56 in einem nicht fokussierten Zustand. Der aus­ führlicher in Fig. 3 gezeigte Filterschieber 56 umfaßt eine Vielzahl von Filterträgern 95-101, die in einer geradlinigen Anordnung auf der Platte ange­ ordnet sind. Die Filterträger 95-101 bestimmen die Größe und die Form des von dem Lichtbündel auf den lichtempfindlichen Film F projizierten Bildes.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung liegt der Filterschieber 56 im Aufzeichnungs­ kopf 12 auf einem Lagerungssockel 80 mechanisch auf. Der den Schieber 56 halternde Mechanismus gestattet es dem Schieber, sich relativ zum Lagerungssockel 80 in einer parallel zur geradlinigen Reihe von Filterträgern 95-101 verlaufenden Richtung zu verschieben und einen ausge­ wählten Filterträger in Übereinstimmung mit dem auf den Film F projizierten Lichtbündel zu bewegen. Wegen einer voll­ ständigeren Beschreibung der Filterschieber-Halterung bei diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung sei auf die US-PS 42 09 239 verwiesen. Eine Bewegung des Aufzeichnungskopfes 12 entlang der Schiene 40 erlaubt einem Ende des Filterschiebers 56, an einen solenoid­ betätigten Anschlagsstift 31 oder 33 an den Enden der Schiene anzugreifen. Wenn der Aufzeichnungskopf 12 sich weiter um einen vorbestimmten Betrag auf den angegriffenen Anschlagsstift zu bewegt, verschiebt sich der Filterschieber 56 relativ zum Rest des Aufzeichnungskopfes 12, so daß ein anderer Filterträger 95-101 in Übereinstimmung mit dem Lichtbündel positioniert wird und die Bündeleigen­ schaften verändert.

Wie in Fig. 3 gezeigt, weist der langgestreckte Filter­ schieber 56 eine Reihe von Öffnungen 74, 74 auf, die durch das dargestellte Ende des Schiebers 56 gehen. Auf dem Schieber 56 und quer über die großen Öffnungen 74, 74 sind die Filterträger 95-101 angebracht.

Jeder Filterträger schließt ein langgestrecktes Basis­ element ein, das am Filterschieber 56 durch ein Paar von (nicht dargestellten) Ausricht­ stiften befestigt ist. Typische Basiselemente 102, 103 sind im einzelnen in Fig. 4 und 5 dargestellt, und die Ausrichtstifte zum Positionieren und Befestigen der Filter­ träger auf dem Schieber werden von den Öffnungen 60, 61, die sich in der Nähe der gegenüberliegenden Enden jedes Basiselements befinden, aufgenommen. Eine zusätzliche größere Öffnung 62 oder 64 ist im Mittelbereich jedes Basiselements so vorgesehen, daß die zusätzliche Öffnung über eine Öffnung 74 im Filterschieber 56 positioniert ist, wenn ein Filterträger auf dem Schieber angebracht ist.

Die in Fig. 3 auf dem Filterschieber 56 angebracht darge­ stellten Filterträger 95 bis 101 schließen des weiteren eine Vielzahl von jedem Träger zugeordneten Filtern 105 bis 111 ein. Jedes Filter hat die Form einer beschichteten Platte und ist vorzugsweise aus Glas oder Kunststoff hergestellt. Eine der Oberflächen jedes Filters ist über einen Hauptabschnitt des Oberflächenbereichs farbig oder be­ schichtet, so daß dieser Hauptabschnitt lichtundurchlässig ist. Ein kleinerer Abschnitt der Filteroberfläche, der sich in der Nähe der Mitte innerhalb des vorerwähnten licht­ undurchlässigen Abschnitts befindet, ist lichtdurchlässig, wodurch in jedem Filter eine Blende festgelegt wird. In Fig. 3 sind Blenden 3 bis 9 dargestellt, die jeweils auf den Filtern 105-111 vorgesehen sind. Der Film ist auf dem Basiselement so positioniert, daß der lichtdurch­ lässige Abschnitt mit der zusätzlichen Öffnung 62 oder 64 fluchtet, und mit genau über einer großen Öffnung 74 im Filterschieber angebrachten Filterträger durchdringt das Lichtbündel den Träger und den Schieber, ehe es den Film erreicht. Da der lichtdurchlässige Abschnitt des Filters die kleinste Blende bestimmt, durch die das Lichtbündel geht, bestimmen die Größe und die Form der Blende die Größe des auf dem Film erzeugten und frei­ gesetzten Lichtflecks.

Jeder Filterträger 95-101 umfaßt eine Codiereinrichtung zum Identifizieren der Eigen­ schaften des von der Filterblende auf dem betreffenden Filterträger geschaffenen Lichtflecks. Die Codiereinrichtungen der einzelnen Filterträger können unterschied­ licher Form sein, sind jedoch vorzugsweise Markierungen. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist jeder Filter­ träger eine Markierung auf, die eine Information bezüglich der Filterblende, d. h. Größe und Form, darstellt. Daher haben Filterträger mit verschiedenen Größen oder Formen verschiedene Markierungen.

In Fig. 4 und 5 sind die Markierungen 82, 83 auf den Basis­ elementen 102 bzw. 103 als geradlinige Anordnungen von Strichen dargestellt. Solche Strichanordnungen können durch geeignete Detektoren für reflektiertes Licht, wie die bei herkömmlichen Strichcodelesern verwendete Art, gelesen werden. Die vorspringenden Abschnitte der die Markierungen tragenden Basiselemente 102, 103 können aber auch zum Lesen durch Photozellen lichtdurchlässig sein. Bei einer Binärcodierung stellen die drei auf dem Basis­ element 102 in Fig. 4 dargestellten Striche die Nummer 0111 dar, während die Markierung auf dem Basiselement 103 in Fig. 5 die Binärnummer 1011 darstellt. Bei einem Maximum von vier Digits oder Strichen in jeder Mar­ kierung können nicht weniger als sechzehn (16) Blenden durch die Codegruppen identifiziert werden. Die genaue Beziehung zwischen dem Binärcode und den physischen Abmessungen oder der Konfiguration der Filter braucht nicht mathematisch zu sein, sondern kann willkürlich sein. Sie muß nichtsdestoweniger eindeutig sein, wenn der Markierungs-Code zum Unterscheiden eines Filters von einer anderen verwendet werden soll.

In Fig. 3 wird das markierte Ende des Basiselements für einen Filterträger 98 von einem Detektor 84 erfaßt. Der Detektor 84 ist in ortsfester Beziehung am Kopf 12 befestigt und nimmt das Ende des Filmträgers auf, der in Überein­ stimmung mit dem Lichtbündel verschoben wurde. Eine einen anderen Blendenschieber in Übereinstimmung mit dem Lichtbündel bringende Bewegung des Filmschiebers 56 positioniert eine andere Markierung im Detektor 84. Der Detektor 84 mit seiner zugeordneten Schaltungs­ anordnung erfühlt die Markierung auf dem Filter­ träger und erzeugt Identifizierungssignale, die der betreffenden Markierung entsprechen. Bei dem bevor­ zugten Ausführungsbeispiel ist der Detektorkopf 84 ein Lichtsensor mit einer internen Lichtquelle oberhalb der Träger und Photozellen unterhalb derselben, die jeden Strich oder jedes Digit in der Markierung lesen, wenn ein Blendenschieber sich in der Bündelmodulier­ stellung befindet. Die erzeugten Signale werden, wie nachstehend beschrieben, für den Aufzeichnungsvorgang verwendet.

Das erfindungsgemäße Aufzeichnungsgerät enthält eine Steuervorrichtung (Fig. 6 bis 8), wie den Steuercomputer 16 in Fig. 1, zum Steuern der Bilderzeugungsoperation.

Eine Steuervorrichtung, bei der die markierten Filterträger auf dem Filterschieber 56 in einer geschlossenen Steuerschleife verwendet werden, ist durch das Steuerdiagramm in Fig. 6 veranschaulicht. Dabei wird der Filterträger 98, der in Übereinstimmung mit dem Lichtbündel positioniert ist, dahingehend überprüft, ob er die Blende aufweist, die in Übereinstimmung mit einer der gewünschten Blende entsprechenden Markierung steht.

Bei dem von diesem Steuerschema Gebrauch machenden Aufzeichnungsgerät erregen Kommandosignale, die in einem Blendenselektor 130 entstehen, die Steuerungen 132 für die Schwenkung des Schlittens, der den Aufzeichnungskopf 12 entlang der Schiene 40 bewegt, und veranlassen den Filterschieber 56, wenn er in Anschlag mit einem der Anschlagsstifte 31 oder 33 in Fig. 1 bewegt wird, sich im Aufzeichnungskopf so lange zu verschieben, bis ein Filmträger sich in Übereinstimmung mit der Lichtbündelbahn befindet. Der Detektor 84 erfühlt die Markierung des Filmträgers 98 in seiner Arbeitsstellung und schickt binärcodierte Signale, die dieser erfühlten Markierung entsprechen, auf einen Decoder 134 im Steuercomputer. Der Decoder 134 decodiert die Signale zum Bestimmen der Identität des Filterträgers, und der Blendenselektor 130 ver­ gleicht dann diese Identität mit der vorprogrammierten Markierung. Wenn die Identität der vorprogrammierten und der gemessenen Markierung festgestellt ist, setzt sich die Bilderzeugungsoperation fort. Im anderen Fall unterbricht der Computer die Operation und erzeugt ein Fehler­ signal.

Fig. 7 zeigt ein Beispiel eines weiteren Steuerschemas geschlossener Schleife, bei dem die Stellung eines in seine Arbeitsstellung überführten Filterträgers nicht bekannt zu sein braucht. Die durch dieses Steuerschema bildlich dargestellte Operation ist im wesentlichen eine, bei der die Steuerung 136 für die Bestimmung das Filter eine gewünschte Blende aus dem Programm durch Größe, Nummer oder ein anderes Symbol bestimmt. Die Steuerungen finden dann den betreffenden Filterträger auf dem Filterschieber 56 und stellen den Filterträger in Übereinstimmung mit dem Lichtbündel ein. Die Bestimmungs­ steuerung 136 schickt Kommandosignale auf einen Filterschieber­ abtaster 138, und der Abtaster betätigt die Schlittenschwenkungssteuerung 132, um mit dem Verschieben des Filterschiebers und der Filterträger am Detektor 84 vorbei zu beginnen. Der Detektor 84 erfühlt die Markierung jedes Filterträgers, den er im Vorbeifahren aufnimmt, und erzeugt codierte Signale, die vom Detektor 134 zur Identifizierung jedes vorbeifahrenden Filterträgers verarbeitet werden. Eine Bestätigungsschaltung 140 vergleicht jeden identifizierten Filterträger mit dem von der Steuerung 136 festgelegten Filter. Wenn die Schaltung ermittelt, daß die verglichenen Filter nicht zueinander passen, fährt der Filterschieber fort, sich zu verschieben, und die Filterträger werden weiter abgetastet, bis das gewünschte Filter erfühlt wird. Zu dieser Zeit unterbricht die Bestätigungsschaltung den Abtaster 138 und stoppt das Verschieben des Filterschiebers 56 mit dem in Übereinstimmung mit dem Lichtbündel verriegelten, bestimmten Filterträger. Bei an Ort und Stelle verriegeltem Filter­ schieber fährt dann die Bilderzeugungsoperation fort.

Ein diese Erfindung verwendendes System offener Schleife ist in Fig. 8 veranschaulicht. Die in Fig. 8 bildlich dargestellte Operation zeigt an, daß die Filter­ identifizierungssignale aus dem Decoder 134 zum Modifizieren anderer Einstellungen im Plotter ver­ wendet werden, die Eigenschaften des erzeugten Bildes, bezogen auf die Filterträger, verändern. Solche Einstellungen schließen die Höchstgeschwindigkeitsein­ stellung 142 des Lichtbündels relativ zur Oberfläche des lichtempfindlichen Materials oder die Ausregulierung 144 eines Filters veränderlicher Dichte, das die Intensität des Bildes verändert, ein. Die Einstellung einer Aufblitzrate 146 der Lichtquelle ist als zusätzliche Eigenschaft dargestellt, mit der eine Ausregulierung vorgenommen werden kann, da Bilder bei manchen Arten von Aufzeichnungsgeräten von einer Reihe überlappender Lichtblitze erzeugt werden. Die in Fig. 8 bildlich dargestellte Operation zeigt im wesentlichen an, daß die Schlittenschwenkungssteuerung erregt wird, um einen speziellen Filterträger in Übereinstimmung mit dem Lichtbündel zu bringen und eine der vorerwähnten Ein­ stellungen in Erwiderung auf die erfühlte Identität des Filterträgers vorzunehmen.

Da die vorstehende Beschreibung nur eine Ausführungsform der Erfindung wiedergibt, versteht es sich, daß zahl­ reiche Abänderungen an dem Bilderzeugungsgerät vorgenommen werden können, ohne daß dadurch vom Gedanken der Erfindung abgewichen wird: So ist beispielsweise die justierte optische Vorrichtung nicht auf einen Filterschieber be­ schränkt, der die Größe und die Form des Licht­ bündelbildes bestimmt, sondern er kann auch zum Ausregulieren der Bildintensität, der Farbe oder des Brennpunktes verwendet werden. Eine spezielle Farbe, Intensität oder Brennpunkt kann durch Vorsehen codierter Filterplatten oder Linsensysteme erstellt werden, die von dem Detektor zur Bildsteuerung über­ wacht werden. Dementsprechend kann die Erfindung auch auf vielen anderen als auf den spezifisch offenbarten Gebieten Anwendung finden.

Claims (3)

1. Aufzeichnungsgerät zum punktweisen Erzeugen von Bildern auf einem lichtempfindlichen Material durch Belichten mittels eines von einer Lichtquelle ausgesandten gebündelten Lichtstrahls, mit einem Filtermechanismus mit einer Vielzahl von unterschiedlichen Filtern, welche motorisch bewegbar sind und von welchen dasjenige in den Lichtstrahl gebracht wird, das aufgrund eines Kommandosignals der mit dem Filtermechanismus verbundenen Steuereinrichtung ausgewählt worden ist, dadurch gekennzeich­ net, daß die Filter (105-111) auf einzelnen Filterträgern (95-101) befestigt sind, auf welchen jeweils optisch abtast­ bare Markierungen (82, 83) angeordnet sind, durch welche die jeweilige Eigenschaft des betreffenden Filters gekenn­ zeichnet ist, und daß ein Detektor (84) in der Bewegungs­ bahn der Filterträger (95-101) angeordnet ist, der die Markierung des Filterträgers abtastet, dessen Filter sich im Lichtstrahl befindet und der ein Erkennungssignal an die Steuereinrichtung (16) abgibt, welche dieses mit dem Kommandosignal vergleicht und bei Übereinstimmung den Lichtstrahl auslöst.

2. Aufzeichnungsgerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine vom Ergebnis des Vergleichs zwischen Kommandosignal und Erkennungssignal gesteuerte Einrichtung (132), die den Filtermechanismus (56) bei negativem Vergleichs­ ergebnis filterweise weiterschaltet und bei positivem Vergleichsergebnis in der erreichten Stellung verriegelt.

3. Aufzeichnungsgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Markierungen (82, 83) auf den Filter­ trägern (95-101) zusätzlich Informationen zur Lichtstrahl­ steuerung umfassen, vor allem bezüglich der maximalen Geschwindigkeit des in einer Abtastbetriebsart relativ zum lichtempfindlichen Material verschobenen Lichtstrahls bzw. bezüglich der Blitzrate des in einer Blitzbetriebsart verwendeten Lichtstrahls.