DE4240804A1 - Verfahren und Einrichtung zum Erkennen der Lage und/oder zum Messen der Breite eines Aufzeichnungsträgers - Google Patents

Verfahren und Einrichtung zum Erkennen der Lage und/oder zum Messen der Breite eines Aufzeichnungsträgers

Info

Publication number
DE4240804A1
DE4240804A1 DE19924240804 DE4240804A DE4240804A1 DE 4240804 A1 DE4240804 A1 DE 4240804A1 DE 19924240804 DE19924240804 DE 19924240804 DE 4240804 A DE4240804 A DE 4240804A DE 4240804 A1 DE4240804 A1 DE 4240804A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
optical waveguide
light
light source
optical
recording medium
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19924240804
Other languages
English (en)
Other versions
DE4240804C2 (de
Inventor
Friedrich Dipl Phys Dr Engelke
Klaus Dipl Phys Dr Dietel
Ralf Dipl Ing Sulzbach
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
XYZ Computerdrucker GmbH
Original Assignee
Mannesmann AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mannesmann AG filed Critical Mannesmann AG
Priority to DE19924240804 priority Critical patent/DE4240804C2/de
Publication of DE4240804A1 publication Critical patent/DE4240804A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE4240804C2 publication Critical patent/DE4240804C2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/36Mechanical coupling means
    • G02B6/3616Holders, macro size fixtures for mechanically holding or positioning fibres, e.g. on an optical bench
    • G02B6/3624Fibre head, e.g. fibre probe termination
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65HHANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H7/00Controlling article feeding, separating, pile-advancing, or associated apparatus, to take account of incorrect feeding, absence of articles, or presence of faulty articles
    • B65H7/02Controlling article feeding, separating, pile-advancing, or associated apparatus, to take account of incorrect feeding, absence of articles, or presence of faulty articles by feelers or detectors
    • B65H7/14Controlling article feeding, separating, pile-advancing, or associated apparatus, to take account of incorrect feeding, absence of articles, or presence of faulty articles by feelers or detectors by photoelectric feelers or detectors
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/02Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
    • G01B11/028Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness by measuring lateral position of a boundary of the object
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01VGEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V8/00Prospecting or detecting by optical means
    • G01V8/10Detecting, e.g. by using light barriers
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/02Optical fibres with cladding with or without a coating
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/65Apparatus which relate to the handling of copy material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65HHANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H2511/00Dimensions; Position; Numbers; Identification; Occurrences
    • B65H2511/10Size; Dimensions
    • B65H2511/12Width
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65HHANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H2511/00Dimensions; Position; Numbers; Identification; Occurrences
    • B65H2511/20Location in space
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65HHANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H2515/00Physical entities not provided for in groups B65H2511/00 or B65H2513/00
    • B65H2515/60Optical characteristics, e.g. colour, light
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65HHANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H2553/00Sensing or detecting means
    • B65H2553/40Sensing or detecting means using optical, e.g. photographic, elements
    • B65H2553/41Photoelectric detectors
    • B65H2553/414Photoelectric detectors involving receptor receiving light reflected by a reflecting surface and emitted by a separate emitter
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G2215/00Apparatus for electrophotographic processes
    • G03G2215/00362Apparatus for electrophotographic processes relating to the copy medium handling
    • G03G2215/00535Stable handling of copy medium
    • G03G2215/00611Detector details, e.g. optical detector
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G2215/00Apparatus for electrophotographic processes
    • G03G2215/00362Apparatus for electrophotographic processes relating to the copy medium handling
    • G03G2215/00535Stable handling of copy medium
    • G03G2215/00611Detector details, e.g. optical detector
    • G03G2215/00616Optical detector
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G2215/00Apparatus for electrophotographic processes
    • G03G2215/00362Apparatus for electrophotographic processes relating to the copy medium handling
    • G03G2215/00535Stable handling of copy medium
    • G03G2215/00717Detection of physical properties
    • G03G2215/00721Detection of physical properties of sheet position
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G2215/00Apparatus for electrophotographic processes
    • G03G2215/00362Apparatus for electrophotographic processes relating to the copy medium handling
    • G03G2215/00535Stable handling of copy medium
    • G03G2215/00717Detection of physical properties
    • G03G2215/00734Detection of physical properties of sheet size

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)

Description

Es ist bekannt, die Randkanten eines Aufzeichnungsträgers und damit die Lage des Aufzeichnungsträgers und/oder seine Breite durch ein induktives Abtastverfahren für Papiere und Folien zu ermitteln, wobei ein mechanisches Glied, wie z. B. eine Rolle, erforderlich ist. Hier hängt die Wirksamkeit der Vorrichtung von mehreren Maßnahmen ab, so daß letztendlich die Genauigkeit der Rollenbewegung das Ergebnis bestimmt. Dieses Ergebnis ist jedoch nicht immer zufriedenstellend (Fachzeitschrift Elektronik 1370, Heft 1, Seite 12).
Es ist weiterhin bekannt, auf einem Datenträger in Form von Unebenheiten, wie Löchern, Kerben o.d. angebrachte Markierungen in elektrische Signale umzuwandeln. Die Umwandlung geschieht durch einen piezoelektrischen zum elektrischen Wandler, dem Fühlermittel zugeordnet sind, welche federnd gegen die Aufzeichnungsbahnen des Datenträgers gedrückt werden (DE-20 48 714).
Neben induktiv und piezoelektrisch wirkenden Vorrichtungen sind auch praktisch angewendete Sensorzeilen bekannt, die aus einer Vielzahl von optoelektronischen Elementen bestehen. Diese Einrichtung bedeutet neben einem erheblichen Elektronikaufwand, daß die Bestimmung der Randkante durch die endliche Zahl der Sensorelemente in ihrer Genauigkeit und damit ihrer Auflösung begrenzt ist. Zudem ist es notwendig, zur gleichmäßigen Ausleuchtung der Zeile einen erheblichen Aufwand bei der Beleuchtungseinrichtung selbst vorzunehmen, was zu weiteren Schwierigkeiten und oft auch zu einem erheblichen Raumbedarf führt.
Der im Anspruch 1 bzw. im Anspruch 3 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine genau arbeitende, einfach aufgebaute und einen geringen Platzbedarf beanspruchende Lösung zu finden, die die Nachteile der bekannten Einrichtungen nicht aufweist.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen daher insbesondere darin, daß eine einfache Konstruktion mit wenig Bauelementen vorgesehen ist, daß die Konstruktion sich platzsparend in der Belegebene, bevorzugt neben der Unterlage unterbringen läßt und auch leicht bei einem Drucker parallel zum Weg der Druckorgane untergebracht werden kann. Ferner sind nur niedrige Herstellkosten und kleinste Abmessungen damit verbunden.
Das gekennzeichnete Verfahren wird noch dadurch verbessert, daß das von der Lichtquelle ausgesandte Licht durch Eintritt in den Lichtwellenleiter in Licht anderer Wellenlänge geändert wird. Dadurch kann eine Intensivierung der Signaländerung erreicht werden sowie Streulicht oder störende Hintergrundbeleuchtung unterdrückt werden.
Die Einrichtung zum Erkennen der Lage und/oder zum Messen der Breite eines Aufzeichnungsträgers, der auf einer Unterlage aufliegt, durch Abtasten mit einem optischen Positionsgeber, dessen Meßsignale einer Auswerteelektronik zuleitbar sind, zeichnet sich dadurch aus, daß eine Lichtquelle mit einem fokussierten Lichtstrahl ausgewählter Wellenlänge über dem Aufzeichnungsträger hin- und herbewegbar ist, daß hinter dem Aufzeichnungsträger ein sich über die Randkanten des Aufzeichnungsträgers hinaus erstreckender Lichtwellenleiter angeordnet ist, daß der Lichtwellenleiter fluoreszierende Lichtleitermittel enthält und daß Meßsignaländerungen von einem Empfänger aufnehmbar und in-die Auswerteelektronik weiterleitbar sind. Vorteilhafterweise besteht eine solche Einrichtung im wesentlichen nur aus der Lichtquelle, dem Lichtwellenleiter und dem Empfänger. Eine einfachere Bauweise ist nicht mehr vorstellbar. Allenfalls kann die Erscheinungsform dieser drei Hauptgruppen noch modifiziert werden.
Als Verbesserung der Erfindung ist deshalb vorgesehen, daß die Lichtquelle aus einer Leuchtdiode, einer Laserdiode oder aus einer kleinen Glühlampe gebildet ist. Alle diese Bauelemente besitzen nur ein geringes Gewicht und können daher platzsparend auf bewegten Schlitten untergebracht werden.
Dahingehend ist deshalb vorgesehen, daß die Lichtquelle auf einem Schlitten angeordnet und mit diesem zusammen bewegbar ist.
Die Intensivierung der Meßsignaländerung kann dadurch noch verbessert werden, daß vor dem Lichtwellenleiter eine Teilereinrichtung angeordnet ist, die abwechselnd gleichgroße lichtdurchlässige und lichtundurchlässige Bereiche aufweist und parallel zu dem Lichtwellenleiter verläuft.
Ein besonderes Prinzip der Erfindung besteht darin, daß in dem Lichtwellenleiter typisch fluoreszierende Farbstoffmoleküle geringer gleichmäßigen Konzentration in einem optisch klaren Kunststoff oder Glas verteilt enthalten sind. Als Kunststoff eignet sich hier besonders Polymethylmethacrylat (PMMA).
Eine andere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß einem Fotodetektor ein schmalbandiges optisches Filter zugeordnet ist, das im Bereich der Fluoressenz-Wellenlänge durchlässig, aber insbesondere im Bereich der anregenden Lichtquelle undurchlässig und direkt auf die Enden des Lichtwelenleiters aufgebracht ist.
Mit nur einem Fotodetektor kann ausgekommen werden, wenn nach weiteren Merkmalen vorgesehen wird, daß ein Ende des Lichtwellenleiters mittels eines Spiegels abgeschlossen ist.
Für die lichtdurchlässigen und lichtundurchlässigen Bereiche ist es ferner vorteilhaft, daß die Teilereinrichtung mechanisch, chemisch oder fotografisch auf den Lichtwellenleiter aufgebracht ist.
Weitere Merkmale der Erfindung bestehen darin, daß der fluoreszierende Lichtwellenleiter aus zwei konzentrischen querschnittsbereichen unterschiedlicher Brechungs-Indizes gebildet ist, der Art, daß der radial innere Brechungs-Index größer als der radial äußere Brechungs-Index ist.
Weitere Vorteile ergeben sich daraus, daß der Lichtwellenleiter einen polygonalen Querschnitt aufweist, wobei die Teilereinrichtung auf einer der Polygonflächen aufgebracht ist.
Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, daß an dem Lichtwellenleiter zumindest an einem Ende ein weiterer biegsamer Lichtwellenleiter oder ein Faserbündel von weiteren Lichtwellenleitern angeschlossen ist.
Alternativ kann die Fertigung auch dahingehend erfolgen, daß der Lichtwellenteiter abwechselnd aufeinanderfolgend aus dotierten Scheiben aus fluoreszierendem Werkstoff und nicht dotierten Scheiben, d. h. aus glasklarem Werkstoff axial zusammengesetzt ist.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen
Fig. 1 blockschaltartig das Prinzip der Erfindung,
Fig. 2 eine alternative Ausführungsform der Lichtwellenführung,
Fig. 3 ein Stromdiagramm der an den Fotodetektoren erhaltenen Ausgangssignale,
Fig. 4a eine alternative Ausführungsform eines rechteckigen Lichtwellenleiters mit dazugehöriger Teilereinrichtung,
Fig. 4b ein Stromdiagramm der erhaltenen Lichtimpulse,
Fig. 5 eine alternative Ausführungsform für den stabförmigen Lichtwellenleiter und
Fig. 6 eine alternative Ausführungsform der Teilereinrichtung.
Fig. 1 zeigt den Aufbau der Einrichtung für eine Aufzeichnungsträgerbreiten-Messung. Es ist eine Lichtquelle (1) zur Erzeugung eines feingebündelten Lichtstrahls (3) vorgesehen, wobei die gesamte lichtstrahlerzeugende Anordnung z. B. an einem Schlitten (2) befestigt ist. Der so erzeugte Lichtstrahl (3) geeigneter Wellenlänge, um Fluoreszenz von Farbstoffmolekülen (24) in einem Lichtweltenleiter (5) zu erzeugen, fällt entweder in diesen Lichtwellenleiter (5), - linke Position in Fig. 1 oder wird durch einen lichtundurchlässigen Aufzeichnungsträger (4) daran gehindert, vgl. rechte Position in Fig. 1. Der Lichtwellenleiter (5) ist die Ebene der Unterlage unter dem Aufzeichnungsträger (4) eingelassen, und zwar so, daß sein oberer Rand im wesentlichen mit dieser Ebene übereinstimmt. Die in dem Lichtwellenleiter (5) homogen verteilten Farbstoffmoleküle (24) erzeugen als Reaktion auf das einfallende Licht der Lichtquelle (1) Fluoreszenzlicht, das in seiner charakteristischen Wellenlänge gegenüber der erregenden Lichtwellenlänge spektral in den energieärmeren Bereich rot verschoben ist. Das so erzeugte Fluoreszenzlicht wird zunächst durch Totalreflexion zu den beiden Enden (5b) des Lichtwellenleiters (5) gesandt und kann dort durch Fotodetektoren (9) bzw. (10) nachgewiesen werden. Fig. 1 zeigt zunächst schematisch nur einen einzigen Fotodetektor (3) als Empfänger (7), gefolgt von einer Auswerteelektronik (6), die auch Verstärkerfunktion ausübt.
Für den Fall, daß sich nun die Lichtquelle in Längsrichtung des Lichtweltenleiters (5) und damit senkrecht zur Bewegungsrichtung des Aufzeichnungsträgers (4) bewegt, die in der Regel mit dessen Längsachse zusammenfällt, gelangt solange Licht auf den Empfänger (7), wie der Lichtstrahl (3) ungehindert auf den Lichtwellenleiter (5) fallen kann. An der Randkante (4a) des Aufzeichnungsträgers (4) wird der Lichtstrahl (3) unterbrochen und der Empfänger (7) erhält kein Licht mehr. Mit der Bewegung des Schlittens (2) ist eine Wegmessung verbunden. Aus der Position des Schlittens (2) und damit der Position der Lichtquelle (1) beim Signalwechsel am Empfänger (7), ergibt sich die Position der Randkante (4a) des Aufzeichnungsträgers (4), z. B. innerhalb des Papiereinzugsbereiches eines Druckers. Damit ist bereits eine erste, wichtige Größe bestimmt, nämlich die - im vorliegenden Fall - linke Randkante (4a) des Aufzeichnungsträgers (4) für die Druckqualität eines Druckers von nicht zu unterschätzender Bedeutung. Für den Fall, daß nun der Schlitten (2) und mit ihm die Lichtquelle (1) weiter über den Aufzeichnungsträger (4) fährt und die andere, hier die rechte Randkante erreicht, wird der Lichtstrahl (3) wieder ungehindert den Lichtwellenleiter (5) erreichen und aus dem erneuten Signalwechsel am Empfänger (7) läßt sich diese Position und damit die Breite des Aufzeichnungsträgers (4) feststellen.
Durch die natürlich gegebene Lebensdauer der Farbstoffmoleküle (24) in ihren angeregten Zuständen (typisch Nanosekunden), durch die Fortpflanzungsgeschwindigkeit des Lichtes in dem Lichtwellenleiter (5) (typische Zeitverzögerungen ebenfalls 1-2 Nanosekunden) sowie durch Mehrfachreflexion und Streuung (ebenfalls Nanosekunden) auftretende Fehler sind in den praktischen Anwendungen, wie beschrieben vernachlässigbar.
Ein anderes, wesentliches Problem, das durch die mögliche hohe Dämpfung, insbesondere bei Kunststofflichtleitern entsteht, kann ebenfalls durch die Erfindung erfaßt werden. Hierbei ist die von einem Fotodetektor, wie in Fig. 1 gezeigt, aufgenommene Lichtintensität als Funktion der Position der Druckschlitten-Lichtquellen-Anordnung stark vom zunehmenden Abstand abhängig. In einem solchen Fall erweist es sich dann als vorteilhaft, zwei Fotodetektoren (9) und (10) an beiden Enden des Lichtwellenleiters (5) anzuordnen, wie dies schematisch Fig. 2 zeigt, obgleich in den meisten Anwendungen ein Fotodetektor ausreicht. Außerdem ist jeweils ein schmalbandiges optisches Filter 9a wie beschrieben vorgesehen.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet an einem Ende (5b) des Lichtwellenleiters den notwendigen Fotodetektor (9) und stellt diesen an dem anderen Ende einem Spiegel (8) gegenüber, wie schematisch in Fig. 1 gezeichnet. Noch einfacher schließlich ist das einseitige Verspiegeln des Lichtwellenleiters (5), das zu erheblichem Intensitätsgewinn am anderen Ende (5b) führt, da die zum verspiegelten Ende geführte Fluoreszenz unter dem gleichen Winkel zurückgeworfen wird, unter dem sie auf den Spiegel (8) gefallen ist: Dieser Winkel ist aber kleiner als der Grenzwinkel der Totalreflexion, so daß das zurückgeworfene Licht den Lichtwellenleiter (5) seitlich nicht verläßt, sondern am anderen Ende (5b) auf den Fotodetektor (9) auftrifft.
Für den Fall, daß ein Lichtwellenleiter (5) mit relativ hoher Dämpfung verwendet wird, kann auf die Abtastposition an den beiden Randkanten auch aus der Intensitätsabnahme am Fotodetektor (3) geschlossen werden. Dieser möglichen, aber schwierigeren Auswertung ist jedoch eine andere vorzuziehen:
Bei der vorstehend beschriebenen, in Fig. 2 gezeigten Anordnung mit zwei Fotodetektoren (9 und 10) ergeben sich die in Fig. 3 gezeigten Signale (11 und 12). Zunächst ergibt sich der bereits oben genannte Vorteil: Für den Fall, daß die auszuwertende Abtastposition weiter von einem der beiden Fotodetektoren (9 bzw. 10) entfernt ist, ist das durch Dämpfung geschwächte Restsignal kleiner als an dem anderen Fotodetektor, der der Abtastposition näher liegt. Eine Addition (13) der Signale (11 + 12) der beiden Fotodetektoren (9 und 10) zeigt eine im wesentlichen konstante Intensität unabhängig von der Abtastposition, was einen unschätzbaren Vorteil darstellt.
Eine Subtraktion der Signale (11 und 12) der beiden Fotodetektoren (9 und 10) liefert die Abtastposition. Dabei geht dieses Signal gegen Null für eine Abtastposition in der Mitte, ist jedoch groß mit sich ändernden Vorzeichen zu den Rändern hin; das ist im Regelfall der wichtige Bereich bei der Breitenerkennung.
Der bisher beschriebene Lichtwellenleiter (5) ist an seiner Oberfläche, die der Lichtquelle (1) zugewandt ist, im wesentlichen glatt.
Die Abtastposition des Lichtstrahls (3) wird unter Benutzung der Wegbestimmung des Schlittens (2) und aus der Änderung des Ausgangssignals des fluoreszierenden Lichtwellenleiters (5) erfaßt. Daher ist die Einrichtung von einfacher Konstruktion, enthält wenig Bauelemente, läßt sich platzsparend in der Unterlage, bevorzugt neben einem Druckbalken eines Druckers unterbringen und läßt sich parallel zu diesem ausrichten, weist ferner niedrige Herstellungskosten auf und bedarf nur kleinster Abmessungen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform (Fig. 4a) sind bei der Einrichtung auf der Lichtleiteroberfläche Strukturen angebracht, die im wesentlichen aus regelmäßig angeordneten lichtdurchlässigen Bereichen (15a), d. h. Schlitzen (16) und lichtundurchlässigen Bereichen, d. h. Stegen (17) bestehen. Fig. 4a zeigt außerdem eine einfache Ausführungsform eines rechteckigen Lichtwellenleiters (14) und einer davor befindlichen Teilereinrichtung (15) der vorstehend beschriebenen Art. Sobald der Lichtstrahl (3) der Lichtquelle (1) durch den Schlitz (16) in den fluoreszierenden Lichtwellenleiter (5) gelangt, empfängt der Fotodetektor (9) ein Signal. Bei der Fortbewegung des Schlittens (2) und der Lichtquelle (1) fällt der Lichtstrahl (3) auf einen lichtundurchlässigen Bereich, d. h. auf den Steg (17), wird dort abgefangen und der Fotodetektor (9) erhält kein Fluoreszenz-Signal. Dementsprechend liefert bei weiterer Bewegung des Schlittens (2) mit der Lichtquelle (1) der Fotodetektor (9) Impulse, die bei bekannten Abständen den jeweiligen Abtastpositionen entsprechen und durch einfaches Zählen nach Digitalisierung der Signale nicht nur die jeweilige Position, sondern auch die Kantenerkennung und damit die Breitenbestimmung ermöglichen, vgl. die Impulsfolge (18) gemäß Fig. 4b. Vorteile dieser Ausführungsform sind neben einfacher Konstruktion, einer geringen Anzahl von Bauteilen, geringen Herstellungskosten und einfachster Auswertung die Unabhängigkeit einer Verknüpfung mit der Wegbestimmung.
Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführung einer solchen Teilereinrichtung (15) mit einem Aufbau, bei dem die lichtdurchlässigen und lichtundurchlässigen Bereiche (15a) direkt in dem Lichtwellenleiter (5) aufgebracht und mit dem fluoreszierenden Lichtwellenleiter (5) eine bauliche Einheit bilden. Diese Anordnung besteht aus zwei Teilbereichen, einem Kernlichtwellenleiter (19), mit Farbstoffmolekülen (24) geeignet dotiert und mit einem Brechungsindex n1 so gewählt, daß dieser Brechungsindex n1 größer als der Brechungsindex n2 des äußeren Lichtwellenleiters (20) ist, der eine Teilereinrichtung (21) trägt. Diese kann ebenfalls aus Kunststoff, aber auch aus Glas gefertigt sein, wobei die eigentliche Skala entweder mechanisch, z. B. durch Ritzen, Schneiden, Fräsen etc. eingebracht werden kann, oder für besonders feine Strukturen durch thermische Verfahren wie z. B. Laserbearbeitung, Ätzen oder fotografische Methoden - bei geeignetem Werkstoff - durch Belichten, Entwickeln und Fixieren direkt ausgeführt werden kann. Ebenfalls können nach exakter Positionierung auf eine Folie aufgebrachte Skalen zur Verwendung kommen.
Für die Serienfertigung eignen sich besonders Teilereinrichtungen (15), die als Negativ in einer Matrix vorliegen, d. h. mit erhabener Struktur dort, wo in der Skala selbst eine Vertiefung sein soll. Fig. 6 zeigt eine Kerbe (22). Dabei wird in die Negativform z. B. durch Spritzgießverfahren zunächst Werkstoff (23) mit dem Brechungsindex n2, wie z. B. Polymethylmethacrylat (PMMA), für die Skala eingebracht, sodann die in geeignetem Kunststoff mit n1 größer n2 gleichmäßig vorliegenden Farbstoffmoleküle (24). Dabei kann die Anordnung nicht nur rechteckige - wie in Fig. 5 -, sondern auch insbesondere halbrunde oder runde Querschnitte aufweisen.
Da die Schlitze (16) in der aufgezeigten Form der Teilereinrichtung (15) gemäß Fig. 4 rechteckig sind, hat der Lichtstrahl (3) der Lichtquelle (1) in der Ebene der Teilereinrichtung (15) vorteilhafterweise ebenfalls eine rechteckige Grundform. Eine entsprechende Blende (26) sowie eine Zylinderlinse (25) vor der Lichtquelle (1) dienen diesem Zweck.
Zusammenfassend kann gesagt werden, daß durch Verwendung einfachster linearer Skalen gemäß der Erfindung die Breitenbestimmung von Aufzeichnungsträgern (4) in Druckern oder ähnlichen Büromaschinen mit einfacher Konstruktion, wenig Bauteilen und niedrigen Herstellungskosten erzielt werden kann.
Bezugszeichenliste
 1 Lichtquelle
 2 Schlitten
 3 Lichtstrahl
 4 Aufzeichnungsträger
 4a Randkante
 5 Lichtwellenleiter (LWL)
 5a fluoreszierende Lichtleitermittel
 5b Ende des LWL
 6 Auswertelektronik
 7
 8
 9a schmalbandiges optisches Filter
10 Fotodetektor
11 Signal
12 Signal
13 Addition
14 rechteckiger Lichtwellenleiter
15 Teilereinrichtung
15a Bereiche
16 Schlitze
17 Stege
18 Impulsfolge
19 Kernlichtwellenleiter/n1
20 äußerer Lichtwellenleiter/n2
21 Skala
22 Kerbe
23 Werkstoff für 20
24 Farbstoffmoleküle
25 Zylinderlinse
26 Blende

Claims (14)

1. Verfahren zum Erkennen der Lage und/oder zum Messen der Breite eines Aufzeichnungsträgers, der auf einer Unterlage aufliegt, durch Abtasten mit einem optischen Positionsgeber, dessen Meßsignale einer Auswertelektronik zugeleitet werden, dadurch gekennzeichnet, daß eine Lichtquelle, aus der ein fokussierter Lichtstrahl ausgewählter Wellenlänge gebildet wird, über die Unterlage mit dem Aufzeichnungsträger geführt wird, daß der Lichtstrahl beim Verlassen des Aufzeichnungsträgers auf einen Lichtwellenleiter gelenkt wird und in dem Lichtwellenleiter auf fluoreszierende Lichtleitermittel trifft und daß das Fluoreszenz-Licht als Signaländerung in einem Fotodetektor erfaßt wird und das Ausgangssignal des Fotodetektors in die Auswertelektronik geleitet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das von der Lichtquelle ausgesandte Licht durch Eintritt in den Lichtwellenleiter in Licht anderer Wellenlänge geändert wird.
3. Einrichtung zum Erkennen der Lage und/oder zum Messen der Breite eines Aufzeichnungsträgers, der auf einer Unterlage aufliegt, durch Abtasten mit einem optischen Positionsgeber, dessen Meßsignale einer Auswerteelektronik zuleitbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß eine Lichtquelle (1) mit einem fokussierten Lichtstrahl (3) ausgewählter Wellenlänge über dem Aufzeichnungsträger (4) hin- und herbewegbar ist, daß hinter dem Aufzeichnungsträger (4) ein sich über die Randkanten (4a) des Aufzeichnungsträgers (4) hinaus erstreckender Lichtwellenleiter (5) angeordnet ist, daß der Lichtwellenleiter (5) fluoreszierende Lichtleitermittel (5a) enthält und daß Meßsignaländerungen von einem Empfänger (7) aufnehmbar und in die Auswertelektronik (6) weiterleitbar sind.
4. Einrichtung nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (1) aus einer Leuchtdiode (LED), einer Laserdiode (LD) oder aus einer kleinen Glühlampe gebildet ist.
5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (1) auf einem Schlitten (2) angeordnet und mit diesem zusammen bewegbar ist.
6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Lichtwellenleiter (5) eine Teilereinrichtung (15) angeordnet ist, die abwechselnd gleichgroße lichtdurchlässige und lichtundurchlässige Bereiche (15a) aufweist und parallel zu dem Lichtwellenleiter (5) verläuft.
7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Lichtwellenleiter (5) typisch fluoreszierende Farbstoffmoleküle geringer gleichmäßiger Konzentration in einem optisch klaren Kunststoff oder Glas verteilt enthalten sind.
8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß einem Fotodetektor (3) ein schmalbandiges optisches Filter (9a) zugeordnet ist, das im Bereich der Fluoreszenz-Wellenlänge durchlässig, aber insbesondere im Bereich der anregenden Lichtquelle undurchlässig und direkt auf die Enden (5b) des Lichtwellenleiters (5) aufgebracht ist.
9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ende (5b) des Lichtwellenleiters (5) mittels eines Spiegels (8) abgeschlossen ist.
10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilereinrichtung (15) mechanisch, chemisch oder fotografisch auf den Lichtwellenleiter (5) aufgebracht ist.
11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der fluoreszierende Lichtwellenleiter (5) aus zwei konzentrischen Querschnittsbereichen unterschiedlicher Brechungs- Indizes (n1, n2) gebildet ist, derart, daß der radial innere Brechungs-Index (n1) größer als der radial äußere Brechungs-Index (n2) ist.
12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtwellenleiter (5) einen polygonalen Querschnitt aufweist, wobei die Teilereinrichtung (15) auf einer der Polygonflächen aufgebracht ist.
13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Lichtwellenleiter (5) zumindest an einem Ende (5b) ein weiterer biegsamer Lichtwellenleiter oder ein Faserbündel von weiteren Lichtwellenleitern angeschlossen ist.
14. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtwellenleiter (5) abwechselnd aufeinanderfolgend aus dotierten Scheiben aus fluoreszierendem Werkstoff und nicht dotierten Scheiben, d. h. aus glasklarem Werkstoff axial zusammengesetzt ist.
DE19924240804 1992-12-01 1992-12-01 Einrichtung zum Erkennen der Lage und/oder zum Messen der Breite eines Aufzeichnungsträgers Expired - Fee Related DE4240804C2 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19924240804 DE4240804C2 (de) 1992-12-01 1992-12-01 Einrichtung zum Erkennen der Lage und/oder zum Messen der Breite eines Aufzeichnungsträgers

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19924240804 DE4240804C2 (de) 1992-12-01 1992-12-01 Einrichtung zum Erkennen der Lage und/oder zum Messen der Breite eines Aufzeichnungsträgers

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE4240804A1 true DE4240804A1 (de) 1994-06-09
DE4240804C2 DE4240804C2 (de) 1995-08-17

Family

ID=6474375

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19924240804 Expired - Fee Related DE4240804C2 (de) 1992-12-01 1992-12-01 Einrichtung zum Erkennen der Lage und/oder zum Messen der Breite eines Aufzeichnungsträgers

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE4240804C2 (de)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19502989A1 (de) * 1995-01-31 1996-08-08 Schleifring & Apparatebau Gmbh Vorrichtung zur Informationsübertragung mit optischen Signalen zwischen einer Sende- und einer Empfangseinheit
EP0902303A2 (de) * 1997-09-10 1999-03-17 Siemens Nixdorf Informationssysteme AG Anordnung zum Erkennen von vor einem Bedienelement eines Gerätes angebrachten Gegenständen
DE10306104A1 (de) * 2003-02-14 2004-09-09 Heidelberger Druckmaschinen Ag Vorrichtung und Verfahren zur Erkennung der Kante eines Aufzeichnungsmaterials
EP1895330A1 (de) * 2006-08-31 2008-03-05 Sick Ag Ziel für eine optoelektronische Schutzeinrichtung

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10037949A1 (de) * 2000-08-03 2002-02-21 Agfa Gevaert Ag Verfahren, Vorrichtung und Druckkopf zum Aufbringen digitaler Daten auf Bildmaterial

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2048714A1 (de) * 1970-10-03 1972-04-06 Siemens Ag Einrichtung zur Umwandlung von auf einen Datenträger angebrachten Markierun gen in elektrische Signale
DE3900928C1 (de) * 1989-01-14 1990-06-21 Erhardt + Leimer Gmbh, 8900 Augsburg, De
DE4007401A1 (de) * 1989-05-16 1990-11-22 Asahi Optical Co Ltd Messvorrichtung
EP0480512A1 (de) * 1990-10-11 1992-04-15 Koninklijke Philips Electronics N.V. Stellenempfindliches Strahlungsdetektorsystem und optische Abtastvorrichtung mit einem derartigen System

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2048714A1 (de) * 1970-10-03 1972-04-06 Siemens Ag Einrichtung zur Umwandlung von auf einen Datenträger angebrachten Markierun gen in elektrische Signale
DE3900928C1 (de) * 1989-01-14 1990-06-21 Erhardt + Leimer Gmbh, 8900 Augsburg, De
DE4007401A1 (de) * 1989-05-16 1990-11-22 Asahi Optical Co Ltd Messvorrichtung
EP0480512A1 (de) * 1990-10-11 1992-04-15 Koninklijke Philips Electronics N.V. Stellenempfindliches Strahlungsdetektorsystem und optische Abtastvorrichtung mit einem derartigen System

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19502989A1 (de) * 1995-01-31 1996-08-08 Schleifring & Apparatebau Gmbh Vorrichtung zur Informationsübertragung mit optischen Signalen zwischen einer Sende- und einer Empfangseinheit
EP0902303A2 (de) * 1997-09-10 1999-03-17 Siemens Nixdorf Informationssysteme AG Anordnung zum Erkennen von vor einem Bedienelement eines Gerätes angebrachten Gegenständen
EP0902303A3 (de) * 1997-09-10 1999-06-02 Siemens Nixdorf Informationssysteme AG Anordnung zum Erkennen von vor einem Bedienelement eines Gerätes angebrachten Gegenständen
DE10306104A1 (de) * 2003-02-14 2004-09-09 Heidelberger Druckmaschinen Ag Vorrichtung und Verfahren zur Erkennung der Kante eines Aufzeichnungsmaterials
DE10306104B4 (de) * 2003-02-14 2005-03-24 Heidelberger Druckmaschinen Ag Vorrichtung und Verfahren zur Erkennung der Kante eines Aufzeichnungsmaterials
US7057196B2 (en) 2003-02-14 2006-06-06 Heidelberger Druckmaschinen Aktiengesellschaft Device and method for detecting the edge of a recording material
US7126146B2 (en) 2003-02-14 2006-10-24 Heidelberger Druckmaschinen Ag Device and method for detecting the edge of a recording material
EP1895330A1 (de) * 2006-08-31 2008-03-05 Sick Ag Ziel für eine optoelektronische Schutzeinrichtung

Also Published As

Publication number Publication date
DE4240804C2 (de) 1995-08-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0054292B1 (de) Faseroptische Messeinrichtung
DE69816809T2 (de) Vorrichtung für fluoreszenznachweis
DE3803529A1 (de) Optischer sensor
DE3143383A1 (de) Geraet zum gleichzeitigen schreiben und lesen des geschriebenen
DE19621584A1 (de) Optischer Sensor unter Verwendung mit seltenen Erdmetallen dotierter Laser mit integrierter Optik
DE2350926A1 (de) Elektrooptisches lesegeraet
EP0025565A2 (de) Optische Vorrichtung zum Messen von Druckdifferenzen mittels Lichtintensitätsänderung
EP0115025A2 (de) Optischer Sensor
EP0276395A2 (de) Lichtelektrische Messeinrichtung
DE3546012A1 (de) Vorrichtung zum lesen von informationen
DE102018200626A1 (de) Detektionsvorrichtung zur Detektion von Verschmutzungen
DE3623265C2 (de) Verfahren und Anordnung zur faseroptischen Messung einer Weglänge oder einer Weglängenänderung
DE102015218539A1 (de) Optische Positionsmesseinrichtung
DE4403021C2 (de) Luftrefraktometer hoher Genauigkeit
DE1905392A1 (de) Vorrichtung zum Erzeugen von elektrischen Signalen mittels eines Skalengitters,das relativ zu einem Indexgitter bewegbar ist
DE102016211150A1 (de) Optische Positionsmesseinrichtung
DE10000030A1 (de) Kamerasystem für die Bearbeitung von Dokumenten
DE4240804C2 (de) Einrichtung zum Erkennen der Lage und/oder zum Messen der Breite eines Aufzeichnungsträgers
DE3441498C2 (de)
WO1989001147A1 (en) Process for quality control of a flat object, in particular for detecting defects in textile fabrics, and device for this purpose
DE2852614B2 (de) Optisches Messystem zur Ermittlung der Lage einer lichtrelexionsstelle in einem optischen Übertragungsmedium
EP0062192A2 (de) Verfahren zur optischen Messung eines Weges
CH650089A5 (de) Anordnung zur darstellung des inhalts von zahlenrollen-zaehlwerken in form elektrischer signale.
DE3402843A1 (de) Abtastvorrichtung
EP0237470B1 (de) Vorrichtung zur inkrementalen Längenmessung

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: TALLY GMBH, 89275 ELCHINGEN, DE

8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: TALLY COMPUTERDRUCKER GMBH, 89275 ELCHINGEN, DE

8339 Ceased/non-payment of the annual fee