DE68915010T2

DE68915010T2 - Schreibkopfsteuergerät.

Info

Publication number: DE68915010T2
Application number: DE68915010T
Authority: DE
Inventors: William T Plummer
Original assignee: Polaroid Corp
Current assignee: Polaroid Corp
Priority date: 1988-02-10
Filing date: 1989-01-31
Publication date: 1994-08-25
Anticipated expiration: 2009-02-01
Also published as: JPH01247178A; DE327929T1; EP0327929B1; JP2642187B2; EP0327929A2; DE68915010D1; CA1328305C; KR890012798A; KR0133076B1; US4806034A; EP0327929A3

Description

Hintergrund der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf ein System zur präzisen Lageeinstellung eines Schreibelementes längs der Oberfläche einer sich drehenden Trommel, um beispielsweise auf einem von der Trommel gehaltenen Medium einen Druck durchzuführen, und insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein System, welches ein lineares Gitter aufweist, das längs eines Bewegungspfades angeordnet ist, wobei eine Gruppe von Markierungen unterschiedlicher Dichte auf der Trommel fixiert ist, um phasenstarre Signale zu liefern, damit die Lage des Schreibelementes auf die Lage der Trommel ausgerichtet wird.
Ein übliches System, bei welchem ein Schreibelement längs einer Trommeloberfläche angetrieben wird, findet sich in einem Drucker, bei dem eine sich drehende Trommel ein Druckmedium an einem Schreibstift entlangführt. Die Trommel besitzt eine zylindrische Oberfläche und dreht sich um eine Trommelachse. Der Schreibstift wird von einem Schlitten getragen, der parallel zur Trommelachse durch eine Führungsspindel angetrieben wird. Eine elektronische Schaltung, die einen Speicher zum Speichern der Bilddaten in Form eines Feldes von Pixeln aufweisen kann, betätigt den Schreibstift, um Markierungen auf dem Medium aufzudrucken, wenn die Trommel sich zusammen mit der Führungsspindel dreht.
Bei der Konstruktion eines solchen Druckers muß die Führungsspindel bzw. die Leitspindel genau ausgebildet sein, um zu gewährleisten, daß der Schreibstift sich präzise längs eines Pfades parallel zur Trommelachse bewegt, wenn sich die Trommel dreht, da die aufzudruckenden Pixeldaten im Speicher auf der Basis der Lage adressiert sind, die das Pixel auf einer Spirale aufweist. Jede Abweichung von der Präzision in der Konstruktion der Führungsspindel, beispielsweise ein Spiel zwischen der Spindel und dem Schlitten, kann eine geringe Versetzung der Pixeldaten von der vorbestimmten Lage längs der Schraubenlinie einführen. Dies führt zu einer Verminderung der Genauigkeit der Konstruktion des Bildes auf dem Druckmedium. Demgemäß war es notwendig, eine große Sorgfalt bei der Konstruktion der Führungsspindel und des Schlittens aufzuwenden, was wiederum sehr kostspielig war.
Die erwähnten Probleme wurden bereits bei Druckern erkannt, die eine Führungsspindel benutzen, um einen Schreibstift zu bewegen. Es ist jedoch klar, daß auch andere Mechanismen zur Überführung des Schreibstiftes eine beträchtliche Sorgfalt und hiermit verknüpfte Kosten in der Konstruktion verursachen. Das Problem ist auch nicht auf Drucker beschränkt, sondern es findet sich auch in anderen Situationen, wo eine Vorrichtung benutzt wird, bei der ein Schreibstift oder ein Arm längs eines Pfades parallel zu einer Drehachse einer Trommel bewegt wird, wobei eine Spitze des Armes mit der Trommel an präzisen Stellen längs der Oberfläche der Trommel zusammenwirken muß.
Die JP-A-56-27 559 beschreibt eine Lagesynchronisiervorrichtung für eine drehbare Trommel und einen Abtastpunkt der Trommel. Ein Impulssignal eines ersten Impulsgenerators, der mit einem Abtastantriebsmotor starr verbunden ist, und ein Impulssignal von einem zweiten Impulsgenerator, der starr mit dem Antriebsmotor einer Originalbildtrommel verbunden ist, werden konvertiert, so daß die gleiche Impulsbreite und die gleiche Impulsfrequenz erhalten werden. Dann wird die Phasendifferenz zwischen beiden Impulssignalen festgestellt, um den Abtastantriebsmotor anzutreiben.
Eine hinsichtlich der Funktion ähnliche Anordnung ist in der US-A-4 254 439 beschrieben. Bei einem Faksimilesystem wird ein Druckschlitten mit einem Fehlersignal synchronisiert, das auf die Drehung der Drucktrommel bezogen ist. Eine Sensoranordnung ist mit der Trommel verbunden, um ein Signal zu erzeugen, welches die Winkelstellung der Trommel anzeigt. Außerdem wird ein Signal erzeugt, welches die Lage des Schlittens anzeigt. Es sind Synchronisiermittel vorgesehen, die auf diese Signale ansprechen, um die Bewegung des Schlittens mit der Drehung der Trommel zu synchronisieren.
Die DE-A-36 10 642 beschreibt ein Verfahren zum Erkennen der Lage eines Gegenstandes, wobei zwei Detektoren vorgesehen sind, um ein Signal von einer Detektormarkierung auf einer Trommel abzuleiten. Die Markierungen werden zusammen mit Gittern benutzt, um die Lage der Trommel und eines Schlittens zu bestimmen, der längs der Trommel beweglich ist.
Die US-A-4 247 214 beschreibt eine Zeichenpositionierungssteuervorrichtung für einen Matrixdrucker. Zur Synchronisierung sind Spuren in Form von Gitteranordnungen vorgesehen. Die Vorrichtung weist eine erste stationäre Synchronisierungsspur und eine mit der ersten Synchronisierungsspur zusammenwirkende Spur auf, die sich mit dem Matrixdrucker bewegt, um den Start von Zeichenimpulsen zu erzeugen, wobei eine zweite Synchronisierungsspur und eine zweite hiermit zusammenwirkende bewegliche Synchronisierungsspur sich mit dem Matrixdrucker bewegen, um einzelne Punktimpulse des Zeichens zu erzeugen und um vertikal ausgerichtete Zeichen bei einem bidirektionalen Drucker herzustellen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein System zu schaffen, welches in der Lage ist, einen Schlitten relativ zu einer sich drehenden Trommel mit einer hohen Genauigkeit hinsichtlich seiner Lage einzustellen, und zwar selbst unter Situationen, unter denen dem Schlittentransport eine hohe Präzision fehlt, wobei leicht eine vorbestimmte Steigung eingestellt werden kann.
Gelöst wird die gestellte Aufgabe durch die Kombination der im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale.
Demgemäß werden nach der Erfindung zwei Strukturen mit Gittermarkierungen benutzt, um periodische Lagesignale zu erzeugen, die phasenstarr miteinander verbunden werden können, um genau die Lage eines Armes seitlich längs der Oberfläche einer sich drehenden Trommel einzustellen. Die Signale repräsentieren eine Querstellung des Armes und eine Drehstellung der Trommel, so daß phasenstarr zu den Signalen die Lage des Armes auf die Lage der Trommel ausgerichtet wird. Der Arm wird von einem Schlitten getragen, der sich längs einer Führungsschiene parallel zur Drehachse der Trommel bewegt. Ein erstes von zwei Signalen wird durch Benutzung eines Paares linearer Gitter mit im gleichen Abstand zueinander liegenden Markierungen erzeugt, die längs des Pfades angeordnet sind, der von dem Arm durchlaufen wird, wobei eines der Gitter stationär ist, während das andere Gitter am Schlitten fixiert ist und sich mit diesem bewegt.
Ein optisches System, welches einen Lichtstrahl benutzt, um die Gitter zu beleuchten, die sich relativ zueinander bewegen, erzeugt eine periodische Modulation der Intensität des Lichtstrahls. Das zweite der Signale wird durch Benutzung von Markierungen unterschiedlicher Dichte erlangt, die auf der Trommel oder auf einem Aufbau angeordnet sind, der an einem Ende der Trommel angeordnet ist und von einem Lichtstrahl derart beleuchtet wird, daß die Bewegung der Markierungen eine Modulation der Intensität des Lichtstrahls bewirkt. Es werden Motoren benutzt, um die Trommel und die Führungsspindel oder eine andere Vorrichtung zu drehen, die den Schlitten antreibt. Die Motoren, die als Synchronmotoren ausgebildet sein können, werden starr mit ihren jeweiligen Antriebssignalen gekoppelt. Es ist eine Schaltung vorgesehen, um eine zusätzliche Phase zwischen den beiden Antriebssignalen einzuführen, beispielsweise eine augenblickliche Frequenzverschiebung des Motorantriebssignals, um die Lage des Armes auf die Lage der Trommel auszurichten.
Die Phasenkorrektur basiert auf einer Messung der Phasendifferenz zwischen den beiden Stellungssignalen.
In bezug auf die Gittermarkierungen auf der Trommel oder um diese herum kommen verschiedene Formen von Gittermarkierungen in Betracht. Beispielsweise können die Gittermarkierungen von einer Gruppe von Marken verschiedener Breite oder mit verschiedenem Abstand gebildet werden, die radial auf einer Stirnseite der Trommel oder in paralleler Anordnung auf der zylindrischen Oberfläche der Trommel angebracht sind. Statt dessen können die Trommelgitterlinien dann, wenn die Trommel ein Druckmedium trägt, als Deckschicht über dem Druckmedium angeordnet werden. In diesem Fall wird das Drucken durch einen Laserstrahl vorbestimmter Frequenz bewirkt, der durch die Gitterlinien hindurchläuft, während die Lage der Gitterlinien durch Benutzung eines optischen Strahls mit einer Frequenz gemessen wird, die durch die Gitterlinien reflektiert wird. Statt dessen ist es möglich, die Gitterlinien auf der Trommel durch ein Paar koaxiale Gitter zu bilden, wobei ein Gitter mit der Trommel umläuft, während das andere Gitter stationär mit einem Lichtstrahl ist, der beide Gitter durchsetzt, um eine Modulation des Lichtstrahls zu bewirken. Die Modulation des auf das lineare Gitter zur Messung der Lage des Armes auftreffenden Lichtstrahls hat vorzugsweise wenige Perioden pro Trommelumdrehung. Außerdem ist der Abstand der Gitterlinien in den linearen Gittern zur Messung der Armstellung so gewählt, daß wenige Modulationszyklen des Lichtstrahls während der Querbewegung des Armes und des Schlittens während eines Intervalls einer einzigen Trommelumdrehung erhalten werden. Der Betrag der Querbewegung des Armes für jede Trommelumdrehung wird bestimmt durch die Steigung des Schraubenpfades, beispielsweise eines Druckpfades auf der Trommel. Durch Benutzung einer zusätzlichen Gruppe von Gittermarkierungen auf der Trommel können weitere Werte für die Steigung der Schraubenlinie gewählt werden.

Kurzbeschreibung der Zeichnung

Die vorstehenden und weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit der beiliegenden Zeichnung. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Schreibkopfsteuergerätes,
Fig. 2 eine schematische perspektivische Ansicht eines Gitteranordnung mit einem optischen Sensor der Gitterposition zur Überwachung der Lage eines Armes des Gerätes nach Fig. 1,
Fig. 3 die Trommelüberwachungsmarkierungen, die gitterartig auf einer Stirnfläche der zylindrischen Trommel angeordnet sind,
Fig. 4 eine vergrößerte perspektivische Ansicht von Markierungen, die auf einem Endabschnitt der Trommel angeordnet sind, wobei optische Sensoren vorgesehen sind, die mit den Markierungen zusammenwirken, um die Drehstellung der Trommel gemäß Fig. 1 zu überwachen,
Fig. 5 ein Blockschaltbild des Gerätes nach Fig. 1 mit Teilen der elektrischen Schaltung zur Lageanordnung des Armes und zur Drehung der Trommel,
Fig. 6 die Schaltung einer Phasenrichteinheit gemäß Fig. 5 und einer Systemkonfiguration zur Einstellung einer Steigungslage des Armes gegenüber der Drehung der Trommel,
Fig. 7 ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel der Konstruktion von Markierungen durch Benutzung einer Diskette, die quer an einer Endfläche der Trommel vorsteht, um die Lage der Trommel zu überwachen, und
Fig. 8 ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel des Aufbaus der gitterartigen Markierungen zur Positionierung des Armes, wobei die gitterartigen Markierungen über einem von der Trommel getragenen Druckmedium angeordnet sind.

Einzelbeschreibung

Fig. 1 zeigt die mechanischen und optischen Teile eines Systems 20, welches gemäß der Erfindung ausgebildet ist und eine sich drehende Trommel 22 und einen Schlitten 24 aufweist, der längs eines Pfades parallel zur Drehachse der Trommel 22 verschiebbar ist. Obgleich das System 20 auch für andere Zwecke geeignet ist, ist es gemäß dem Ausführungsbeispiel vorgesehen zur Durchführung eines Druckvorganges, und demgemäß trägt die Trommel 22 ein Druckmedium 26, das die Trommel umschließt. Ein Druckkopf 28 steht in der Weise von einem Arm des Schlittens 24 nach der Trommel 22 vor, daß Druckmarkierungen während der Drehung der Trommel 22 und während des Vorschubs des Schlittens 24 auf dem Medium 26 aufgebracht werden können. Beispielsweise kann der Druckkopf 28 einen nicht dargestellten Laser aufweisen, der einen Lichtstrahl auf das Medium 26 richtet, falls es sich hierbei um ein lichtempfindliches Papier handelt.
Der Schlitten 24 gleitet längs einer Führungsschiene 30 gemäß der Drehung einer Führungsspindel 32, die mit einem nicht dargestellten Gewinde in den Schlitten 24 eingreift. Die Schiene 30 steht von einer Basis 34 vor, die dazu dient, den Schlitten 24 relativ zur Trommel 22 zu tragen und zu positionieren. Die Führungsspindel 32 wird drehbar von Lagern 36 getragen, die dazu dienen, die Spindel 32 über der Basis 34 abzustützen. Die Trommel 22 wird über der Basis 34 durch Lager 38 an beiden Enden getragen. Ein Gehäuse 40 umschließt einen Motor und ein Getriebe, wie dies weiter unten beschrieben wird. Das Gehäuse 40 wird von einem Träger 42 an der Basis 34 abgestützt. Der Motor innerhalb des Gehäuses 40 dreht die Führungsspindel 32. Ein gleicher Motor mit Getriebe (in Fig. 1 nicht dargestellt) verbindet eine Welle 44 der Trommel 22, wie dies weiter unten beschrieben wird.
Ein Codierer 46 wandelt die Lage des Schlittens 24 in ein elektrisches Signal um, das die zum Aufdrucken von Markierungen auf das Medium 26 benötigten Informationen liefert. Der Codierer 46 ruht auf der Basis 34, und in den Codierer steht eine Zunge 48 ein, die an einer Rückseite des Schlittens 24 festgelegt ist und sich in einen Schlitz 50 des Codierers 46 hinein erstreckt. Der Schlitz 50 ermöglicht eine Querbewegung der Zunge 48, und während der Querbewegung des Schlittens 24 liefert die Zunge dem Schlitten 24 Positionierungsdaten.
Gemäß einem Merkmal der Erfindung wird eine präzise Lageeinstellung des Schlittens 24 relativ zur Trommel 22 optisch durch einen Schlittensensor 52 erreicht, der mit einem Gitteraufbau 54 und einem Trommelsensor 56 zusammenwirkt, der mit den Gittermarkierungen 58 auf einer Stirnfläche 60 der Trommel 22 zusammenwirkt. Beide Sensoren 52 und 56 erzeugen periodische Signale, beispielsweise Dreiecksignale oder sinusförmige Signale, die benutzt werden, um die Winkelstellung der Motoren einzustellen, die die Spindel 32 und die Trommel 22 antreiben, wie dies weiter unten beschrieben wird.
Die elektrischen Ausgangssignale der Sensoren 52 und 56 bewirken, daß die Linearversetzung des Schlittens 24 phasenstarr zur Winkelstellung der Trommel 22 fixiert wird, und zwar unabhängig von irgendwelchem Spiel oder anderen mechanischen Fehlern, die in der Führungsspindel 32 und/oder der Verbindung zwischen Führungsspindel 32 und Gewinde des Schlittens 24 auftreten.
Fig. 2 zeigt eine Ansicht des Schlittensensors 52 und des Gitteraufbaus 54. Der Gitteraufbau 54 weist ein erstes Gitter 62 auf, das an der Basis 34 mittels Trägern 64 festgelegt ist, von denen nur einer dargestellt ist, und die an gegenüberliegenden Enden des Gitters 62 angreifen. Außerdem weist der Gitteraufbau ein zweites Gitter 66 auf, welches relativ zu dem Gitter 62 beweglich ist und von Armen 68 am Gehäuse 70 des Schlittensensors 52 festgelegt ist. Das zweite Gitter 66 liegt über dem ersten Gitter 62 mit einem geringen Abstand dazwischen, wobei der Abstand ausreicht, um das Gitter 66 frei über dem Gitter 62 laufen zu lassen. Das Sensorgehäuse 70 erstreckt sich über die Oberseite des zweiten Gitters 66 und unter das erste Gitter 62. Eine im oberen Teil des Gehäuses 70 angeordnete Lichtquelle 74 erzeugt einen Lichtstrahl 72, der auf die Gitter 62 und 66 gerichtet ist. Der Lichtstrahl 72 wird von einem Lichtdetektor 76 empfangen, der im unteren Teil des Gehäuses 70 angeordnet ist. Das Gehäuse 70 ist am Schlitten 24 festgelegt und bewegt sich mit diesem und dem zweiten Gitter 66 parallel zur Achse der Trommel 22.
Jedes der Gitter 62 und 66 besteht aus einem transparenten dimensionssteifen Material, beispielsweise Glas, und ist mit einer Gruppe opaker Gitterlinien 78 versehen, die jeweils so breit sind wie der Abstand 80 dazwischen. Die räumliche Dichte und Anordnung der Linien 78 können in spezieller Weise gewählt werden, um eine gewünschte Auflösung beim Drucken der Pixel auf einem Bild des Mediums 26 (Fig. 1) zu bewirken, jedoch sind gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung die Linien 78 in beiden Gittern 62 und 66 mit einer räumlichen Frequenz von 600 Linien pro Zoll vorgesehen. Eine höhere Frequenz von Linien erzeugt eine verbesserte Auflösung bei der Bedruckung eines Bildes auf dem Medium 26.
Die Bedruckung von Markierungen an den Pixelstellen des Bildes wird gleichzeitig mit der Verschiebung des Schlittens 24 und der Drehung der Trommel 22 bewirkt, was dazu führt, daß ein schraubenlinienförmiger Pfad von Druckmarkierungen auf dem Medium 26 zustande kommt. Die Druckschraubenlinie kann fest oder lose umlaufen, um eine gewünschte Auflösung des Druckbildes zu bewirken. Beispielsweise wird gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung der Schlitten 24 um drei Gitterlinien 78 während einer einzigen Drehung der Trommel 22 verschoben. Demgemäß dreht sich die Trommel 22 zweihundertmal während der Verschiebung des Schlittens 24 um 2,4 cm (1 Zoll) längs der Führungsschiene 30 während des Druckvorganges eines Bildes. Die Steigung der Druckschraubenlinie beträgt demgemäß bei diesem Ausführungsbeispiel ein Zweihundertstel von 2,4 cm (von 1 Zoll).
Es ist auch klar, daß die Breite des Lichtstrahls 72 ausreicht, um wenigstens verschiedene Linien 78 zu umschließen, um dadurch den gesamten Lichtdurchsatz durch den Gitteraufbau 74 zu erhöhen und um ein verbessertes Signal- Rausch-Verhältnis gegenüber einem Aufbau zu erhalten, bei dem eine Betrachtung der Linien 78 über ein optisches System bewirkt wird, das nur einen schmalen Betrachtungsschlitz aufweist. Wenn die Linien 78 des Gitters 66 auf die entsprechenden Linien 78 des Gitters 62 ausgerichtet sind, ergibt sich ein maximaler Lichtdurchsatz, und zwar ein Durchsatz von 50 % der verfügbaren Gitterfläche, die dem Strahl 72 ausgesetzt ist. Wenn die Linien 78 des Gitters 66 auf die Zwischenräume 80 des Gitters 62 ausgerichtet sind, dann sperren die Gitter 66 und 62 gegenseitig im wesentlichen den Lichtdurchtritt von der Quelle 74 nach dem Detektor 76 ab. Daher ändert sich das durchgelassene Licht des Strahls 72 von einem Maximalwert auf einen Minimalwert, der im wesentlichen Null beträgt, wenn das Gitter 66 über dem Gitter 62 hinwegläuft. Das Ergebnis ist ein periodischer Signalausgang des Detektors 76 mit einer Dreieckwellenform. Die Frequenz der Wellenform ist gleich der Frequenz, mit der eine Linie 78 des Gitters 66 über Linien 78 des Gitters 62 hinwegläuft.
Die Fig. 3 und 4 zeigen abgewandelte Ausführungsformen im Hinblick auf die Plazierung der Markierungen, die vom Trommelsensor 56 betrachtet werden. Fig. 3 zeigt schematisch in größerem Maßstab eine Ansicht der Markierungen 58, die in Fig. 1 dargestellt sind. Die Markierungen 58 verlaufen radial, jedoch mit einer veränderbaren räumlichen Frequenz.
Der Trommelsensor 56 weist eine Lichtquelle 82 und einen Lichtdetektor 84 auf, die auf die Stirnfläche 60 der Trommel 22 gerichtet sind, um die Markierungen 58 abzutasten. Die Quelle 82 richtet Licht auf die Stirnfläche 60, und das von der Stirnfläche 60 nach dem Lichtdetektor 84 reflektierte Licht wird in ein elektrisches Signal umgeformt, dessen Größe sich mit der Intensität des empfangenen Lichtes ändert. Unter der Annahme, daß die Markierungen 58 aus einer nicht reflektierenden Farbe bestehen, wird das maximale optische Signal bei dem maximalen Abstand zwischen den Markierungen 58 erfaßt. Statt dessen kann die Stirnfläche 60 mit einer nicht reflektierenden Farbe überzogen sein, und die Markierungen 58 können aus einer reflektierenden Farbe bestehen, und in diesem Falle wird vom Detektor 84 das maximale Lichtsignal bei einer maximalen Dichte der Markierungen 58 empfangen. Gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die Markierungen 58 mit einer Abstandsdichte aufgebracht, die sich in einem zyklischen Muster ändert, und es gibt drei Zyklen des Musters bei einem Umlauf auf der Stirnfläche 60. Infolgedessen erzeugt während einer Umdrehung der Trommel 22 der Detektor 84 ein elektrisches Ausgangssignal, bestehend aus einer Gruppe von Impulsen, wobei der Bewegungsdurchschnitt über wenige Impulse sich jeweils mit einer Rate von drei Zyklen pro Umdrehung der Trommel 22 ändert. Wie oben erwähnt, hat die Steigung der Druckschraubenlinie bei diesem Ausführungsbeispiel des Systems 20 drei Linien 78 des Gitters 66 (Fig. 2), wo diese Beziehung durch drei Zyklen von Markierungsdichten auf einer Stirnfläche 60 der Trommel 22 erhalten wurde.
Fig. 4 zeigt ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel bei der Konstruktion der Markierungen auf der Trommel 22. Anstatt die Markierungen 58 auf einer Stirnfläche 60 anzuordnen, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist, sind im Endbereich eines Umfangssegmentes der Oberfläche 88 der Trommel 22 diese Markierungen vorgesehen. Sowohl der Abstand der Markierungen 86 als auch ihre Breite ändern sich über den Umfang der Oberfläche 88. Die Markierungen 86 werden durch einen Trommelsensor 56A betrachtet, der aus einer Lichtquelle 82A und einem Lichtdetektor 84A besteht, die im Winkel zueinander angeordnet sind, um die zylindrische Oberfläche 88 zu beleuchten bzw. zu betrachten, statt auf die Stirnfläche 60 gerichtet zu sein, wie dies bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 der Fall war. Die Arbeitsweise der Lichtquelle 82A ist die gleiche wie die der Lichtquelle 82, und die Arbeitsweise des Detektors 84A ist die gleiche wie die Arbeitsweise des Detektors 84. Die vom Detektor 84A empfangene Lichtmenge hängt von den Abständen und der Breite der Markierungen 86 ab, und die empfangene Lichtmenge hängt wiederum von der räumlichen Frequenz der Markierungen 86 ab. Wie in Fig. 4 dargestellt, ändert sich die räumliche Frequenz der Markierungen 86, und die Veränderung ist periodisch mit der Wiederholung der drei Zyklen auf einem Umlauf der zylindrischen Oberfläche 88. Daher ist das Ausgangssignal des Detektors 84A eine Gruppe von Impulsen, wobei der Bewegungsdurchschnitt über wenige Impulse sich zyklisch ändert. Falls erforderlich, können die Markierungen 58 in Fig. 3 ebenfalls in der Breite und im Abstand geändert werden, so daß eine Dichteveränderung in im wesentlichen sinusförmiger Gestalt erfolgt. Bei dieser Anordnung haben die Impulsfolgesignale, die von den Detektoren 84 und 84A geliefert werden, einen festen Zyklus, der sich mit einer sinusförmigen Modulation ändert.
Fig. 5 zeigt schematisch die wesentlichen mechanischen Komponenten des Systems 20 und ihre Verbindung mit den elektrischen Komponenten zum Antrieb der Führungsspindel 32 und der Trommel 22 gemäß den elektrischen Signalen, die vom Schlittensensor 52 und vom Trommelsensor 56 ausgegeben werden. Die vom Druckkopf 28 auf dem Medium 26 auszudruckenden Daten sind in Form einzelner Pixel in einem Speicher 90 gespeichert, der über eine Leitung 92 mit dem Druckkopf 28 verbunden ist. Der Speicher 90 liefert der Leitung 92 Daten gemäß einer Adressierung, die durch einen Adressengenerator 94 bewirkt wird. Der Generator 94 spricht seinerseits auf Lageeinstellsignale an, die von dem Codierer 46 geliefert werden, um den Speicher 90 zu adressieren und Pixeldaten zu liefern, die der Lage des Druckkopfes 28 relativ zur Trommel 22 entsprechen. Die Führungsspindel 32 kann entweder nach vorn oder nach hinten gedreht werden, um den Schlitten 24 in Vorwärtsrichtung oder in Rückwärtsrichtung längs der Trommel 22 anzutreiben. Der Ausgang der Daten vom Speicher 90 hängt davon ab, ob der Schlitten 24 in Vorwärtsrichtung oder in Rückwärtsrichtung angetrieben wird. Demgemäß ist eine Signalisierungsschaltung 96 vorgesehen, die manuell oder automatisch betätigt werden kann, um den Generator 94 zu veranlassen, den Speicher 90 gemäß der Bewegungsrichtung des Schlittens 24 zu adressieren. Die Führungsspindel 32 wird durch einen Motor 98 gedreht, der über ein Untersetzungsgetriebe arbeitet, welches ein Zahnrad 100 und ein Zahnrad 102 aufweist, wobei das Zahnrad 100 vom Motor 98 angetrieben wird, um das Zahnrad 102 zu drehen. Das Zahnrad 102 ist seinerseits auf der Führungsspindel 32 angeordnet. In gleicher Weise wird die Trommel 22 durch einen Motor 104 gedreht, der über ein Untersetzungsgetriebe arbeitet, das aus den Zahnrädern 106 und 108 besteht. Das Zahnrad 106 wird vom Motor 104 angetrieben, um das Zahnrad 108 zu drehen, und das Zahnrad 108 ist auf der Welle 44 der Trommel 22 drehfest aufgesetzt, um diese zu drehen (Fig. 1 und 3).
Das System 20 umfaßt außerdem eine Treiberschaltung 110, um den Motor 98 zu erregen, und eine Treiberschaltung 112, um den Motor 104 zu erregen, und außerdem sind eine Phasenausrichteinheit 114 und ein Oszillator 116 vorgesehen. Im Betrieb liefert der Oszillator 116 ein AC(Wechselstrom)Signal direkt an die Treiberschaltung 112 und über die Ausrichteinheit 114 an die Treiberschaltung 110. Die beiden Motoren 98 und 104 arbeiten synchron bezüglich der Phase eines ankommenden Wechselstromsignals. Beispielsweise kann jeder der Motoren 98 und 104 ein Zweiphasenmotor mit Statorwicklungen sein, die in Phase und in Quadratur eines ankommenden Wechselstromsignals betätigt werden. Die Schaltungen 110 und 112 arbeiten in bekannter Weise, um das Einphasensignal des Oszillators 116 in Zweiphasensignale umzuformen, die Phasen und Quadraturkomponenten haben, wobei die Zweiphasensignale den Motoren 98 und 104 zugeführt werden.
Bei der Schaltung 110 bewirkt die Umkehr der Phasenverbindung nach einer der Statorwicklungen des Motors 98 eine Drehrichtungsumkehr. Ein Signal von der Signalisierungsschaltung 96 wird der Treiberschaltung 110 zugeführt, um die Verbindung von Signalen nach den Statorwicklungen des Motors 98 zuzuführen und diesen vorwärts oder rückwärts anzutreiben. Die Untersetzungsverhältnisse der Zahnräder 100, 102 und der zahnräder 106, 108 sind so gewählt, daß die Verschiebung des Schlittens 24 um einen Betrag erfolgt gleich der Steigung des Schraubenpfades der Pixel auf der Trommel 22. Beispielsweise soll angenommen werden, daß das Gewinde auf der Führungsspindel 32 so gewählt ist, daß der Schlitten 24 um zwölf Gitterlinien 78 (Fig. 2) während jeder Drehung der Schraubspindel 32 vorgeschoben wird. Dann liefern die Übersetzungsverhältnisse der Zahnräder 100, 102 und 106, 108 eine Drehgeschwindigkeit der Trommel 22, die viermal größer ist als die Drehgeschwindigkeit der Führungsspindel 32. Dadurch kann der Schlitten 24 um einen Abstand von drei Gitterlinien 78 für jede Umdrehung der Trommel 22 vorgeschoben werden, um eine Anpassung an die Steigung der Pixelschraubenlinie zu erreichen, die auf das Medium 26 gedruckt wird.
Die Geschwindigkeit des Schlittens 24 führt die Geschwindigkeit der Trommel 22, so daß durchschnittlich die Pixel an ihrer richtigen Stelle längs der Schraubenlinie gedruckt werden. Es können jedoch Fehler bei der Herstellung der Spindel 32 geringe Versetzungen in den Stellungen einiger Pixel auf der Schraubenlinie bewirken, wodurch die Qualität des Druckbildes auf dem Medium 26 verschlechtert wird. Wenn dies der Fall ist, dann stellen Schlittensensor 52 und Gitteraufbau 54 die richtige Lage des Schlittens 24 fest und liefern ein Lageüberwachungssignal der Ausrichtstufe 114. Dieses wird mit dem Lageüberwachungssignal des Trommelsensors 56 verglichen. Die Ausrichteinheit 114 stellt die Frequenz des Wechselspannungssignals vom Oszillator 116 so ein, daß die Phase der Drehung des Motors 98 über die Zahnräder 100 und 102 und die Führungsspindel 32 die Lage des Schlittens 24 so versetzen, daß jegliche Störungen in der Spindel 32 kompensiert werden.
In bezug auf die maximale Genauigkeit des Pixeldrucks muß berücksichtigt werden, daß es zweckmäßig ist, den Gitteraufbau 54 dicht am äußeren Ende des Druckkopfes 28 an zuordnen, so daß die Wirkungen von Abweichungen vermindert werden, die durch Bewegung des Schlittens 24 längs der Spindel 32 und der Schiene 30 eingeführt werden. Es ist weiter zweckmäßig, den Schlitten 24 so auszubilden, daß sein Massenmittelpunkt über oder vorzugsweise direkt auf der Führungsspindel 32 liegt, so daß Vibrationen und Abweichungsbewegungen des Schlittens 24 vermindert werden. Bei einer praktischen Ausführung in der Konstruktion des Systems 20 kann der Gitteraufbau 54 direkt unter dem äußeren Ende des Druckkopfes 28 so angeordnet werden, daß dieselbe Abweichung hinsichtlich der Gehrbewegung erreicht wird und dadurch die Lage des äußeren Endes des Druckkopfes 28 präzise überwacht werden kann. Die Benutzung der Ausgangssignale des Schlittensensors 52 und des Trommelsensors 56 bei der Steuerung der Relativdrehungen der Motoren 98 und 104 bildet eine Rückführungsanordnung, um Ungenauigkeiten der Führungsspindel 32 zu kompensieren. Bei dem erwähnten Ausführungsbeispiel, wo drei Gitterlinien 78 gleich sind der Teilung der Pixelschraubenlinie, gibt es drei Zyklen im Ausgangssignal des Schlittensensors 52 und des Trommelsensors 56 pro Pixeldimension, gemessen längs der Schiene 30.
Fig. 6 zeigt die Konstruktion der Phasenausrichtstufe 114 und der anderen Schaltung, die zur Durchführung der Arbeitsweise des Systems 20 zweckmäßig sind, wobei eine Auswahl hinsichtlich der Größe der Teilung bzw. Steigung der Pixelschraubenlinie getroffen werden kann, die auf dem Medium 26 aufgezeichnet wird.
Die Arbeitsweise der Phasenausrichtstufe 114 zusammen mit den mechanischen Abschnitten des Systems 20 ist ähnlich einer Phasenverriegelungsschleife. Die Ausrichteinheit 114 weist zwei Mischstufen 118 und 120, zwei spannungsgesteuerte Oszillatoren 122 und 124, einen Phasendetektor 126, ein Tiefpaßfilter 128 und einen Operationsverstärker 130 auf. Die Bezugsspannungen werden von zwei Spannungsteilern 132 und 134 geliefert, von denen jeder ein Potentiometer aufweist, das in Reihe zwischen zwei Widerstände geschaltet ist, deren Anschlüsse an eine Spannung V bzw. Erde angelegt sind. Der Spannungsteiler 132 liefert eine Bezugsspannung, die von dem Potentiometer abgezapft und dem Eingang des Oszillators 122 zugeführt wird, um eine Schwingungsfrequenz einzustellen. Im Spannungsteiler 134 wird eine Bezugsspannung am Ausgang des Potentiometers erzeugt und über einen Eingangswiderstand 136 an den Invertierungsanschluß des Verstärkers 130 angelegt. Ein weiterer Eingangswiderstand 138 verbindet einen Ausgang des Filters 128 mit dem nicht-invertierenden Eingang des Verstärkers 130. Ein Rückführungswiderstand 140 verbindet einen Ausgang des Verstärkers 130 mit seinem Invertierungseingang.
Um eine Anpassung an eine Änderung der Steigung der Pixelschraubenlinie auf der Trommel 22 zu bewirken, wurde der Trommelsensor 56 durch zwei Sensoren 56B und 56C ersetzt, von denen jeder die gleiche Form und Konstruktion wie der Sensor 56 hat. Außerdem wurde die einzige Gruppe von Markierungen 58 (Fig. 1 und 3) durch zwei Gruppen von Markierungen 58B und 58C ersetzt. Die Gruppe von Markierungen 58B verläuft längs des äußeren Umfangs der Stirnfläche 60 der Trommel 22 und wird vom Sensor 56B betrachtet. Die Gruppe von Markierungen 58C ist dichter an der Trommelachse angeordnet als die Markierungen 58B, und diese werden durch den Sensor 56C erfaßt. Die Gruppe von Markierungen 58C ist ähnlich den Markierungen 58 insofern, als die Markierungen 58C eine Impulsfolge liefern, die eine periodische Modulation hat, die über drei Perioden pro Einzeldrehung der Trommel 22 verläuft. Im Gegensatz dazu liefert beispielsweise die Gruppe von Markierungen 58B eine Impulsfolge mit einer periodischen Modulation, die über sechs Perioden pro Einzelumdrehung der Trommel 22 verläuft.
Wie ebenfalls in Fig. 6 dargestellt, ist ein Schalter vorgesehen, der drei Abschnitte 142A, 142B und 142C besitzt, die miteinander gekoppelt sind. Der Schalterteil 142B verbindet jeden Trommelsensor 56B, 56C über ein Filter 144 mit einem Eingang des Phasendetektors 126. Der Schlittensensor 52 ist über einen Kondensator 146 mit einem zweiten Eingang des Phasendetektors 126 verbunden. Eine Anstiegsschaltung 148 ist über den Schalterteil 142C mit einem Eingang des Adressengenerators 94 verbunden.
Im Betrieb liest der Trommelsensor 56C die Markierungen 58C während der Drehung der Trommel 22 in der gleichen Weise wie weiter oben unter Bezugnahme auf Fig. 3 beschrieben. Das Filter 144 kann als Tiefpaßfilter ausgebildet sein, das einen kapazitiv gekoppelten Ausgang besitzt. Die Bandbreite des Filters 144 ist auf einen Durchschnittswert über wenige Impulse des Impulsfolgesignals eingestellt, das vom Sensor 56C geliefert wird. Beispielsweise ist eine Periode eines solchen Impulses in der unteren Spur der graphischen Darstellung 150 dargestellt, die über das Filter 144 verläuft. Die Horizontalachse der graphischen Darstellung 150 stellt die Zeitachse dar, und die Vertikalachse die Signalamplitude. Infolge der Durchschnittsbildung des Filters 144 wird eine sich glatt ändernde sinusförmige Wellenform mit einer DC(Gleichstrom)-Komponente erzeugt. Die kapazitive Kopplung am Ausgang des Filters 144 löscht den Gleichstrompegel aus, so daß eine sinusförmige Wellenform entsteht, wie in der oberen Spur der graphischen Darstellung 150 ersichtlich. In gleicher Weise löscht bei dem Schlittensensor 52 der Kondensator 146 den Gleichstromanteil der Wellenform aus, die vom Sensor 52 geliefert wird, so daß eine Wechselspannung am Phasendetektor 126 anliegt. Die Schalterabschnitte 142A bis 142C sind gemäß der zeichnerischen Darstellung so ausgebildet, daß die drei Zyklen der Wechselstromsignale an den Eingangsklemmen des Detektors 126 während jeder Drehung der Trommel 22 auftreten. Dies ist die Situation, die oben unter Bezugnahme auf Fig. 5 für den Fall einer einzigen Anstiegsteilung erläutert wurde.
Im Betrieb der Ausrichteinheit 114 werden die Potentiometer der Spannungsteiler 132 und 134 so eingestellt, daß etwa gleiche Frequenzwerte für die Schwingungen der beiden Oszillatoren 122 und 124 erreicht werden. Der Oszillator 122 liefert ein Signal mit einer Frequenz FR an den Eingang der Mischstufe 118. Der zweite Eingang der Mischstufe 118 empfängt ein Signal mit einer Frequenz FA vom Oszillator 116 und liefert eine Differenzfrequenz FA - FR an die Mischstufe 120. Zu dieser Differenzfrequenz fügt die Mischstufe 120 eine Signalfrequenz FA + FC, die vom Oszillator 124 erlangt wurde, um ein Wechselspannungssignal zu liefern, welches die Frequenz FA + FC hat, und diese wird dem Führungsspindelantrieb 110 zugeführt. FC ist eine Korrekturfrequenzkomponente. Ein Wechselspannungssignal mit der Frequenz FA wird direkt vom Oszillator 116 dem Trommelantrieb 112 zugeführt.
Der Phasendetektor 126 liefert ein Signal, welches die Differenz in der Phase zwischen den Signalen nach den beiden Eingängen des Detektors 126 repräsentiert. Das Ausgangssignal des Detektors 126 kann positiv oder negativ sein, je nach dem Richtungssinn des Phasenfehlers. Das Ausgangssignal des Detektors 126 wird über das Tiefpaßfilter 128 und den Eingangswiderstand 138 dem nicht-invertierenden Eingang des Verstärkers 130 zugeführt. Das Filter 128 glättet das Fehlersignal, welches vom Detektor 126 geliefert wird, und trägt außerdem dazu bei, eine Schleifenbandbreite und eine Ansprechzeit zu erzeugen, wie dies bei der Konstruktion phasenstarrer Schleifen üblich ist. Die Verstärkung des Verstärkers 130 wird in erster Linie durch das Verhältnis der Widerstände 140 und 136 bestimmt, und diese Verstärkung kann mit einem Einheitswert oder mit einem anderen Wert eingestellt werden, der geeignet ist, um die gewünschte Schleifenverstärkung zur Steuerung der Relativgeschwindigkeiten der Motoren 98 und 104 (Fig. 5) zu liefern.
Beim Fehlen eines jeglichen Phasenfehlers liefert der Oszillator 124 eine Frequenz FR, die gleich ist der Frequenz des Oszillators 122, und in diesem Falle werden beide Antriebe 110 und 112 durch Signale angetrieben, die die gleiche Frequenz FA besitzen. Beim Vorhandensein eines Phasenfehlers verschiebt sich die Ausgangsspannung des Verstärkers 130 in ihrem Wert um die Frequenz des Oszillators 124, um eine geeignete Korrekturfrequenz FC zu versetzen, und in diesem Fall unterscheiden sich die Frequenzen der Wechselspannungssignale, die den beiden Motoren 98 und 104 zugeführt werden, um die Korrekturfrequenz FC. Die Korrekturfrequenz FC dauert genügend lange an, um die Lage des Schlittens 24 so einzustellen, daß Ungenauigkeiten der Konstruktion der Führungsspindel 32 kompensiert werden.
Falls es erwünscht ist, die Steigung der Pixelschraubenlinie auf der Trommel 22 zu ändern, werden die Schalterabschnitte 142A bis 142C so betätigt, daß jeder Abschnitt eine andere Stellung einnimmt. Beispielsweise liefert die Einstellung der Markierungen 58B doppelt so viele Modulationszyklen pro Trommelumdrehung wie die Gruppe der Markierungen 58C. Dieses 2:1-Verhältnis wird nur als Beispiel angegeben, und es ist klar, daß auch andere Verhältnisse wie beispielsweise 5:3 oder 3:1 benutzt werden können.
Bei dem Beispiel eines 2:1-Verhältnisses muß sich der Schlitten 24 über doppelt so viele Gitterlinien 78 (Fig. 2) bei sechs Modulationszyklen vorschieben als es der Fall ist, wenn drei Modulationszyklen vorhanden sind. Der Schalterteil 142A legt über die Mischstufen 118 und 120 dem Antrieb 110 eine Oszillatorfrequenz von 2FA an, während der Antrieb 112 vom Oszillator 116 immer noch eine Signalfrequenz von FA erhält. Infolgedessen wird die Führungsspindel 32 mit der doppelten Drehzahl wie vorher gedreht, um eine Anpassung an die vergrößerte Schraubenliniensteigung zu bewirken. Der Schalterteil 142B verbindet den Trommelsensor 56B über das Filter 144 mit dem Phasendetektor 126. Außerdem liefert die Steigungsschaltung 148 ein Digitalsignal über den Schalterteil 142C an den Adressengenerator 94, was einen hohen Steigungswert zur Folge hat. Infolgedessen wird der Speicher 90 (Fig. 5) gemäß dem hohen Steigungswert der Ausgangspixeldaten adressiert, um das Bild auf dem Medium 26 aufzudrucken.
Die Schaltung 148 kann relativ einfach ausgebildet sein und auf einfache Weise ein Signal hoher Spannung oder ein Erdesignal liefern, beispielsweise über zwei Schaltpositionen, die die entsprechenden Steigungswerte angeben. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel können zusätzliche Markierungen, wie beispielsweise die Markierungen 58B und 58C, auf der Stirnfläche 60 ausgebildet werden, um noch weitere Steigungswerte zu erzeugen. In diesem Fall würden die Digitalsignale durch die Schaltungen 148 ausgegeben, um den Generator 94 zu adressieren, und es würden zusätzliche Sensoren benutzt werden, die wie der Sensor 56 ausgebildet sind, und es würden zusätzliche Frequenzen von der Schaltung des Oszillators 116 ausgegeben. Außerdem wären zusätzliche Stellungen für die Schalterteile 142A bis 142C erforderlich, um die entsprechende Steigung zu erzeugen.
Fig. 7 zeigt eine Teilansicht eines Abschnitts einer abgewandelten Ausführungsform des Systems 20 in größerem Maßstab. Die Ansicht zeigt einen Arm 152 des Schlittens 24, der strichliert dargestellt ist und der sowohl einen Druckkopf 154 als auch einen Sensor 156 trägt. Der Arm 152 erstreckt sich vom Schlitten 24, um den Druckkopf 154 längs des Mediums 26 einzustellen, das von der Trommel 22 getragen wird, um Pixelmarkierungen 158 aufzudrucken, wenn sich die Trommel 22 um ihre Achse 160 dreht. Der Druckkopf 154 kann als Festkörperlaser ausgebildet sein, der in einem Gehäuse angeordnet ist, wobei elektrische Leitungen 162 herausgeführt sind, die als Datenleitungen 92 (Fig. 5) dienen, über die Datensignale vom Speicher 90 geliefert werden. Durch den Laser des Druckkopfes 154 wird ein Lichtstrahl 164 ausgesandt, um auf dem Medium 26 Markierungen 158 zu erzeugen.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung steht eine Ringscheibe 166 quer zur Trommel 22 an einem Ende vor, und diese Ringscheibe trägt eine Gruppe von Markierungen 168 auf der inneren Oberfläche, die dem Sensor 156 zugewandt ist. Der Sensor 156 richtet einen Lichtstrahl 170 nach der Scheibe 166. Der Lichtstrahl ist durch die Scheibe 166 nach dem Sensor 156 zurückreflektiert. Die Reflexionen des Strahls 170 werden periodisch durch die Markierungen 168 moduliert. Der Sensor 156 spricht auf die Modulationen des reflektierten Lichtstrahls an und liefert periodische elektrische Signale, die geeignet sind für die Arbeitsweise der Ausrichteinheit 114 (Fig. 5), um den Druck der Pixelmarkierungen 158 mit den Stellungen von Trommel 22 und Schlitten 24 zu synchronisieren.
Fig. 8 zeigt ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel des Systems 20, wobei die Gittermarkierungen des Gitteraufbaus 54 (die als Linien 78 am stationären Gitter 62 in Fig. 2 dargestellt sind) bei dem abgewandelten Ausführungsbeispiel nach Fig. 8 auf einer transparenten zylindrischen Hülse 172 ausgebildet sind. Fig. 8 ist eine vereinfachte Explosionsansicht, welche die Umhüllung der Trommel 22 mit dem Medium 26 und die Umschließung des Mediums 26 durch die Hülse 172 zeigt. Außerdem ist schematisch ein Sensor 174 dargestellt, der auf einem Arm 176 des Schlittens 24 sitzt. Der Sensor 174 weist eine Lichtquelle 178 auf, um einen Lichtstrahl nach der Hülse 172 und dem Medium 26 zu schicken, und es ist ein Detektor 180 vorgesehen, der den Lichtstrahl empfängt, der vom Medium 26 über die Hülse 172 reflektiert wurde. Ein lineares Gitter 182 wird starr über eine Strebe 184 vom Arm 176 getragen. Das Gitter 182 hat die gleiche Grundausbildung wie das Gitter 66 gemäß Fig. 2, und es kann ebenso wie das Gitter 66 eine ebene Oberfläche aufweisen, oder es kann vorzugsweise gekrümmt sein, um eine Anpassung an die Krümmung der zylindrischen Oberfläche der Hülse 172 zu gewährleisten. Ein Druckkopf 186 richtet einen Schreibstrahl 188 durch die transparente Hülse 172 auf das Medium 26, um darauf Pixelmarkierungen abzubilden. Gemäß der schematischen Darstellung nach Fig. 8 wird der Druckkopf 186 von dem Arm 176 über eine Strebe 190 getragen; es ist jedoch klar, daß in der Praxis der Druckkopf 186 über eine mechanische Ausbildung eines Armes, wie beispielsweise durch den Arm 152 gemäß Fig. 7, getragen werden kann.
Die Hülse 172 ist mit kreisförmigen Gitterlinien 192 versehen, die die Hülse 172 in Ebenen senkrecht zur Trommelachse 160 umschließen. Die Breite und der Abstand der Linien 192 sind gleich der Breite und dem Abstand der Linien 78 des Gitters 66 (Fig. 2). Das lineare Gitter 182 ist mit Gitterlinien 194 versehen, die ebenfalls die gleiche Breite und den gleichen Abstand besitzen wie die Linien 78 des Gitters 66 (Fig. 2), und sie erstrecken sich in Ebenen quer zur Trommelachse. Das lineare Gitter 182 besteht aus einem transparenten dimensionssteifen Material, beispielsweise aus Glas oder einem Polycarbonatkunststoff oder einem Acrylharz, und diese Materialien können auch bei der Konstruktion der Hülse 172 benutzt werden. Das Gitter 182 liegt dicht über der Hülse 172, und der Abstand ist nur so groß, daß ein ausreichender Zwischenraum geschaffen wird, der eine Relativbewegung dazwischen ermöglicht.
Die Linien 192 bestehen aus einem Material, welches gegenüber einer Strahlung mit den Wellenlängen des Lichtes im Schreibstrahl 188 durchlässig ist, jedoch sind die Linien gegenüber einer Strahlung mit Wellenlängen opak, das durch die Quelle 178 erzeugt wird. Dadurch kann der Ausdruck von Markierungen auf dem Medium 26 durch den Druckkopf 186 fortschreiten, und zwar in der gleichen Weise, wie dies unter Bezugnahme auf das Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 beschrieben wurde. Infolge der Opazität der Linien 192 gegenüber dem Licht aus der Lichtquelle 178 arbeitet jedoch der Sensor 174 in der gleichen Weise wie der Schlittensensor 52 (Fig. 2). Der Detektor 180 betrachtet das Licht, welches vom Medium 26 reflektiert wurde und welches in die Zwischenräume zwischen den Gitterlinien 192 und in die Abstände zwischen den Gitterlinien 194 übertragen wurde. Während der Bewegung des Schlittens 24 relativ zur Trommel 22 wird der vom Detektor 180 empfangene Lichtstrahl durch die Bewegung der Gitterlinien 194 an den Gitterlinien 192 vorbei moduliert, und dies führt dazu, daß der Detektor 180 ein elektrisches Signal liefert, welches dem elektrischen Signal entspricht, das der Detektor 76 des Schlittensensors 52 (Fig. 2) liefert. Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 8 ist insofern vorteilhaft, als eine Ausrichtung zwischen der Gruppe von Gitterlinien 92 und dem Bild auf dem Medium 26 maximiert wird, und außerdem wird eine Ausrichtung selbst dann gewährleistet, wenn eine Vibration in den mechanischen Bauteilen des Systems 20 während des Druckvorganges auftritt. Hierdurch wird eine präzise Konstruktion des Bildes gewährleistet.
Gemäß der Erfindung ist das Drucksystem in der Lage, äußerst genaue Bilder selbst unter Situationen zu erzeugen, wo der Schlittentransport keine hohe mechanische Präzision besitzt, wie es der Fall ist, wenn eine grobe Führungsspindel benutzt wird. Die Benutzung photo-optisch erzeugter Signale ermöglicht eine phasenstarre Verbindung des Schlittentransports mit der Trommeldrehung. Durch Benutzung der Gruppe von Markierungen mit periodischem Format auf der Trommel oder von solchen, die mit der Trommel verbunden sind, kann eine vorwählbare Steigung einer Druckschraubenlinie eingestellt werden.

Claims

1. System zur Lageeinstellung eines Schlittens (24) relativ zu einer drehbaren Trommel (22) mit den folgenden Merkmalen:

- eine Trommel 22) ist um eine Achse drehbar gelagert, wobei die Trommel (22) dazu dient, ein Druckmedium (26) zu tragen, welches die Trommel (22) umschlingt;

- ein Schlitten (24) weist einen Druckkopf (28) auf, der der Trommel (22) zugewandt ist;

- eine Leitspindel (32) bewegt den Schlitten (24) und den Druckkopf (28) längs eines Pfades parallel zur Trommelachse, wobei die Drehbewegung der Trommel (22) und die gleichzeitige Versetzung des Schlittens (24) einen Pfad von Markierungen bilden, die längs einer Schraubenlinie auf dem Medium aufgedruckt sind;

- ein Gitteraufbau (54) ist längs des Pfades angeordnet, um ein erstes Signal zu erzeugen, welches die Lage des Schlittens (24) längs des Pfades während der Bewegung des Schlittens (24) anzeigt;

- wobei die Gittermarkierungen (58;86) auf der Trommel (22) angeordnet sind und die Steigung der Schraubenlinie bestimmen;

- ein Sensor (56) ist betriebsmäßig mit der Trommel (22) verbunden, um ein zweites Signal zu erzeugen, welches die Drehstellung der Trommel (22) während ihrer Drehung anzeigt;

- Synchronisationsmittel (114) sprechen auf die ersten und zweiten Signale an, um die Bewegung des Schlittens (24) mit der Drehung der Trommel (22) zu synchronisieren, wobei die Synchronisationsmittel Einrichtungen (98,104) aufweisen, um die Leitspindel (32) und die Trommel (22) mit unterschiedlicher Drehzahl anzutreiben, wobei die Dreheinrichtungen Mittel (110, 112) aufweisen, um die Drehzahl von Leitspindel (32) und Trommel (22) relativ zueinander einzustellen, und wobei der Sensor (56) dem zweiten Signal eine periodische Modulation aufprägt, die mehrere Zyklen pro Umdrehung der Trommel (22) aufweist und wobei das erste Signal durch das Gitter (56) mit einer periodischen Modulation versehen wird, die sich zyklisch mit der Zunahme der Versetzung des Schlittes (24) ändert;

- die Synchronisiermittel weisen eine Einrichtung auf, um Zyklen der Modulationswellenform des ersten Signales mit Zyklen der Modulationswellenform des zweiten Signales in der Phase zu verriegeln, um eine vorbestimmte Zahl von Versetzungszunahmen des Schlittens pro Teilung der Druck-Schraubenlinie zu erzeugen.

2. System nach Anspruch 1, bei welchem der Gitteraufbau (54) ein erstes Gitter (62) längs des Pfades und ein zweites Gitter (66) aufweist, wobei der Schlitten (24) relativ zu dem ersten Gitter (62) beweglich ist, während der Schlitten (24) gegenüber dem zweiten Gitter (66) festgelegt ist, um das zweite Gitter (66) entlang dem ersten Gitter (62) zu bewegen, während sich der Schlitten (24) bewegt, wobei der Gitteraufbau (54) außerdem optische Mittel (74) aufweist, um einen Lichtstrahl nacheinander durch das erste (62) und durch das zweite Gitter (66) derart zu schicken, daß die Relativbewegung zwischen den Gittern (62,66) den Lichtstrahl moduliert, wobei die optischen Mittel einen Detektor (76) für die Modulation des Lichtstrahles aufweisen, um das erste Signal zu liefern.

3. System nach Anspruch 2, bei welchem das erste Gitter (192) als Hülse (172) ausgebildet ist, die über dem Druckmedium (26) liegt.

4. System nach Anspruch 1, bei welchem der Sensor (56) eine Gruppe der Markierungen (58,86) sich ändernder räumlicher Frequenz aufweist, die auf der Trommel (22) fixiert sind, wobei optische Mittel (82) die Gruppe von Markierungen (58,86) mit einem Lichtstrahl beleuchtet, wobei die sich ändernde räumliche Frequenz der Markierungen den Lichtstrahl gemäß der Drehbewegung der Trommel (22) moduliert und die optischen Mittel einen Detektor (84) für die Modulation des Lichtstrahles aufweisen, um das zweite Signal auszugeben.

5. System nach Anspruch 1, bei welchem die Markierungen (58) des Sensors auf einer Stirnfläche (60) der Trommel (22) angeordnet sind und sich in Radialrichtung zur Trommelachse erstrecken.

6. System nach Anspruch 1, bei welchem die Markierungen (86) des Sensors 56) auf einer zylindrischen Oberfläche (88) der Trommel (22) angeordnet sind.

7. System nach Anspruch 1, bei welchem die Sychronisationsmittel eine Einrichtung aufweisen, um die Zahl der Versetzungszunahmen des Schlittens (24) in der Teilung der Schraubenlinie zu verändern.