JP2001272794A - 駆動系 - Google Patents

駆動系

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JP2001272794A JP2001026985A JP2001026985A JP2001272794A JP 2001272794 A JP2001272794 A JP 2001272794A JP 2001026985 A JP2001026985 A JP 2001026985A JP 2001026985 A JP2001026985 A JP 2001026985A JP 2001272794 A JP2001272794 A JP 2001272794A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 走査／記録ユニット２４，２６が原画／記録
材料４を走査／記録ライン３０に沿って周期的に走査／
露光し、ワゴン８が駆動装置を用いてラインに対して垂
直である直線に沿って前送りされ、駆動装置は、電動機
１６と回転運動をワゴンの直線運動に変換する装置１０
とを有し、電動機回転数はマスタクロックの、整数の係
数による分周によって発生される制御パルスの周波数に
よって決められる、複製装置における走査／記録ユニッ
トを支持しているワゴンに対する駆動系を簡単に高精度
に送り運動を調整できるようにする。 【解決手段】 それぞれの走査または記録周期におい
て、同じ数の制御パルスをマスタクロックの１つまたは
複数の周期ｔＭだけ延長または短縮することができるよ
うにする装置を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、複製装置におけ
る、走査または記録ユニットを支持しているワゴンに対
する駆動系であって、走査または記録ユニットは原画ま
たは記録材料を走査または記録ラインに沿って周期的に
走査または露光し、かつワゴンが駆動系を用いて走査ま
たは記録ラインに対して垂直である直線に沿って前送り
され、ここで駆動装置は、電動機と、該電動機の回転運
動をワゴンの直線運動に変換するための装置とを有し、
該電動機の回転数は制御パルスの周波数によって決めら
れ、該制御パルスはマスタクロックの、整数の係数によ
る分周によって発生される形式のものに関する。
【０００２】
【従来の技術】この形式の複製装置に対する例は、シリ
ンダ形槽状体の内面に載着されている記録材料上に情報
を記録するためのいわゆる内面ドラム式記録器または露
光器である。記録は集束された光束を用いて複数回行わ
れる。光束は、シリンダ形槽状体の仮想軸線に配置され
ている回転する偏向器によって記録材料上に偏向され
る。偏向器が高速回転している間、偏向器は軸線に沿っ
てステップ毎または連続的に走行されるので、記録材料
は、螺旋形状または円形状のラインに沿って、主にスク
リーン化されたモチーフを用いて露光される。
【０００３】複製装置に対する別の例は、原画に存在し
ている画像情報をデジタル化するために、シリンダ形状
のドラムの外面に配置されている原画の光学的な走査の
ための外部ドラムスキャナーである。この例においては
普通はドラムが回転し、一方光電走査ユニットがドラム
の軸線に対して平行に緩慢に移動される。
【０００４】この形式の複製装置では、走査または記録
ユニットを支持しておりかつ軸線方向にガイドされてい
るワゴンは例えば、軸線方向に延在しているねじスピン
ドルを用いて駆動される。ねじスピンドルは、大抵はス
テップモータである電動機によって回転される。別の駆
動装置は例えば帯鋼または索によって動作するか、また
はリニヤモータが使用される。ステップモータに対する
制御パルスの周波数は詳細に調整設定可能でなければな
らずかつ走査または記録期間中、非常に一定に保持され
なければならない。というのは、位置誤差が極めて僅か
であっても記録または走査品質が損なわれる可能性があ
るからである。
【０００５】制御パルスは従来、高周波のマスタクロッ
クから得ている。マスタクロックが分周器において整数
の係数によって分周される。係数は、発生される前送り
運動の速度が所望の前送り速度のできるだけ近傍にある
ように選択される。制御パルスの周波数を細かな段階で
調整設定することができるようにするために、ギガヘル
ツの領域にある極めて高いマスタクロック周波数を使用
しなければならないか、または小数点の前および後の分
周器に対するアナログＰＬＬモジュールを備えたシンセ
サイザーが必要である。前者の場合は、ＥＣＬ技術にお
けるロジック回路を用いてしか処理することができな
い。
【０００６】このような技術には比較的高いコストが要
求されかつ更に、問題に結び付いている。ギガヘルツ技
術の場合、電磁適合回路を開発するのは難しく、かつシ
ンセサイザーの場合、ジッタおよびドリフト現象が発生
し易い。この種の現象は大きなコストによって補償され
て、必要な周波数安定性が実現されるようにしなければ
ならない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、比較
的簡単な手段で前送り運動を発生することができ、この
運動の速度を微細に調整設定することができかつ厳密に
一定に保持することができるようにした、複製装置にお
ける走査または記録ユニットの線形前送りに対する駆動
系を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段および発明の実施の形態】
この課題は、冒頭に述べた形式の駆動系において本発明
によれば、それぞれの走査または記録周期において、同
じ数の制御パルスをマスタクロックの１つまたは複数の
周期だけ延長または短縮することができるようにする装
置を備えていることによって解決される。
【０００９】マスタクロックから整数の逓降分周によっ
て得られる個別パルスをマスタクロックの１つまたは複
数の周期だけ延長して、パルスの周波数を非常に細かく
精密に調整設定する技術は「タイミングキャッチないし
クロック抜き取り（Taktklau）」または「２進分数分周
器」技術としてそれ自体公知である。本発明では、周期
的なマスタクロックへの介入が走査または記録周期と同
期をとられていることになる。この措置によって、機械
振動数またはスクリーン周波数を有するうなりを引き起
こす可能性がある、制御パルス中の妨害周波数が妨げら
れる。この種のうなりによって。目に見える、ひいては
目障りとなる縞模様またはモアレパターンが生じること
がある。
【００１０】本発明によれば、ワゴンの、走査または記
録ラインに対して垂直である前送り運動の平均速度を、
マスタクロックが「クロック抜き取り」なしに必要であ
るはずであるほど高い周波数でないときですら、非常に
詳細に調整設定することができる。すなわち、マスタク
ロックを分周する整数の係数の他に、所望の前送り速度
を調整設定するために、変化することができる２つの別
の係数を使用できるようにする。これら係数は第１に、
それぞれの走査または記録周期において、その都度マス
タクロックの１つまたは複数の周期だけ延長または短縮
される制御パルスの数、および第２に、その都度の走査
または記録周期を延長または短縮する、マスタクロック
の周期の数である。それ故に実際の使用に対しては、約
１００ＭＨｚの僅かなマスタクロック周波数で十分であ
る。これは、例えばＴＴＬ技術のような簡単なデジタル
技術によって、問題なく発生しかつ処理することができ
る周波数である。
【００１１】マスタクロックの周波数自体は本発明にお
いては常時一定に保持することができる。というのは、
前送り速度を決定する係数を適当に変更することによっ
て、走査または記録過程の開始時に電動機の加速も制御
することができるからである。周波数一定のマスタクロ
ックは、これまで必要であったような周波数可変のマス
タクロックよりも著しく簡単に発生しかつ一定に保持す
ることができる。
【００１２】個々の制御パルスの延長または択一的に短
縮を走査または記録周期と同期することによって、１つ
の走査または記録ラインから次の走査または記録ライン
への前送り区間が常時同じであることが実現される。従
って、走査されるまたは記録されるスクリーンにおける
密度変動は生じない。これがあると、視認される縞模様
またはモアレパターンが生じる可能性がある。
【００１３】本発明の基本的な解決法によれば、個々の
制御パルスはそれぞれの走査または記録周期において延
長されるかまたは短縮される。本発明を市販の電子モジ
ュールを用いて実際に実現するために、これら２つの択
一例の第１が提供される。殊に、このような１つの実施
形態において、個々の制御パルスはそれぞれの走査また
は記録周期において次のようにしてマスタクロックの１
つの周期または複数の周期だけ延長される：それぞれの
走査または記録周期において、同じ数のマスタクロック
の周期がマスクアウトされ、ここで残っている周期は整
数の係数によって逓降分周されて制御パルスに形成され
る。この場合、マスタクロックを分周する整数の係数
は、制御パルスの周波数がマスクアウトなしにライン周
波数のちょうど上方にあるように選択される。
【００１４】制御パルスが延長されるのではなくて短縮
される回路も択一的に考えられる。この場合、マスタク
ロックを分周する整数の係数は、制御パルスの周波数が
短縮なしにライン周波数のちょうど下方にあるように選
択される。
【００１５】本発明の有利な実施形態において、電動機
はステップモータである。ステップモータの使用は、そ
の回転角度が制御パルスの数に厳密に比例しているとい
う利点を有している。更に、ステップモータを多かれま
たは少なかれ制御パルスによって直接制御することがで
きる。特別共振の少ない走行を可能にする細かい段階の
中間電流を用いたステップモータの高分解能な作動モー
ドが有利である。この作動モードでは、矩形の制御電流
から、ステップモータの巻線に対する近似的に正弦波状
の相電流が発生される。
【００１６】ステップモータが電動機として使用される
のであれば、付加的に機械的な減衰体が必要になる。こ
れは回転可能に支承されている質量体によって実現さ
れ、質量体の慣性モーメントは駆動装置のその他の回転
部分の慣性モーメントより著しく大きくかつ該質量体は
可撓性の連結手段を介して駆動装置のその他の回転部分
回転可能に連結されている。それぞれの走査または記録
周期においてマスタクロックへの介入はほぼ同じである
ので、依然残る障害は可撓的に連結されている回転する
質量体によって十分に減衰されるので、共振が高められ
ることはない。更に、依然残る障害の周波数は、機械的
な振動が確実に防止される程度に十分に、機械的な共振
周波数の上方にある。
【００１７】可撓性の連結手段は有利には、摩擦クラッ
チであり、これはリング状の摩擦ライニングによって簡
単に実現される。摩擦ライニングは定心されて支承され
ているディスクを把持しており、該ディスクは回転可能
に支承されている質量体を形成している。摩擦クラッチ
は構造が機械的に簡単であるという他に、制動モーメン
トが均一でしかも回転数に無関係であるという利点を有
しているので、ディスクの振動を減衰するという作用は
全体の回転数領域において生じ、すなわち所望のいずれ
の走査または記録周波数においても生じる。
【００１８】原理的に、摩擦クラッチの他に、ディスク
とその他のシステムとの間の相対運動を可能にする別の
形式のクラッチ、例えばハイドロダイナミック・クラッ
チも考えられ、ここで回転する質量体は流れる媒体自体
によって形成することもできる、強磁性流体クラッチま
たはゴムクラッチ。しかし摩擦クラッチに対して原理的
に考えられる択一例では、均一でかつ大幅に回転数に無
関係な振動減衰を実現するのは困難である可能性があ
る。
【００１９】ステップモータに対する択一例として、電
動機として調整される直流モータを使用することができ
る。この場合、付加的に回転角度発生器が必要である。
回転角度発生器の測定パルスは調整回路に供給され、調
整回路はそれぞれの制御パルスが直流モータの一定の回
転角度を引き起こすように配慮する。殊に、直流モータ
の軸に、回転角度発生器としてタイミングディスクが存
在している。そこからセンサによってクロックが導出さ
れる。クロックの周波数はモータの実際回転数に比例し
ている。本発明により発生される制御パルスは、モータ
の目標回転数に比例している周波数を有している。位相
コンパレータによって、通例の調整技術を用いて、２つ
の周波数が比較されかつそこからモータを追従調整する
ための調整量が取り出される。このような直流駆動に対
しては、機械的な減衰は必要ない。
【００２０】本発明は例えば、内部ドラム式複製装置、
例えば記録材料または原画がシリンダ形状に配置されて
おりかつ高速回転する光偏向器を用いて行毎に露光され
または走査され、その際光偏向器がシリンダ軸線に沿っ
て緩慢に移動する、内部ドラム式記録器または内部ドラ
ム式スキャナーに適している。
【００２１】本発明は、例えば、走査または記録ユニッ
トの偏向器または相応の部分が高速回転するのではなく
て、ドラムの内面または外面に原画または記録材料が載
着されており、その際走査ないし記録ユニットまたはド
ラムが電動機を用いて緩慢に軸線方向に前送りされるよ
うになっている、別の複製装置に対しても適している。
【００２２】更に本発明は、原画の走査ないし記録ユニ
ットないし記録材料間に緩慢な相対運動および高速の相
対運動が生じ、その際高速の相対運動は通例、緩慢な相
対運動に対して垂直に行われるというすべての複製装置
に対して適している。このような装置のすべてにおい
て、２つの軸線の本発明による結合、すなわち走査また
は記録ライン（高速の相対運動）の、前送り方向（緩慢
な相対運動）との結合を行うことができて、上述した利
点が得られることになる。
【００２３】すなわち、本発明は内部または外部ドラム
式記録器または露光器に制限されておらず、それは、原
画ないし記録材料がシリンダ形状に配置されていないま
たは部分的にしか配置されていないような記録器または
露光器にも適している。これらには例えば平床式または
キャプスタン露光器または記録器がある。このような形
式の露光では、露光すべきフィルムがフラットな台上に
緊張固定され、ないし緩慢にドラムを介してガイドされ
る。露光するレーザビームは有利には、高速回転する多
面鏡または振動鏡によって台またはドラムの前送りを横
断する方向に偏向されかつ対物レンズを介してフィルム
に結像される。キャプスタン露光器によって「任意の」
長さのフィルムストリップを露光することができる。
【００２４】本発明の別の特徴および利点は実施例の以
下の説明および参照する図面から明らかである。
【００２５】
【実施例】次に本発明を図示の実施例につき図面を用い
て詳細に説明する。
【００２６】図１に図示の内部ドラム記録装置はシリン
ダ形の槽状体２を含んでいる。これは内面に記録材料４
を担持している。記録材料はこの例では感光性の材料で
ある。シリンダ形の槽状体２の上方に、長く延びたガイ
ドレール６がシリンダ形の槽状体２の軸線に沿って平行
に延在している。ガイドレールのうち図１には１つしか
図示されていない。ガイドレール６には搬送ワゴン８が
ガイドされるようになっているので、搬送ワゴンはシリ
ンダ形の槽状体２の軸線に対して平行にシリンダ形の槽
状体２の全体の長さにわたって走行可能である。
【００２７】搬送ワゴン８にある図示されていない錠ナ
ットまたは別の係合要素がスピンドル１０に係合する。
スピンドルはシリンダ形の槽状体２の軸線に対して平行
にその全体の長さにわたって延在しておりかつその両端
部で軸受け１２および１４に回転可能に支承されてい
る。軸受け１２および１４の間でスピンドル１０はねじ
を備えている。スピンドル１０の一端は軸受け１２を越
えてステップモータ１６まで延在している。ステップモ
ータの駆動軸にスピンドル１０が固定連結されている。
ステップモータ１６のケーシングは内部ドラム記録器、
例えばガイドレール６に連結されている。スピンドル１
０および錠ナットは、ステップモータ１６の回転運動を
搬送ワゴン８の直線運動に変換するための装置を形成し
ている。
【００２８】ステップモータ１６と軸受け１２との間の
スピンドル１０の部分に、ディスク１８の形の回転対称
な質量体が回転可能に支承されている。ディスク１８の
扁平な側に、摩擦クラッチ２０が連行するように把持さ
れている。これはスピンドル１０に連結されている。デ
ィスク１８および摩擦クラッチ２０は減衰装置を形成し
ている。この装置の構造および機能は後で詳細に説明す
る。
【００２９】搬送ワゴン８は電動機２２および光源２６
を支持している。電動機の駆動軸には９０°の光偏向器
２４が固定されている。電動機の駆動軸２２，９０°の
光偏向器２４および光源２６はシリンダ形の槽状体２の
軸線上に順次配置されている。光源２６は光ビーム２８
を光源２６からシリンダ形の槽状体２の軸線に沿って光
偏向器２４に指向する。光偏向器２４は光ビーム２８を
軸線に対して垂直にシリンダ形の槽状体２に偏向する。
光ビーム２８は、その焦点がほぼ記録材料４の上表面に
くるように集束されている。
【００３０】作動中、光偏向器２４は電動機２２によっ
て高速回転されるので、光ビーム２８は記録材料４上を
繰り返し走行する。光源２６にある光変調器を用いて、
光ビーム２８を非常に高速に投入および遮断して、記録
ライン３０の鎖線によって示されているように、記録材
料４を円形状の記録ライン３０に沿って所望のスクリー
ンを露光することができる。
【００３１】光偏向器２４が高速回転する間、搬送ワゴ
ン８はシリンダ形の槽状体２の軸線に沿って緩慢に走行
して、記録材料４をライン毎に露光する。この場合集束
された光ビーム２８は記録材料４上に螺旋形状のライン
を記録する。
【００３２】各ラインを露光するためのスタート時点を
制御するために、差ダイオード３２が用いられる。差ダ
イオードは、光ビーム２８がこの上を掃引するとき、光
ビームを記録する。搬送ワゴン８にある基準マーク３４
および例えばここではフォーク状ライトバリヤを含んで
いる機械に固定されている位置検出器３６が、搬送ワゴ
ン８に対する基準位置を供給する。
【００３３】露光過程の開始時に搬送ワゴン８は、位置
検出器３６および基準マーク３４によって決められてい
る基準位置においてスピンドル１０の端部に存在してい
る。電動機２２は一定の回転数にもっていかれ、かつ所
望の回転数に達するや否や、搬送ワゴン８は一定の速度
で移動する。搬送ワゴン８が一定の速度で移動する間、
記録材料４の露光は光ビーム２８を用いて、スクリーン
化されたモチーフによって頻繁に行われる。
【００３４】電動機２２、ひいては光偏向器２４の回転
数は露光の期間中、前以て決められている値を有してい
る。これは、約１０ｐｐｍ（parts per miliion, 百万
分率）において一定である。
【００３５】搬送ワゴン８の前送り速度は同様に非常に
一定に保持されなければならない。殊に、搬送ワゴン８
の規定の走行区間において露光されるラインの数を５０
ｐｐｍより小さな精度で厳守することが要求される。す
なわち、ステップモータ１６に対する制御パルスの周波
数は最大５０ｐｐｍを中心に変動しても構わない。
【００３６】後で詳述する理由から、搬送ワゴン８の前
送り速度は更に、非常に細かな段階で調整設定可能であ
るべきである。この段階は前送り速度の５０ｐｐｍより
著しく小さい、ステップモータ１６に対する制御パルス
を発生するために、図２にブロック線図として示されて
いる電子回路が用いられる。この場合制御パルスの風波
数は相応に一定に保持することができと共に、相応に細
かく調整設定可能でもある。
【００３７】図２に図示の回路はマスクアウト部４０を
含んでいる。ここには、一定の周波数Ｍを有する矩形パ
ルスからのマスタクロックと、イネーブル信号と、マス
クアウト信号４２とが供給される。主分周器４４に供給
される、マスクアウト部４０出力信号は、マスクアウト
がイネーブル化されていないとき、マスタクロックに相
応している。マスクアウトがイネーブル化されていると
き、マスクアウト部４０の出力信号は、マスクアウト信
号４２によって確定される個々の周期がマスクアウトさ
れているマスタクロックに等しい。
【００３８】主分周器４４はマスクアウト部４０から供
給されるパルス列を整数の係数ｐによって分周し、ステ
ップモータ１６に対する制御パルス（図１）が発生され
るようにする。制御パルスは更に、分周器Ｔ２に供給さ
れる。この分周器は偏向器クロック信号によってリセッ
トされかつ新たにスタートされる。偏向器クロック信号
は、光偏向器２４の回転の持続時間に相応している周波
数Ｕないし周期、すなわち記録周期を有している。分周
器Ｔ２に供給されるパラメータｎは、光偏向器２４の回
転当たりいくつのステップモータステップにおいてクロ
ックマスクアウトが行われるべきであるかを決定する。
【００３９】分周器Ｔ２の出力信号は分周器Ｔ１に供給
される。分周器Ｔ１には更に、マスクアウト部４０の出
力信号およびマスタクロックＭが供給される。分周器Ｔ
１に供給されるパラメータｍは、クロックマスクアウト
が行われるべきである、ステップモータのステップ当た
りマスタクロックＭのいくつの矩形パルスが実際にマス
クアウトされるかを決定する。分周器Ｔ１の出力信号は
マスクアウト信号４２を形成する。これはマスクアウト
部４０に供給される。パラメータｎおよびｍは１より大
きな整数であるかまたは１に等しい。
【００４０】種々様々な周波数に対する実際に近い値は
次の通りである：振動クォーツを用いて発生されるマス
タクロックは通例、約６０ＭＨｚの周波数Ｍを有してい
る。偏向器クロック信号の周波数Ｕ、すなわち偏向器２
４によって偏向される光ビーム２８の、槽状体２におけ
る周期周波数は通例、約５００Ｈｚである。ステップモ
ータ１６に対する制御パルスは普通、記録材料４に記録
すべきモチーフの所望の分解能に依存して、約１０ない
し２００ｋＨｚの領域にある周波数Ｓを有している。
【００４１】パルスダイヤグラムにおける種々異なった
周波数を比較的容易に表示できるように、周波数が、実
際にそうであるより著しく相互に近接している例から出
発する。この例に対する時間同期パルスダイヤグラムが
図３に示されている。
【００４２】図３のパルスシーケンスａ）は、偏向器ク
ロック信号の２つの周期を多少上回る周期を示してい
る。ここで非同期に発生される一定のマスタクロック
（図３のパルスシーケンスｂ））は１偏向器周期中に７
２．５マスタクロック周期が該当している。図３の例に
おいて、マスタクロックおよび偏向器クロック信号は非
同期であるが、同期していることもあり、その場合偏向
器クロック信号はマスタクロックに依存して発生され
る。
【００４３】パルスシーケンスｃ）は、マスクアウト部
４０においてマスタクロックの個々の周期のマスタクロ
ックが生じないときの、ステップモータ１６に対する制
御パルス例を示している。主分周器４４にロードされる
係数ｐは、ステップモータ１６に対する制御パルスの周
波数がマスクアウトのない場合に、所望の分解能のため
に必要とされる周波数のちょうど上にくるように選択さ
れる。この例において、係数ｐは値１２を有しているの
で、それぞれの制御パルスはちょうど、１２マスタクロ
ック周期ｔＭ長である。これに応じて、偏向器のクロッ
ク信号の周期はここでは６．０４２のステップモータの
ステップ長である。
【００４４】マスクアウトがイネーブル化され、かつパ
ラメータｎおよびｍをｎ＝２およびｍ＝１に選択したも
のと仮定する。この場合、分周器Ｔ１およびＴ２は、主
分周器４４から出力される、ステップモータ１６用の制
御パルスが図３のパルスシーケンスｄ）に示されている
ような形を有するように作用する。殊に、偏向器周期内
でステップモータに対する最初の２つの制御パルスはそ
れぞれ１マスタクロック周期ｔＭだけ延長されており、
すなわちそれぞれ１３個のマスタクロック周期ｔＭ長で
あり、一方それに続く４つの制御パルスは偏向器クロッ
ク信号の周期において１２のマスタクロック周期ｔＭに
とどまっている。このことは、偏向器クロック信号の続
くそれぞれの周期において繰り返される。そこでこれに
よれば、偏向器クロック信号の周期は５．８７５ステッ
プモータステップを有している。
【００４５】従って、２つのパラメータｎおよびｍを変
えることによって（並びにパラメータｐの周波数変化が
比較的大きい場合）、種々異なった周波数Ｓを有するス
テップモータ１６に対する制御パルスを発生することが
できる。周波数段階付けの最大の詳細度は偏向器クロッ
ク信号の周波数Ｕの、マスタクロックの周波数Ｍに対す
る比、すなわちＵ／Ｍに相応する。上述した実例に近い
周波数値によって、Ｕ／Ｍ＝５００／６０００００００
＝８．３３ｐｐｍであり、これは要求される５０ｐｐｍ
より遙かに小さい。
【００４６】図３から分かるように、ステップモータ１
６に対する制御パルスは偏向器クロック信号に結合され
ている。「クロック抜き取り」はその都度、最小の可能
な時間単位、すなわち偏向器周期内に、従って偏向器周
期に同期して行われる。
【００４７】偏向器クロック信号の周期（偏向器周期）
毎の補正係数は次の通りである： １−（Ｕ／Ｍ×（ｎ×ｍ）） ただしｎ×ｍは偏向器クロック信号の周期内のマスクア
ウトされるマスタクロック周期の総数である。
【００４８】偏向器周期毎のステップモータのステップ
の数に対しては次のことが成り立つ： マスクアウトなし：Ｍ／Ｕ／ｐ（ｐ＝主分周器４４の部
分パラメータ） マスクアウトあり：Ｍ／Ｕ／ｐ×（１−（Ｕ／Ｍ×（ｎ
×ｍ））） ステップモータ１６に対する制御パルスの周波数Ｓ（ス
テップモータ周波数）に対しては次のことが成り立つ： マスクアウトなし：Ｍ／ｐ マスクアウトあり：Ｍ／ｐ×（１−（Ｕ／Ｍ×（ｎ×
ｍ））） ２つのパラメータｎおよびｍを用いてステップモータ１
６に対する制御パルスの周波数Ｓを非常に詳細な段階で
調整設定することができるようにするのに、マスタクロ
ックの中位の周波数Ｍで十分であることが分かる。実際
に、１００ＭＨｚより僅かなマスタクロック周波数Ｍで
十分であるので、図２の回路は標準ＴＴＬモジュールか
ら形成することができる。マスタクロックそれ自体はク
ォーツ振動回路を用いて周波数を一定に発生することが
できる。
【００４９】上述した方法で、搬送ワゴン８の前送り速
度を非常に詳細に調整設定することができ、その際搬送
ワゴン８の位置ずれを約１００ｎｍより少なく抑えるこ
とができる。通常のスピンドルピッチにおいてこのこと
を実現するために、例えば１回転に対して１００００個
の制御パルスを必要とするステップモータ１６を使用し
なければならず、かつステップモータ１６は小さな振幅
（３角度分より小さい）を有する内部の、機械的な、周
期的な位置エラーを有しているのは構わない。
【００５０】すなわち、ステップモータの分解能は、次
のようにして実現することができる：ステップモータ１
６の巻線にその都度、「階段形状の」、サイン関数に近
似された制御電流を加える。ここで制御電流は同じ長さ
の個別パルスから組み合わされている。個別パルスの長
さはそれぞれ、制御パルスの長さに相応している。すな
わち、それぞれの制御パルスにおいて前以てプログラミ
ングされたサイン波形状の関数のｘ軸上を一定の区間前
に進ませかつ所属のｙ値を読み出すことによって、上述
した制御パルスからステップモータ１６に対する出力段
内で制御電圧が発生されるのである。読み出された電圧
は、ステップモータ１６に対する電流源を形成している
アナログ出力段において増幅されかつステップモータ１
６の巻線に供給される。
【００５１】ステップモータ１６に対する制御パルスを
上述したように発生する際に、パラメータｎおよびｍの
変更によって調整設定される周波数は平均周波数にすぎ
ない。偏向器周期内に、１つまたは複数のマスタクロッ
ク周期の小さな周波数ないし周期の跳躍的な変化があ
る。これにより、搬送ワゴン８の前送り運動に周期的な
速度跳躍的変化が生じる。これはそれ自体、跳躍的変化
が非常に小さくかつ更にそれぞれの偏向器周期において
同じであるときは、露光の品質にとって障害とならな
い。しかし、搬送ワゴン８の前送りに対するステップモ
ータ１６および／またはその他の回転する構成部分の機
械的な共振を引き起こすには十分となる可能性がある。
【００５２】確かに、アナログ中間電流を有するステッ
プモータ１６の既述のサイン作動では、ステップモータ
１６の比較的共振の少ない走行、全体の回転する系にお
けるいずれもの共振の信頼できる抑圧、すなわち共振振
幅が内部の位置決めエラーを上回らないように考慮する
が、機械的な減衰が必要である。
【００５３】この機械的な減衰部は、図４に詳細に示さ
れているように、ディスク１８と摩擦クラッチ２０（図
１）とから成る減衰装置を形成している。スピンドル１
０（図４には図示されていない）には、定心されて、シ
リンダ形状のスリーブ５０が装着されている。これはセ
ットねじ５２によってスピンドル１０（図１）に不動に
連結されている。スリーブ５０にはリング形状の軸受け
５４が装着されている。これはできるだけ摩擦の少ない
もの、例えば玉軸受けである。軸受け５４は中実なディ
スク１８をスリーブ５０に対して定心して支えかつガイ
ドしているので、ディスク１８はスリーブ５０の回り、
ひいてはスピンドル１０の回りを回転することができ
る。ディスク１８は、その慣性モーメントがステップモ
ータ１６およびスピンドル１０の回転子の慣性モーメン
ト全体より著しく大きい、例えば７倍の大きさであるよ
うに実現される。
【００５４】スリーブ５０には更に、さらばね５６が装
着されている。このばねはねじ５８を用いてスリーブ５
０に回動不能に連結されており、その際圧力板６０がね
じ５８を締め付ける際にスリーブ５０の機械的な変形を
妨げる。さらばね５６の弾性部分６２はリング形状の摩
擦ライニング６４をディスク１８の端面に向かって押圧
する。さらばね５６の弾性部分６２はさらばね５６にお
ける複数の軸線方向にずれているスリットから成ってお
り、その際軸線方向に隣接しているスリットは更に、半
径方向に９０°づつ相互にずれている。これにより、摩
擦ライニング６４はカルダン懸架されてガイドされかつ
規定の軸線方向の力を持ってディスク１８に向かって押
圧される。
【００５５】摩擦ライニング６４のカルダン懸架によっ
て、摩擦ライニングは第１にスリーブ５０に回動不能に
連結されており、かつ第２に摩擦ライニング６４は僅か
ばかりよろめくことができるので、ディスク１８に及ぼ
される摩擦力は製造に規定される不正確さがあっても常
に同じである。これにより、スリーブ５０とディスク１
８とが相対的に回転するときに、これらの間に均一な制
動モーメントが生じる。
【００５６】すなわち、ディスク１８は、これが回転す
るとき、スピンドル１０によって連行される。しかしこ
の場合ディスクの回転は、スピンドル１０の回転速度が
比較的高速に変化するとき、スピンドル１０の回転に取
り残されるかまたはこれに先行する。
【００５７】上述した構造は、スリーブ５０とディスク
１８との間の相対運動の際に発生する制動モーメント
が、回転系の回転モーメントを考察する際に実際に考慮
される必要がない程度に小さいように設計される。
【００５８】これにより、ステップモータ１６は実際に
は、動作回転数に達しかつディスク１８の回転数がステ
ップモータ１６の回転数に適合されるや否や、ディスク
１８によって負荷されない。続いて、１つの偏向器周期
における異なった長さの制御パルスによって引き起こさ
れる、ステップモータ１６の回転速度の変化の都度、摩
擦ライニング６４とディスク１８との間に差分運動が生
じることになる。というのは、ディスク１８の慣性モー
メントはその他の回転する系の慣性モーメントより著し
く大きいからである。摩擦ライニング６４とディスク１
８との間の摩擦により、何かある機械的な振動の振幅が
予期せず大きくなる可能性が妨げられる。このようにし
て、駆動系では実用に適った品質の同期が生じる。
【００５９】ディスク１８およびその他の回転系は本来
同じ回転数で回転するものではない：減衰装置の慣性デ
ィスク１８は適切な回転数で回転し、一方その他の回転
系は比較的高周波の回転振動を実現させる。
【００６０】スピンドル１０とディスク１８との間の連
続的な相対運動の際に作用する制動モーメントは次のよ
うな大きさとなるように形成される。すなわち、ステッ
プモータ１６の回転速度変動による機械的な励振がマス
タクロックへの周期的な介入に基づいて２％を下回る振
幅に減衰されるようにである。この程度の振幅では、こ
れ以上の振幅の過度の高まりがもはや生じない。
【００６１】慣性モーメントを決定する、ディスク１８
の大きさおよび質量を確定するために、次の見積もりを
用いることができる：スピンドル１０およびディスク１
８が相互に不動に連結されており、すなわちディスク１
８がフライホイールであるとき、ステップモータ１６の
回転子、スピンドル１０およびディスク１８から成る系
が有することになる固有振動数は、駆動系において実際
に発生する固有振動数より著しく小さくなるはずであ
る。殊にこれは次の通りである：１）回転子およびスピ
ンドルの共振振動数、２）ステップモータ１６における
回転磁界エラーに基づいた共振振動数、３）ステップモ
ータ１６のタイミング制御から成る共振振動数。
【００６２】上述したように、説明した「クロック抜き
取り」は偏向器クロック信号と同期して行われる。これ
により、内部ドラム記録器において露光される記録材料
にいずれかある濃度変動が生じることが確実に回避され
る。
【００６３】このことは図５ａおよびｂに示されてい
る。ここにはそれぞれ、光偏向器２４の４回転の間に露
光された矩形のピクセルが示されている。図５ａには、
「クロック抜き取り」が偏向器クロック信号と同期して
行われるとき、すなわち可能な最小の単位時間内で行わ
れるときに発生されるようなピクセルが示されており、
かつ図５ｂには、「クロック抜き取り」がいずれか別の
単位時間内で行われたとしたときに発生されるようなピ
クセルが示されている。図５ａでは、記録ライン間の間
隔は正確に同じであり、一方図５ｂでは、エラーがピク
セル毎に変化するとき、著しい濃度変動が生じる。この
ような濃度変動は複製品において確かに裸眼では認識さ
れないが、ある回数の偏向器周期の後このような変動は
繰り返される。それ故に、観察者は、「クロック抜き取
り」が偏向器周期と非同期で行われるとき、複製品に縞
模様またはモアレパターンを知覚することになる。
【００６４】当業者であれば、連続的なマスタクロック
への介入が光偏向器２４の回転周期と同期をとられてい
る、すなわち可能な最小の単位時間内で実施されると
き、スクリーン点毎のライン数を配慮する必要はないこ
とが分かる。というのは、それぞれの記録ラインへのこ
のような形式の介入はほぼ同じであるからである。更
に、「クロック抜き取り」のマスクアウトリズムは、機
械の系振動を有するうなりが発生しない程度に高周波数
である。
【００６５】ステップモータ１６に対する所望の制御周
波数を、それぞれの走査または記録周期において同じ数
の制御パルスをマスタクロックの１つまたは複数の周期
づつ延長することによって得るという説明してきた方法
は、ステップモータ１６に対する制御周波数を記録期間
中細かな段階で変化させるために適用することができ
る。このようにして、製造に規定されるスピンドルエラ
ーを補償することができる。この目的のために、スピン
ドルは正確に測量され、かつスピンドルエラー、例えば
スピンドルピッチの、目標値からの偏差がテーブルに記
憶される。このテーブルに記憶された値に基づいて、ス
テップモータ１６の制御周波数は記録期間中「クロック
抜き取り」によって可能な細かい段階において変化され
るので、スピンドルエラーはちょうど出力補償される。
すなわち、搬送ワゴン８の発生される前送り速度はスピ
ンドルエラーにも拘わらず一定にとどまる。従って、高
い品質の生産を実現するために、コストをかけて製造し
なければならない精密スピンドルは必要でなくなり、僅
かなエラーを有する市販のスピンドルで十分である。
【図面の簡単な説明】
【図１】ねじスピンドルと連結されている減衰装置を備
えた内部ドラム式記録器の構成を略示する斜視図であ
る。
【図２】一定のマスタクロックから周波数の変化する制
御パルスを発生するための回路のブロック線図である。
【図３】回路の動作原理を説明するための、図２の回路
の入力および出力パルス列のパルスシーケンス図であ
る。
【図４】図１の減衰装置を軸方向に切断して見る断面図
である。
【図５】ａ）図１の内部ドラム式記録器によって発生さ
れるピクセルに対する例およびｂ）歪みの形式がピクセ
ル毎に変化する、２つの軸が同期されないで従来の内部
ドラム式記録器によって発生されるピクセルに対する例
を示す略図である。
【符号の説明】
４ 記録材料、 ８ 搬送ワゴン、 １０ スピンド
ル、 １６ ステップモータ、 １８ 質量体、 ２０
摩擦クラッチ、 ２４ 偏向器、 ４０ マスクアウ
ト部、 ４４ 主分周器、 ６２ カルダン懸架、 ６
４ 摩擦ライニング
フロントページの続き (71)出願人 390009232 Ｋｕｒｆｕｅｒｓｔｅｎ−Ａｎｌａｇｅ 52−60，Ｈｅｉｄｅｌｂｅｒｇ，Ｆｅｄｅ ｒａｌ Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｇｅｒ ｍａｎｙ (72)発明者 フォルカー ハウスハーン ドイツ連邦共和国 キール ヴィルマース ドルファー シュトラーセ 60

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 複製装置における、走査または記録ユニ
    ットを支持しているワゴンに対する駆動系であって、走
    査または記録ユニットは原画または記録材料を走査また
    は記録ラインに沿って周期的に走査または露光し、かつ
    ワゴンが駆動装置を用いて走査または記録ラインに対し
    て垂直である直線に沿って前送りされ、ここで駆動装置
    は、電動機と、該電動機の回転運動をワゴンの直線運動
    に変換するための装置とを有し、該電動機の回転数は制
    御パルスの周波数によって決められ、該制御パルスはマ
    スタクロックの、整数の係数による分周によって発生さ
    れる形式のものにおいて、それぞれの走査または記録周
    期において、同じ数の制御パルスをマスタクロックの１
    つまたは複数の周期（ｔＭ）だけ延長または短縮するこ
    とができるようにする装置（図２）を備えていることを
    特徴とする駆動系。
  2. 【請求項２】 マスタクロックを分周する整数の係数
    （ｐ）と、それぞれの走査または記録周期において、そ
    の都度マスタクロックの１つまたは複数の周期だけ延長
    または短縮される制御パルスの数（ｎ）と、その都度の
    走査または記録周期を延長または短縮する、マスタクロ
    ックの周期の数（ｍ）とは、発生される前送り運動の平
    均速度が所望の前送り速度のできるだけ近傍にくるよう
    に選択される請求項１記載の駆動系。
  3. 【請求項３】 マスタクロックの周波数は１００ＭＨｚ
    のオーダまたはそれ以下にある請求項１または２記載の
    駆動系。
  4. 【請求項４】 マスタクロックの周波数は一定である請
    求項１から３までのいずれか１項記載の駆動系。
  5. 【請求項５】 それぞれの走査または記録周期におい
    て、同じ数のマスタクロックの周期がマスクアウトさ
    れ、ここで残っている周期は整数の係数によって逓降分
    周されて制御パルスが形成される請求項１から４までの
    いずれか１項記載の駆動系。
  6. 【請求項６】 電動機はステップモータ（１６）であり
    かつ回転可能に支承されている質量体（１８）が存在し
    ており、該質量体の慣性モーメントは駆動装置のその他
    の回転部分の慣性モーメントより著しく大きくかつ該質
    量体は可撓性の連結手段（２０）を介して駆動装置のそ
    の他の回転部分回転可能に連結されている請求項１から
    ５までのいずれか１項記載の駆動系。
  7. 【請求項７】 可撓性の連結手段は摩擦クラッチ（２
    ０）である請求項６記載の駆動系。
  8. 【請求項８】 摩擦クラッチ（２０）はリング状の摩擦
    ライニング（６４）を含んでおり、該摩擦ライニングは
    定心されて支承されているディスク（１８）を把持して
    おり、該ディスクは回転可能に支承されている質量体を
    形成している請求項７記載の駆動系。
  9. 【請求項９】 摩擦クラッチ（２０）は摩擦ライニング
    （６４）に対するカルダン懸架（６２）を有している請
    求項８記載の駆動系。
  10. 【請求項１０】 電動機は直流モータでありかつ直流モ
    ータの回転角度を検出するための回転角度発生器並びに
    直流モータの回転数を調整するための調整回路が存在し
    ている請求項１から５までのいずれか１項記載の駆動
    系。
  11. 【請求項１１】 複製装置は内部ドラム、外部ドラム、
    平床またはキャプスタンの形式の構造を有している請求
    項１から１０までのいずれか１項記載の駆動系。
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