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Dokumentenidentifikation DE3724195C2 10.11.1988
Titel Verfahren und Vorrichtung zur Belichtung von Linien auf einer lichtempfindlichen Oberfläche
Anmelder The Gerber Scientific Instrument Co., South Windsor, Conn., US
Erfinder Murzyn, John E., Vernon, Conn., US
Vertreter Richter, J., Dipl.-Ing.; Werdermann, F., Dipl.-Ing.; Gerbaulet, H., Dipl.-Ing., Pat.-Anwälte, 2000 Hamburg
DE-Anmeldedatum 22.07.1987
DE-Aktenzeichen 3724195
Offenlegungstag 04.02.1988
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 10.11.1988
Veröffentlichungstag im Patentblatt 10.11.1988
IPC-Hauptklasse B43L 13/00
Zusammenfassung In einem Fotozeichengerät (10) und einem Verfahren, welches eine Blitzleuchte benutzt, um eine Linie (38) auf einer lichtempfindlichen Oberfläche (22) zu belichten, und worin der Fotokopf (34) eine Anzahl von Blenden (44) unterschiedlicher Größe hat, um die Breite der erzeugten Linie (38) zu verändern, wird die Qualität der mit jeder Blende (44) gezeichneten Linie (38) dadurch gesteuert (14), daß für jede Blende (44) der Faktor gesteuert oder eingestellt wird, durch welchen die Blitzrate der Blitzleuchte (46) mit der Geschwindigkeit des Fotokopfes (34) ins Verhältnis gesetzt wird. Ein die Geschwindigkeit des Fotokopfes (34) über der lichtempfindlichen Schicht (22) repräsentierendes Signal wird durch einen Teilungsfaktor geteilt, der einzig mit der auserwählten Blende (44) verbunden ist, um ein Blitzraten-Befehlssignal zu erzeugen, wodurch die Blitzrate der Blitzleuchte (46) gesteuert wird. Unter Berücksichtigung des mit jeder Blende (44) verbundenen Teilungsfaktors wird die Geschwindigkeit des Fotokopfes (34) auf eine solche Geschwindigkeit begrenzt, zu welcher die Blitzleuchten (46) zu ihrer maximalen Blitzrate oder leicht darunter blitzt, wodurch der maximale Durchsatz der Einrichtung erzielt wird.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Belichtung von Linien auf einer lichtempfindlichen Oberfläche vermittels Lichtblitzen, wobei das Verfahren folgende Schritte umfaßt:

Vorsehen einer lichtempfindlichen Oberfläche, Vorsehen eines Fotokopfes mit einer Blitzleuchte und einer Anzahl von Blenden unterschiedlicher Größe, von denen jede ausgewählte Blende zwischen der Blitzleuchte und der lichtempfindlichen Oberfläche positionierbar ist, um zu bewirken, daß die Blitzleuchte, wenn sie ausgelöst wird, einen Punkt auf der lichtempfindlichen Oberfläche belichtet, der eine Größe hat, die in direktem Verhältnis zur Größe der ausgewählten Blende steht, Auswählen einer der Blenden zum Gebrauch mit der Blitzleuchte, und Bewegung der lichtempfindlichen Oberfläche und des Fotokopfes im Verhältnis zueinander, um zu bewirken, daß der Fotokopf eine auf der Oberfläche zu belichtende Linie nachzieht, wobei während der Bewegung des Fotokopfes und der Oberfläche im Verhältnis zueinander ein Geschwindigkeitssignal (V) erzeugt wird, welches einen Wert hat, der in direktem Verhältnis zu der Geschwindigkeit des Fotokopfes und der Oberfläche in deren gegenseitigem Verhältnis hat und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Derartige Verfahren sind bei verschiedensten Anwendungsfällen verwendbar, bei denen Linien auf einer lichtempfindlichen Oberfläche belichtet werden, durch Benutzung einer Blitzleuchte und einer damit verbundenen Blende, um eine Vielzahl einander überlappender Lichtpunkte - üblicherweise von runder Form - auf eine lichtempfindliche Oberfläche zu projizieren, um eine Linie bzw. einen Strich künstlich herzustellen.

Die Erfindung bezieht sich dabei insbesondere auf Fotozeichenvorrichtungen (Fotoplotter) und ähnliche Einrichtungen zur Belichtung von Linien auf einer lichtempfindlichen Oberfläche durch von einer Blitzleuchte erzeugte Lichtblitze, insbesondere auf eine derartige Vorrichtung und ein solches Verfahren, bei denen eine beliebige einer Anzahl von Blenden (Aperturen) unterschiedlicher Größe zusammen mit der Blitzleuchte benutzt werden kann, um die Breite der belichteten Linie zu steuern, und worin für jede ausgewählte Blende die Anzahl der für die Belichtung jeder zusätzlichen Länge der Linie angewandten Blitze eingestellt und vorzugsweise variiert werden kann, um die Qualität der resultierenden Linie zu steuertn.

Bekannt ist ein Fotozeichengerät, worin ein Blatt aus einem Material mit lichtempfindlicher Oberfläche auf der Haltefläche eines Tisches gehalten wird, während ein Fotokopf in X- und Y-Koordinatenrichtungen über der lichtempfindlichen Oberfläche bewegt wird, um Linien auf der lichtempfindlichen Oberfläche aufzubringen. Während dieser Linienauftragungsbewegung des Fotokopfes blitzt eine Blitzleuchte im Fotokopf in solchen Abständen, daß sich die auf die lichtempfindliche Oberfläche projizierten Punkte gegenseitig überlappen, um die aufgetragene Linie zu belichten.

Blitzleuchten haben eine maximal erzielbare Blitzrate, mit der sie geblitzt werden können; allgemein ist im Falle eines Fotoplotter - insbesondere bei kleinen Blenden - die erzielbare Höchstgeschwindigkeit des Plotters derartig, daß wenn das Zeichengerät mit dieser Höchstgeschwindigkeit bewegt wird, die Leuchte nicht mit entsprechend hoher Rate blitzen kann, um ein überlappen der projizierten Lichtpunkte zu erzielen. In der Vergangenheit wurde dieses Problem dadurch angegangen, daß die Geschwindigkeit, mit welcher der Fotokopf im Verhältnis zur lichtempfindlichen Oberfläche bewegt wird, für jede Gruppe von Blenden unterschiedlicher Größe auf eine Größe begrenzt wurde, zu welcher eine geeignete Linie mit der kleinsten Blende der Gruppe belichtet werden kann, wobei die anderen Blenden der Gruppe dann mit Filtern ausgestattet wurden, um eine ordnungsgemäße Belichtung einer Linie zu bewirken, wenn eine von ihnen als die ausgewählte Blende benutzt wurde. Das bedeutet, daß für eine gegebene Gruppe von Blenden, die einen gegebenen größeren Bereich abdecken, der Fotokopf immer mit der gleichen begrenzten Höchstgeschwindigkeit bewegt wurde ohne Rücksicht auf die Blende, die zur Benutzung mit der Blitzleuchte ausgewählt wurde. Dabei wurden Einrichtungen zur Erzeugung eines Geschwindigkeitssignals vorgesehen, welches einen Wert hat, der direkt mit der Geschwindigkeit in Beziehung steht, mit welcher die lichtempfindliche Oberfläche und der Fotokopf im Verhältnis zueinander bewegt werden. Abhängig von der Geschwindigkeit der Relativbewegung zwischen dem Lichtpunkt und dem Film wird dabei die Rate des Aufblitzens der Blitzleuchte gesteuert (DE-OS 29 42 431).

Dieses bekannte Vorgehen, nämlich einen Fotokopf mit derselben begrenzten Höchstgeschwindigkeit für jede, aus einer gegebenen Gruppe ausgewählten Blende zu bewegen, hat den Nachteil, den Durchsatz des Zeichengerätes zu verringern, da der Fotokopf mit Ausnahme der kleinsten Blende der Gruppe mit einer Höchstgeschwindigkeit kleiner als die, die durch die höchstens erzielbare Blitzrate der Blitzleuchte vorgegeben wird, bewegt wird. Weiterhin ist es in der dem Stand der Technik entsprechenden Anordnung schwierig, den Fotokopf den lichtempfindlichen Oberflächen unterschiedlicher Geschwindigkeit oder Empfindlichkeit, oder altersbedingten oder ersatzteilbedingten Veränderungen im Output der Blitzleuchte anzupassen, und die Belichtung der lichtempfindlichen Oberfläche anderweitig zu steuern, da dies das Auswechseln mit den verschiedenen Blenden verbundenen Filter mit sich bringt.

Ebenfalls hängt die Qualität der belichteten Linie in bezug auf die Gradlinigkeit der Kanten und das Maß der Belichtung von der Anzahl der projizierten Punkte oder für jeden Längenzuwachs der belichteten Linie von der Anzahl der erzeugten Blitze ab. Für runde Punkte kann die betreffende Blende in Form von Blitzen pro Punktdurchmesser ausgedrückt werden. Für Linien geringerer Breite, d. h. für Linien, die aus Punkten von 2 bis 6 mils künstlich erzeugt werden, können Linien/Striche akzeptabler Qualität vielleicht mit so wenig wie 3S bis 5 Blitze pro Punktdurchmesser erzielt werden, während bei Benutzung von größeren Punktdurchmessern, z. B. von 160 mils, nicht mehr als 14 Blitze pro Durchmesser möglicherweise erforderlich sind, um eine akzeptable Linienqualität zu erzeugen. In jedem Fall hat die Anzahl der Blitze pro Punktdurchmesser ihre Auswirkung auf die Qualität der Linien und bei Fotoköpfen, die dem Stand der Technik entsprechen, ist es unmöglich, für jede Blende die Anzahl der pro Punktdurchmesser erzeugten Blitze individuell festzusetzen oder zu variieren, um eine Steuerung der Qualität der Linie zu ermöglichen.

Fotoköpfe, die zur Belichtung von Linien benutzt werden, werden allgemein auch verwandt, um individuelle Besonderheiten auf der lichtempfindlichen Oberfläche zu belichten, wobei der Fotokopf in Relation zur Oberfläche stationär gehalten wird. Im allgemeinen wird auf solche individuellen Besonderheiten als "pads" Bezug genommen, die oft von runder Formgebung sind. Bei Fotozeichengeräten, d. h. Fotoplottern nach dem Stand der Technik war es im allgemeinen notwendig, eine Blende gegebener Größe zum "pad"-Blitzen und eine Blende derselben Größe zum Linien-Zeichnen vorzusehen, da die meisten oder alle der Linien-Zeichenblenden ihnen angegliederte Filter haben und alle "pad"-Blitzblenden ohne Filter sind.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Belichtung von Linien/Strichen zu schaffen, die die oben erwähnten Nachteile bekannter Fotozeichengeräte und Fotoplotter des Standes der Technik vermeidet, bei denen der Durchsatz von Einrichtung und Verfahren dadurch außerordentlich gesteigert wird, daß der Fotokopf für jede ausgewählte Blende mit einer maximalen Höchstgeschwindigkeit, die der Tätigkeit der Blitzleuchte entspricht oder deren maximal erreichbarer Blitzrate nahe kommt, bewegt wird.

Dabei soll eine außerordentliche Kontrolle/Steuerung der Qualität einer vom Fotokopf belichteten Linie bzw. eines Striches dadurch ermöglicht werden, daß für jede Blende die Einstellung der Anzahl der pro Punktdurchmesser oder Zuwachslinie zu erzeugenden Blitze ermöglicht wird, wobei eine solche Einstellung vorzugsweise variabel ist, um den Fotokopf Veränderungen nach gewünschter Qualität, Veränderungen der lichtempfindlichen Oberfläche oder Veränderungen anderer Faktoren anzupassen.

Außerdem soll die Notwendigkeit von mit der Blende verbundenen Filtern ausgeschaltet werden, wodurch Kosten für Filter vermieden werden und es ebenso ermöglicht wird, daß jede Linienblende als eine "pad"- Blitzblende benutzt werden kann.

Diese Aufgabe wird durch das in Anspruch 1 gekennzeichnete Verfahren gelöst. Außerdem wird zur Lösung dieser Aufgabe eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens vorgeschlagen, wie sie in Anspruch 4 gekennzeichnet ist.

Die Erfindung beruht dabei auf folgender Grundlage. Ein Fotokopf ist in bezug auf eine lichtempfindliche Oberfläche bewegbar und hat eine Blitzleuchte und eine Vielzahl von Blenden unterschiedlicher Größe, wobei jede davon ausgewählte Blende zwischen der Blitzleuchte und der lichtempfindlichen Oberfläche bewegt werden kann, um zu verursachen, daß der von jedem Blitz der Lampe belichtete Punkt eine Größe hat, die in unmittelbarer Relation zur ausgewählten Blende steht. Da der Fotokopf im Verhältnis zur lichtempfindlichen Oberfläche bewegt wird, wird ein Geschwindigkeitssignal erzeugt, welches einen Wert hat, der direkt von der Geschwindigkeit des Fotokopfes abhängig ist. Das Geschwindigkeitssignal seinerseits wird durch einen Teiler (Divisor) oder durch einen Teilungsfaktor geteilt, um ein Blitzratenbefehlssignal zu erzeugen, welches dem Fotokopf zugeleitet wird, um die Blitzfolge der Blitzleuchte zu steuern.

Die Blenden haben mit sich auf einer 1-zu-1-Grundlage verbunden eine Vielzahl von Teilungsfaktoren, und der mit der ausgewählten Blende verbundene Teilungsfaktor ist derjenige, der benutzt wird, die Teilungsfunktion auf das Geschwindigkeitssignal durchzuführen, um das Blitzratenbefehlssignal zu erzeugen. Dies bewirkt, daß die Anzahl der Blitze pro Punktdurchmesser für jede Blende individuell eingestellt wird.

Besonders vorteilhaft ist dabei auch die Vielzahl der Teilungsfaktoren, die von einem Rechenspeicher oder von einer anderen Einrichtung geliefert werden, wodurch es ermöglicht wird, daß die Teilungsfaktoren nach Belieben des Bedienenden leicht ausgetauscht werden können, wodurch dem Bedienenden genaue Kontrolle/Steuerung der Qualität der durch jede Blende erzeugten Linie/Striche an Hand gegeben wird.

Ein weiterer Vorteil besteht in der Blitzleuchte, die eine maximal erzielbare Blitzrate aufweist, und in einer Einrichtung zur Verbindung (Angliederung) jeder Blende, wie beispielsweise über die Einrichtungen eines Rechenspeichers, mit einer Geschwindigkeitsbegrenzungsmenge oder einem Signal, welches benutzt wird, die Geschwindigkeit des Fotokopfes auf eine Geschwindigkeit zu begrenzen, mit welcher die Blitzleuchte mit einer Blitzrate ausgelöst wird, die bei oder etwa unter der höchsterzielbaren Blitzrate liegt.

In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung beispielsweise dargestellt, und zwar zeigt

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Vorrichtung, welche die Erfindung verkörpert,

Fig. 2 eine Perspektivansicht, die einen Teil des Fotokopfes und des lichtempfindlichen Materials der Vorrichtung nach Fig. 1 zeigt, und

Fig. 3 eine Ansicht, welche in grafischer Form die Geschwindigkeit gegenüber den Zeitcharakteristika der Vorrichtung nach Fig. 1 für zwei verschiedene Blenden zeigt.

In Fig. 1 ist eine die Erfindung verkörpernde Vorrichtung generell mit 10 bezeichnet und umfaßt grundsätzlich einen Fotoplotter 12 und ein damit verbundenes Steuerungssystem 14.

Der Fotoplotter 12 schließt einen Tisch 16 ein, der eine nach oben gerichtete horizontale Auflagefläche 18 aufweist, um ein Blatt 20, das eine nach oben gerichtete lichtempfindliche Oberfläche 22 hat, zu tragen. Ein X-Schlitten 24 ist in der dargestellten X-Richtung durch einen zugehörigen Antriebsmotor 26 bewegbar. Beispielsweise kann der Antriebsmotor 26 zwei (nicht dargestellte) Getrieberäder im Gleichklang drehen, die aneinander gegenüberliegenden Enden des Schlittens 24 liegen und mit einem sich längs der verbundenen Seitenkante des Tisches erstreckenden Rahmen in Eingriff stehen. Der X-Schlitten 24 trägt einen Y-Schlitten 28 zur Bewegung in bezug auf den X-Schlitten in die dargestellte Y-Richtung, wobei der Antrieb für eine derartige Bewegung beispielsweise ein vom Schlitten 24 getragener zugehöriger Motor 30 ist, der eine ebenfalls vom Schlitten 24 getragene Bewegungsschraube 32 dreht. Ein Fotokopf 34 wird vom Y-Schlitten 28 getragen und ist nach Blitzlichttechnik bedienbar, um in sich wiederholender Weise einen Lichtpunkt 36 auf die lichtempfindliche Oberfläche 22 zu projizieren. Daher kann durch Bewegen des Fotokopfes längs einer gewünschten Linie oder Spur in Relation zum Bogen 20, bei simultanem Antrieb des Schlittens 24 und des Schlittens 28 in die X- und Y-Richtungen, während der Fotokopf 34 bedient wird, um laufend Lichtpunkte zu projizieren, eine Linie wie die Linie 38 - auf der lichtempfindlichen Oberfläche 22 belichtet werden, vorausgesetzt, daß die Geschwindigkeit des Fotokopfes in bezug auf die lichtempfindliche Oberfläche in solch einer Beziehung zur Blitzrate des Fotokopfes steht, daß die projizierten Punkte auf der lichtempfindlichen Oberfläche einander überlappen.

Die Belichtung von Linien auf der lichtempfindlichen Oberfläche 22 geschieht üblicherweise zum Zwecke der Schaffung einer Art Grafik, wie der einer gedruckten Schaltungsmaske auf dem Bogen 20; eine derartige Grafik bringt üblicherweise das Zeichnen von Linien vieler unterschiedlicher Breiten mit sich. Um die Belichtung unterschiedliche breiter Linien zu ermöglichen, hat der Fotokopf 34 eine große Anzahl von Blenden unterschiedlicher Größe, wovon jede zwischen der Blitzlampe 46 und der lichtempfindlichen Oberfläche 22 selektiv positioniert werden kann, um die Größe des Punktes 36, der mit jedem Blitz der Lampe belichtet wird, zu steuern. Die Anordnung und die Art der Blendenauswahl kann sehr unterschiedlich variiert werden. Als Beispiel zeigt Fig. 2, daß die Blenden durch ein Blendenrad 40 bereitgestellt werden, welches ein Teil des Fotokopfes 34 ist und eine Vielzahl von Blendenplättchen 42 einschließt, die längs des äußeren Blendenrades angeordnet sind, wobei jedes Blendenplättchen 42 eine Blende 44 hat, deren Größe sich vom Blendenplättchen zu Blendenplättchen ändert. Mit dem Blendenrad 40 ist eine Blitzleuchte 46 verbunden, die oberhalb des Rades angeordnet ist. Das Rad ist um eine vertikale Achse 48 durch einen motorisierten Blendenauswahlmechanismus 50 in der Reaktion auf ein Blendenauswahlsignal drehbar, welches in einer Eingabeleitung 52 erscheint, um jede der ausgewählten Blenden 44 des Rades in den Weg des von der Blitzleuchte 46 während jeden Blitzes emittierten Lichtes zu bringen. Das die ausgewählte Blende 44 passiert habende Licht wird dann auf die lichtempfindliche Oberfläche 22 des Bogens 20 durch ein Projektionslinsensystem 54 projiziert, so daß ein fokussierter Punkt 36 während jeden Blitzens der Leuchte auf der lichtempfindlichen Oberfläche 22 abgebildet wird, wobei der Punkt eine Größe hat, welche in direkter Relation zur Größe der ausgewählten Blenden 44 steht. Im Rahmen des weiter gefaßten Aspektes dieser Erfindung kann die Blende verschiedene Formgebungen haben, aber üblicherweise - und wie bildlich dargestellt - sind die Blenden von runder Formgebung, so daß ihre Größe, wie es hiernach geschieht, im Sinne ihres Durchmessers oder im Sinne der Durchmesser durch die Blenden belichteten Punkte definiert werden kann. Hiernach wird die "Größe" einer Blende genommen, um den Durchmesser des Punktes 36 zu bilden, den die Blende auf der Oberfläche 22 schafft. D. h., eine 30-mil-Blende ist eine, die einen Punkt mit einem Durchmesser von 30 mil schafft.

Wie ebenfalls in Fig. 2 gezeigt, wird das Blitzen der Blitzleuchte 46 durch eine Blitzschaltung 56 gesteuert, die bewirkt, daß die Lampe 46 zu einer Rate bzw. in einer Folge blitzt, die von einem Blitzratenbefehlssignal befohlen wird, welches über eine Eingabeleitung 58 erscheint. An dieser Stelle sollte beachtet werden, daß eine Blitzleuchte in Kombination mit ihrer Blitzschaltung eine maximal erzielbare Blitzrate hat. D. h., daß jeder Versuch, die Blitzleuchte mit einer höheren Rate zu betreiben, bewirkt, daß Blitze ausgelassen werden, daß Blitze schwächerer Intensität erzeugt werden, oder andere Funktionsstörungen auftreten. Im dargestellten Fall ist angenommen, daß die für die Blitzleuchte 46 höchsterzielbare Blitzrate 5 KC ist.

Nochmals auf Fig. 1 zurückkommend, kann das Steuerungssystem 14 für die Fotozeicheneinrichtung 12 im Detail Änderungen unterzogen werden, aber grundsätzlich schließt es eine Regeleinrichtung (controller) 60 ein, die einen Rechner allgemein bekannter Konstruktion zur Steuerung der Bewegung des Fotokopfes 34 in bezug auf den Bogen 20 in die X- und Y -beigeordneten Richtungen und für andere Steuerungen und Überwachungen des Fotokopfes 34 aufweist, um zu bewirken, daß die gewünschten Linien/Striche auf dem Bogen 20 belichtet werden. Die Motoren 26 und 30 können Servomotoren sein, die auf von der Regeleinrichtung 60 eingespeiste Analogsignale reagieren, jedoch sind sie im bildlich dargestellten Fall als Schrittmotoren angenommen, wobei jeder von ihnen mit Schrittimpulsen von der Regeleinrichtung 60 über die Leitungen 62 bzw. 64 gespeist wird. Mit der Regeleinrichtung 60 ist eine Tachometereinrichtung 66 verbunden, welche über die Leitung 68 ein Geschwindigkeitssignal liefert, welches einen Wert hat, der in direkter Relation zur Geschwindigkeit des Fotokopfes 34 im Verhältnis zur lichtempfindlichen Oberfläche 22 steht. Nochmals - auch diese Tachometereinrichtung kann verschiedene Formen haben, je nach Art des zur Bewegung des Fotokopfes verwandten Antriebssystems, aber im bildlich dargestellten Fall und als gegebenes Beispiel umfaßt die Tachometereinrichtung 66 einen Y-Tachometer 70, der mit der Leitung 62 verbunden ist, und einen X-Tachometer 72, der mit der Leitung 64 verbunden ist. Der X-Tachometer fühlt die in der Leitung 62 erscheinenden Schrittimpulse ab und erzeugt ein Output-Signal X in der Leitung 74, welches in Relation zur Frequenz der Schrittimpulse in der Leitung 62 steht und somit in Relation zur Geschwindigkeit, mit welcher der Fotokopf in X-Richtung bewegt wird, steht. Gleichermaßen erzeugt der Y-Tachometer 72 ein Signal in der Leitung 76 in bezug auf die Geschwindigkeit der Bewegung des Fotokopfes 34 in der Y-Richtung. Diese zwei Signale X und Y werden dann im Rechenkreis 78 kombiniert, um ein Output-Spannungssignal V zu erzeugen, welches einen Wert hat, der Bezug auf die resultierende Geschwindigkeit des Fotokopfes in Relation zur lichtempfindlichen Oberfläche hat. Dieses Spannungssignal V wird an eine Spannung zum Frequenzkreis 80 geliefert, welcher wie das Geschwindigkeitssignal in der Leitung 68 eine Kette von Geschwindigkeitsimpulsen 82 erzeugt, die eine Wiederholungsrate hat, welche direkten Bezug zur Geschwindigkeit des Fotokopfes in Relation zur lichtempfindlichen Oberfläche hat.

Die Blitzleuchte 46 blitzt zu einer Rate, d. h. in einer Folge, die von der Geschwindigkeit des Fotokopfes 34 in bezug auf die lichtempfindliche Oberfläche abhängig ist. Um dies zu erreichen, wird das in der Leitung 68 erscheinende Geschwindigkeitssignal durch einen Teiler oder einen Teilungsfaktor geteilt, um ein Blitzratenbefehlssignal zu erzeugen, welches der Leitung 52 zugeführt wird. Im System der Fig. 1 erfolgt diese Teilung durch den Teilungskreis 84, wobei ein von einem Speicher 88 durch die Leitung 86 gelieferter Teilungsfaktor benutzt wird. Der Speicher 88 speichert eine Vielzahl von Teilungsfaktoren, die auf 1-zu-1-Basis mit den Blenden 44 des Blendenrades 40 verbunden sind, und der Speicher arbeitet, wenn eine besondere Blende durch das in Leitung 52 erscheinende Blendenauswahlsignal ausgewählt wurde, um den mit jeder Blende verbundenen Teilungsfaktor an den Teilungskreis 84 über die Leitung 86 zu liefern.

Die Größe der ausgewählten Blende in Kombination mit der Rate, zu welcher die Blitzleuchte zu einer gegebenen Geschwindigkeit der Bewegung des Fotokopfes blitzt, bestimmt die Anzahl der pro Punktdurchmesser erzeugten Blitze und somit stellt der zum Teilungskreis 84 vom Speicher 88 für jede ausgewählte Blende abgesandte Teilungsfaktor einen genauen Wert hinsichtlich der Anzahl der Blitze ein, die für jeden Durchmesser der Bewegung längs der zu belichtenden Linie erzeugt werden. Vorzugsweise ist der Speicher so aufgebaut, daß die darin gespeicherte Information leicht nach den Wünschen des Bedienenden variiert werden kann, um den mit jeder Blende verbundenen Teilungsfaktor auszuwechseln. Zu diesem Zwecke kann, wie in Fig. 1 gezeigt, der Speicher mit einer Tastatur 90 oder einer ähnlichen Vorrichtung verbunden werden, die es dem Bedienenden ermöglicht, Veränderungen in den gespeicherten Informationen vorzunehmen.

Zusätzlich zur Speisung des Teilungskreises 84 mit einem Teilungsfaktor für jede ausgewählte Blende versorgt der Speicher 88 auch für jede ausgewählte Blende die Regeleinrichtung 60 über die Leitung 92 mit einem Geschwindigkeitsbegrenzungssignal. Dieses Geschwindigkeitsbegrenzungssignal hat einen Größenparameter, wie eine digitalkodierte Menge, die einen Wert hat, der direkt auf eine Höchstgeschwindigkeit bezogen ist, mit welcher der Fotokopf 34 in bezug auf die lichtempfindliche Oberfläche 22 bewegt werden soll. Diese Höchstgeschwindigkeit ist wiederum so auf die Größe der ausgewählten Blende, den Teilungsfaktor und die maximal erzielbare Blitzrate (Blitzfolge) der Blitzleuchte bezogen, daß, wenn der Fotokopf mit Höchstgeschwindigkeit bewegt wird, die Blitzleuchte zu einer Rate, welche der maximal erzielbaren Blitzrate gleicht oder etwas niedriger als diese ist, blitzen wird. Somit wird der Fotokopf für jede ausgewählte Blende zu einer höchstmöglichen Geschwindigkeit bewegt unter Berücksichtigung der maximal erzielbaren Blitzrate der Blitzleuchte und der gewünschten Qualität der belichteten Linien.

Der Speicher 88 kann separat eine Vielzahl von Teilungsfaktoren für die Vielzahl von Blenden speichern und ebenfalls separat eine Vielzahl von Geschwindigkeitsbegrenzungssignalen für die Blenden speichern, oder er kann einen Rechenkreis zur Errechnung von dem einen oder dem anderen solcher Faktoren und Signale aus anderen im Speicher gespeicherten Mengen speichern. Sind die Größe der ausgewählten Blende, die maximal erzielbare Geschwindigkeit oder Drehgeschwindigkeit des Fotokopfes und die maximal erzielbare Blitzrate der Blitzleuchte gegeben, stehen erstens der Teilungsfaktor, zweitens das Geschwindigkeitsbegrenzungssignal und drittens die Anzahl der Blitze pro Punktdurchmesser derartig miteinander in Beziehung, daß nur eine dieser drei Mengen ausgewählt und im Speicher gespeichert zu werden braucht, während die anderen zwei Werte aus dem ausgewählten (Wert) errechenbar sind.

Zur Vereinfachung des Entwurfes des Teilungskreises 84 werden die Teilungsfaktoren vorzugsweise auf ganze Zahlen beschränkt und stellen die Mengen dar, die zu allererst der Veränderung durch den Bedienenden unterliegen.

Bei gegebenem Teilungsfaktor zur Benutzung mit einer gegebenen Blende, kann die mit der Blende verbundene Höchstgeschwindigkeit durch folgende Gleichung gefunden werden:



worin ist:

VL = Geschwindigkeitsbegrenzung in Zoll pro Minute des Fotokopfes in bezug auf die lichtempfindliche Oberfläche für eine gegebene Blende

DF = Teilungsfaktor

VHm = maximal erreichbare Geschwindigkeit (Zeichengeschwindigkeit) in Zoll pro Minute des Fotokopfes in bezug auf die lichtempfindliche Oberfläche

FLm = maximal erzielbare Blitzrate der Blitzleuchte in Blitzen pro Sekunde

FTm = Wiederholungsrate der Geschwindigkeitsimpulse in Impulsen pro Sekunde der erzielbaren Geschwindigkeit (VHm) des Fotokopfes in bezug auf den Bogen.



Ebenso bei gegebenem Teilungsfaktor zur Benutzung mit einer gegebenen Blende wird die Anzahl der Blitze pro Punktdurchmesser, die erzeugt werden, durch folgende Gleichung gegeben:



worin ist:

N = Anzahl der Blitze pro Punktdurchmesser

D = Punktdurchmesser in Zoll



Unter der Annahme einer maximal erzielbaren Blitzrate FLm von 5 KC, einer maximalen Zeichengeschwindigkeit VHm 3600 Zoll pro Minute

und

einer maximalen Ausgabe (Output) des Tachometers FTm von 450 KC

kann eine mustergültige Tabelle von Teilungsfaktoren, Geschwindigkeitsbegrenzungen und Blitzen pro Punktdurchmesser verbunden mit einem Satz Blenden beispielsweise wie folgt sein:



Die Wirkungsweise des Systems nach Fig. 1, d. h. des Zeichnens einer Linie mit einer 30-Mil-Blende (Punktgröße) und einer anderen Linie mit einer 80-Mil-Blende (Punktgröße), unter Annahme der Bedingungen gemäß vorstehender Tabelle wird in Fig. 3 gezeigt. Die mit der 30-Mil-Blende gezogene Linie betrachtend, beginnt das Zeichengerät (Plotter) 34 mit Null- Geschwindigkeit am Anfang der Linie. Die Geschwindigkeit wird dann während der Startphase durch die Regeleinrichtung 60 graduell gesteigert bis die Höchstgeschwindigkeit von 1000 Zoll pro Minute erreicht ist, wie von dem vom Speicher 88 an den Rechner 66 gelieferten Höchstgeschwindigkeitssignal diktiert. Punkt A stellt das Erreichen dieser Höchstgeschwindigkeit dar und diese Höchstgeschwindigkeit wird bis zum Erreichen des Punktes B aufrechterhalten, wonach die Zeichengerät- (Plotter)geschwindigkeit graduell bis zum Erreichen des Endes der Linie am Punkt C reduziert wird, wobei die Phase von Punkt B nach Punkt C der Auslaufteil des Prozesses ist. Ein Merkmal der Erfindung ist, daß während aller Phasen dieses Linien-Zeichnungsprozesses, d. h. während der Anstiegsphase OA, während des konstanten Geschwindigkeitsabschnittes AB und während der Abstiegsphase BC bleibt die Anzahl der Blitze pro Punktdurchmesser konstant, wobei die Anzahl der Blitze per Punktdurchmesser für die 30-Mil-Blende der Fig. 3-9 ist.

Im Falle der in Fig. 3 dargestellten 80-Mil-Blende ist der Linien/Strich-Zeichnungsprozeß im wesentlichen der gleiche wie für die 30-Mil-Blende mit der Ausnahme, daß der Fotokopf eine höhere Geschwindigkeit erreicht. D. h. beim Zeichnen mit der 80-Mil-Blende durchläuft der Fotokopf 34 eine graduelle Steigerung der Geschwindigkeit zwischen den Punkten 0 und D bis die Höchstgeschwindigkeit von 2000 Zoll pro Minute erreicht wird, die vom Geschwindigkeitsbegrenzungssignal, welches vom Speicher 88 an die Regeleinrichtung 60 geliefert wird, diktiert wird. Diese Höchstgeschwindigkeit wird bis zum Punkt E aufrechterhalten, bis die Geschwindigkeit des Fotokopfes zwischen den Punkten E und F graduell reduziert wird. Während aller Phasen dieses Zeichnens mit der 80-Mil-Blende findet die Belichtung zu einer Rate von 12 Blitzen pro Punktdurchmesser, wie in der Tabelle festgelegt, statt. Selbstverständlich ist zu verstehen, daß durch Austausch der in der Tabelle dargestellten Teilungsfaktoren andere Blitzanzahlen pro Punktdurchmesser für irgendwelche anderen Blenden erzielt werden können, um die Qualität der durch jede Blenden belichteten Linie zu verändern.

Zusammenfassend betrifft die Erfindung Fotoplotter und ein Verfahren, welches eine Blitzleuchte benutzt, um eine Linie/ Strich auf einer lichtempfindlichen Oberfläche zu belichten, und worin der Fotokopf eine Anzahl von Blenden unterschiedlicher Größe hat, um die Breite der erzeugten Linie/des erzeugten Striches zu verändern, wobei die Qualität der mit jeder Blende gezeichneten Linie dadurch gesteuert wird, daß für jede Blende der Faktor gesteuert oder eingestellt wird, durch welchen die Blitzrate (Blitzfolge) der Blitzleuchte mit der Geschwindigkeit des Fotokopfes ins Verhältnis gesetzt wird. Ein die Geschwindigkeit des Fotokopfes über der lichtempfindlichen Schicht repräsentierendes Signal wird durch einen Teilungsfaktor geteilt, der einzig mit der auserwählten Blende verbunden ist, um ein Blitzraten-(Blitzfolge-)Befehlssignal zu erzeugen, wodurch die Blitzrate (Blitzfolge) der Blitzleuchte gesteuert wird. Unter Berücksichtigung des mit jeder Blende verbundenen Teilungsfaktors wird die Geschwindigkeit des Fotokopfes auf eine solche Geschwindigkeit begrenzt, zu welcher die Blitzleuchten zu ihrer maximalen Blitzrate (Blitzfolge) oder leicht darunter blitzt, wodurch der maximale Durchsatz der Einrichtung erzielt wird.


Anspruch[de]
  1. 1. Verfahren zur Belichtung von Linien auf einer lichtempfindlichen Oberfläche vermittels Lichtblitzen, wobei das Verfahren folgende Schritte umfaßt: Vorsehen einer lichtempfindlichen Oberfläche, Vorsehen eines Fotokopfes mit einer Blitzleuchte und einer Anzahl von Blenden unterschiedlicher Größe, von denen jede ausgewählte Blende zwischen der Blitzleuchte und der lichtempfindlichen Oberfläche positionierbar ist, um zu bewirken, daß die Blitzleuchte, wenn sie ausgelöst wird, einen Punkt auf der lichtempfindlichen Oberfläche belichtet, der eine Größe hat, die in direktem Verhältnis zur Größe der ausgewählten Blende steht, Auswählen einer der Blenden zum Gebrauch mit der Blitzleuchte, und Bewegen der lichtempfindlichen Oberfläche und des Fotokopfes im Verhältnis zueinander, um zu bewirken, daß der Fotokopf eine auf der Oberfläche zu belichtende Linie nachzieht, wobei während der Bewegung des Fotokopfes und der Oberfläche im Verhältnis zueinander ein Geschwindigkeitssignal (V) erzeugt wird, welches einen Wert hat, der in direktem Verhältnis zu der Geschwindigkeit des Fotokopfes und der Oberfläche in deren gegenseitigem Verhältnis steht, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzahl von Teilungsfaktoren mit den Blenden auf einer 1-zu-1-Basis verbunden werden, wobei die Teilungsfaktoren voneinander unabhängig und möglicherweise von Blende zu Blende veränderlich sind, das Teilungssignal durch den mit der ausgewählten Blende, die mit dem Fotokopf benutzt wird, verbundenen Teilungsfaktor geteilt wird, um ein Blitzraten-Signal zu erzeugen, daß die Blitzleuchte zu einer Rate ausgelöst wird, die in direktem Verhältnis zu dem Blitzraten-Signal steht, und daß die Geschwindigkeit, zu welcher der Fotokopf und die Oberfläche im Verhältnis zueinander bewegt werden, auf eine Geschwindigkeit begrenzt wird, bei der der Leuchte durch das Blitzraten-Befehlssignal zu ihrer oder unter ihrer maximal erzielbaren Blitzrate (Blitzfolge) zu blitzen befohlen wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß während der Bewegung des Fotokopfes und der Oberfläche im Verhältnis zueinander ein Geschwindigkeitssignal (V) erzeugt wird, welches einen Wert hat, der in direktem Verhältnis zu der Geschwindigkeit des Fotokopfes und der Oberfläche in deren gegenseitigem Verhältnis hat, eine Vielzahl von Teilungsfaktoren mit den Blenden auf einer 1-zu-1-Basis verbunden werden, wobei die Teilungsfaktoren voneinander unabhängig und möglicherweise von Blende zu Blende veränderlich sind, daß die Kette von Geschwindigkeitsimpulsen durch den Teilungsfaktor geteilt wird, der mit der ausgewählten Blende verbunden ist, die mit der Blitzleuchte benutzt wird, um eine Ausgabe-(Output-)Kette von Blitzbefehlsimpulsen zu erzeugen und daß die Blitzlampe in Relation auf jeden Blitzbefehlsimpuls ausgelöst wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit, mit welcher der Fotokopf und die Oberfläche im Verhältnis zueinander bewegt werden, auf eine Geschwindigkeit begrenzt wird, bei welcher die Leuchte durch die Blitzbefehlsimpulse befohlen wird, zu ihrer oder unter ihrer maximal erzielbaren Blitzrate zu blitzen.
  4. 4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, welche eine Einrichtung zur Halterung von Material mit einer lichtempfindlichen Oberfläche, einen Fotokopf, der eine Blitzleuchte und eine Anzahl von Blenden unterschiedlicher Größe aufweist, wovon jede ausgewählte Blende zwischen der Blitzleuchte und der lichtempfindlichen Oberfläche positionierbar ist mit der Wirkung, daß, wenn die Blitzleuchte ausgelöst wird, ein Punkt auf der Oberfläche belichtet wird, der eine Größe hat, die in direktem Verhältnis zur Größe der ausgewählten Blende steht, Einrichtungen zur Auswahl jeder Blende aus der Anzahl von Blenden, die zusammen mit der Blitzleuchte zu benutzen sind, um auf der Oberfläche Punkte zu belichten, Antriebseinrichtungen zur Bewegung des Materials und des Fotokopfes in Relation zueinander mit der Wirkung, daß der Fotokopf eine Linie nachzieht, die auf der lichtempfindlichen Oberfläche zu belichten ist, und Einrichtungen zur Erzeugung eines Geschwindigkeitssignals, welches einen Wert hat, der direkt mit der Geschwindigkeit in Beziehung steht, mit welcher die lichtempfindliche Oberfläche und der Fotokopf im Verhältnis zueinander durch die Antriebseinrichtung bewegt werden, umfaßt, gekennzeichnet durch einen Teiler (84) zur Teilung des Geschwindigkeitssignals durch einen Teilungsfaktor, um ein Blitzraten-Befehlssignal zu erzeugen; Einrichtungen (56) zum Blitzen der Blitzleuchte (46) zu einer Rate, die in direktem Verhältnis zu dem Blitzraten-Befehlssignal steht, und Einrichtungen (60 und 88) zur Verbindung einer Vielzahl von Teilungsfaktoren mit den Blenden auf einer 1-zu-1-Basis, wobei die Teilungsfaktoren unabhängig voneinander und von Blende zu Blende unterschiedlich sind, und zum Gebrauch des mit der von der Auswahleinrichtung auserwählten Blende verbundenen Teilungsfaktors vermittels des Teilers, wobei die Blitzleuchte über eine maximal erzielbare Blitzrate verfügt und Einrichtungen (88) hat, welche für jede der ausgewählten Blenden (44) die Geschwindigkeit, mit welcher die Antriebseinrichtung die lichtempfindliche Oberfläche und den Fotokopf im Verhältnis zueinander auf eine Geschwindigkeit begrenzt, zu welcher die Blitzleuchte durch die Blitzraten-Befehlssignale den Befehl erhält, zur maximal erzielbaren Blitzrate oder darunter zu blitzen.
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine Tachometereinrichtung (70, 72 und 78) zur Erzeugung einer Kette von Geschwindigkeitsimpulsen, die eine Wiederholungsrate hat, die direkt bezogen ist auf die Geschwindigkeit, mit welcher die lichtempfindliche Oberfläche und der Fotokopf in Relation zueinander durch die Antriebseinrichtungen bewegt werden; einen Teiler (84) zur Teilung der Kette von Geschwindigkeitsimpulsen durch einen Teilungsfaktor, um eine Ausgabe- (Output-)Kette von an den Blitzleuchtenkreis gelieferten Blitzbefehlsimpulsen zu erzeugen; und Einrichtungen (60) und (88) zur Verbindung einer Vielzahl von Teilungsfaktoren mit den Blenden auf einer 1-zu-1- Basis, wobei die Teilungsfaktoren voneinander unabhängig sind und von Blende zu Blende variieren können, und zum Gebrauch des mit der von der Auswahlvorrichtung auserwählten Blende verbundenen Teilungsfaktors vermittels des Teilers.
  6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, gekennzeichnet durch Einrichtungen (90) zur Veränderung des Teilungsfaktors, der mit jeder der Blenden (44) verbunden ist, unabhängig von den Teilungsfaktoren, die mit anderen der Blenden verbunden sind.
  7. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, gekennzeichnet durch Einrichtungen zur Veränderung des Teilungsfaktors, der mit jeder der Blenden verbunden ist, unabhängig von den Teilungsfaktoren, die mit den anderen der Blenden verbunden sind.
  8. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, gekennzeichnet durch Einrichtungen zur Verbindung einer Vielzahl von Teilungsfaktoren mit den Blenden, einen Rechenspeicher (88) umfassend, in welchem ein Teilungsfaktor für jede aus der Vielzahl von Blenden des Fotokopfes gespeichert ist.
  9. 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, gekennzeichnet durch den Rechenspeicher (88), welcher den Austausch der gespeicherten Teilungsfaktoren zuläßt mit Einrichtungen, die eine Tastatur (90) einschließen, welche an den Rechenspeicher anschließbar ist, um nach dem Belieben eines Bedienenden die Werte der in dem Speicher gespeicherten Werte der Teilungsfaktoren auszuwechseln.
  10. 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, gekennzeichnet durch die Blitzleuchte (46), die eine maximal erzielbare Blitzrate hat, wobei die Antriebsvorrichtung zum Bewegen des Materials und des Fotokopfes in gegenseitiger Relation reaktionsfähig auf ein Geschwindigkeitsbegrenzungssignal ist, welches einen Größenparameter hat und welche die Antriebsvorrichtung bewirkt, die Geschwindigkeit, mit welcher der Fotokopf im Verhältnis zu dem Material bewegt wird, auf einen Wert zu begrenzen, der direkt mit dem Größenparameter im Verhältnis steht, und Einrichtungen (88) zur Verbindung jeder der Blenden mit einem Geschwindigkeitsbegrenzungssignal, welches einen Größenparameter hat, wobei der Wert des Größenparameters des Geschwindigkeitsbegrenzungssignals in einem solchen Verhältnis zu dem mit derselben Blende verbundenen Teilungsfaktor steht, daß, wenn der Fotokopf und die lichtempfindliche Oberfläche in Relation zueinander zu der von dem Geschwindigkeitsbegrenzungssignal diktierten Höchstgeschwindigkeit bewegt werden, der Blitzleuchte von den Blitzbefehlssignalen befohlen wird, zu oder unter der höchsterzielbaren Blitzrate zu blitzen.
  11. 11. Vorrichtung gemäß Anspruch 10, gekennzeichnet durch Einrichtungen zur Verbindung einer Vielzahl von Teilungsfaktoren mit den Blenden und den Einrichtungen zur Verbindung jeder der Blenden mit einem Geschwindigkeitsbegrenzungssignal, welches einen Rechenspeicher (88) umfaßt, in welchem ein Teilungsfaktor und ein Geschwindigkeitsbegrenzungssignal für jede aus der Anzahl von Blenden des Fotokopfes gespeichert sind.






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