DE1282060B - Verfahren und Einrichtung zur elektrostatischen Aufzeichnung von Informationen - Google Patents
Verfahren und Einrichtung zur elektrostatischen Aufzeichnung von InformationenInfo
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Description
BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES 4M^ PATENTAMT
Int. α.:
H04n
AUSLEGESCHRIFT
Deutsche Kl.: 21 al-32/04
Nummer: 1 282 060
Aktenzeichen: P 12 82 060.9-31 (R 44914)
Anmeldetag: 27. Dezember 1966
Auslegetag: 7. November 1968
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O
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Einrichtung zur elektrostatischen Aufzeichnung
von Informationen, insbesondere auf eine elektronische Ansteuerung für elektrostatische Schreibstifte.
Beim elektrostatischen Aufzeichnen werden die Schritte des Drückens, Einfärbens und Fixierens
durchgeführt. Beim Drucken wird die aufgezeichnete Information auf ein Aufzeichnungsband mit hohem
spezifischem Widerstand in Form elektrostatischer Bilder aufgezeichnet. Danach wird beim Einfärben ίο
die aufgeladene Fläche durch Aufbringen eines feinverteilten Entwicklerstoffes sichtbar gemacht, d. h.
entwickelt, wobei dieser Stoff von den vorher aufgeladenen Flächenteilchen elektrostatisch angezogen
wird. Der dritte fakultative Schritt besteht in der Fixierung des Toners oder Entwicklerstoffes an dem
latenten Bild des Aufzeichnungsträgers. Dieser Schritt kann in einer Erhitzung eines zu diesem Zweck mit
einem speziellen Überzug versehenen Aufzeichnungsblattes und/oder in einer Einwirkung einer Andruck- ao
rolle auf die Pulverbilder bestehen.
Die Größe und die Form eines auf einem Aufzeichnungsträger erzeugten elektrostatischen Bildes
durch Ansteuerung eines Schreibstiftes ist eine Funktion zusammengesetzter Größen, zu denen die Größe »5
und Form der jeweils verwendeten Elektroden, die Polarität der angelegten Spannung und die elektrische
Feldstärke in dem Luftspalt zwischen dem Schreibstift und der Unterlage der Elektrode gehören.
Wird ein elektrostatisches Aufzeichnungsverfahren gewählt, bei dem ein hohes Auflösungsvermögen
gewünscht ist, z. B. bei Faksimile-Anlagen, Linienoder Streifenschreiben usw., so besteht ein Problem
in der Ausdehnung des aufgebrachten Ladungsbildes, verursacht durch die Abmessungen des Schreibstiftes.
Eine derartige Ausdehnung der Ladungsbilder führt oft zu einer Überlappung dieser Bilder, wenn schnell
aufeinanderfolgende Impulse aufgezeichnet werden sollen. Diese Überlappung infolge der Ausdehnung
der Ladungsbilder durch die Schreibstiftabmessungen schränkt das Auflösungsvermögen einer Schreibeinrichtung
stark ein. Dies bedeutet, daß die Möglichkeit, schnell aufeinanderfolgende Impulse als
getrennte Ladungsbilder aufzuzeichnen, verringert ist. Dieser Streueffekt kann durch Verringerung der
Abmessungen des Schreibstiftes etwas verringert werden, jedoch ist diese Lösung durch die praktischen
Grenzen der minimalen Größe eines Schreibstiftes natürlich eingeschränkt.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die vorstehend genannten Nachteile zu vermeiden und
hierzu ein elektrostatisches Aufzeichnungsverfahren Verfahren und Einrichtung zur elektrostatischen
Aufzeichnung von Informationen
Aufzeichnung von Informationen
Anmelder:
Rank Xerox Limited, London
Vertreter:
Dipl.-Ing. F. Weickmann,
Dipl.-Ing. H. Weickmann
und Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke, Patentanwälte,
8000 München 27, Möhlstr. 22
Als Erfinder benannt:
Murray Irwin Gold,
Monterey Park, Calif. (V. St. A.)
Beanspruchte Priorität:
V. St. ν. Amerika vom 27. Dezember 1965
(516 392)
V. St. ν. Amerika vom 27. Dezember 1965
(516 392)
sowie eine Einrichtung zu dessen Durchführung zu schaffen, wobei die scheinbare oder effektive Größe
des Schreibstiftes in Aufzeichnungsrichtung geringer ist als die tatsächliche physikalische Größe.
Für ein Verfahren zur elektrostatischen Aufzeichnung von Informationen, die einem Schreibstift in
Form von Impulsen zugeführt werden, auf einen Aufzeichnungsträger löst die Erfindung diese Aufgabe
dadurch, daß dem Schreibstift jeweils ein Aufzeichnungsimpuls einer ersten Polarität während
seiner Bewegung über den Aufzeichnungsträger aus nichtleitendem Material zugeführt wird und daß ihm
ein zweiter Impuls (Löschimpuls) entgegengesetzter Polarität zugeführt wird, während ein Teil der vom
Schreibstift durch den Aufzeichnungsimpuls auf den Aufzeichnungsträger übertragenen Ladung sich noch
unter dem Schreibstift befindet, wodurch im wesentlichen alle Ladungen der ersten Polarität, die sich
noch unter dem Schreibstift befinden, entfernt werden.
Durch die Erfindung wird das Auflösungsvermögen elektrostatischer Schreiber verbessert, da der Effekt
der Ausdehnung von Ladungsbildern infolge der Schreibstiftabmessungen verringert wird. Durch die
Impulse der zweiten Polarität erfolgt während der Aufzeichnung der Informationen jeweils eine Umladung
des Aufzeichnungsträgers, die bei richtiger zeitlicher Steuerung gerade diejenigen Flächen-
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bereiche des aufgezeichneten Bildes beeinflußt, die Magnet 18 ist mit seinem dem Aufzeichnungsträger
eine durch Streueffekte bedingte Bildverschlechterung 11 zugewandten Pol mit einer sogenannten Magnetaufweisen.
Auf diese Weise kann, wie aus der folgen- bürste 19 versehen, die aus einer Mischung von
den Beschreibung noch deutlich wird, die Aufzeich- Eisenfeilspänen und feinverteilten pigmentierten
nung mit einem Schreibstift endlicher Breite erfolgen 5 Kunstharzteilchen besteht. Die Kunstharzteilchen,
und dabei gleichzeitig eine Qualität erzielt werden, im allgemeinen als Toner bezeichnet, werden durch
wie sie bisher nur einem Schreibstift unendlich ge- die Berührung mit den Eisenfeilspänen elektrostatisch
ringer Breite zugeschrieben wurde. auf eine vorherrschende Polarität aufgeladen, die
Eine Einrichtung zur Durchführung des erfin- vorzugsweise derjenigen der durch den Schreibstift 16
dungsgemäßen Verfahrens ist derart ausgebildet, daß io erzeugten latenten Ladung auf dem Aufzeichnungseine
Schaltungsanordnung vorgesehen ist, die den träger 11 entgegengesetzt ist. Wenn die Magnetbürste
Löschimpuls erzeugt und dem Schreibstift zuführt, 19 über einen Flächenteil des vorher abgelagerten
und daß der Löschimpuls unmittelbar auf die Rück- latenten Bildes hinweggeführt wird, so werden die
flanke des Aufzeichnungsträgers folgt. Dabei erfolgt Kunstharzteilchen von diesem angezogen und bleiben
also die erwähnte Umladung gleichfalls unmittelbar 15 darauf als sichtbares Bild haften. Wie beschrieben,
nach dem Aufzeichnungsimpuls, wodurch sich in kann ein solcher Schreiber beispielsweise zur Fakeinfacher
Weise die zur Vermeidung der Streueffekte simile-Aufzeichnung verwendet werden, wobei ein
erforderliche zeitlich richtige Steuerung ergibt. ferner Faksimile-Sender in der üblichen Weise den
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung Impulsgenerator 17 mit den bekannten Bild- und
gehen aus der folgenden Beschreibung von Ausfüh- ao Steuersignalen betätigt. In F i g. 1 a ist ein mit hoher
rungsbeispielen an Hand der Figuren hervor. Es . Geschwindigkeit arbeitender elektrostatischer Schreizeigen
ber dargestellt, bei dem die vorliegende Erfindung F i g. 1 und 1 a schematische Darstellungen eines verwendet wird. Die Schreibstifte 16' sind am Umelektrostatischen
Aufzeichnungsgerätes, bei dem die fang der Trommel 15' in gleichen Abständen angevorliegende
Erfindung angewendet wird, in Form as ordnet und stehen der gekrümmten Unterlageneines
Blockschaltbildes, . elektrode 10' gegenüber. Bei Drehung der Trommel F i g. 2 die bei einem Schreiber gemäß F i g. 1 15' wird durch eine geeignete Schaltungsanordnung
anwendbaren üblichen Impulsformen, das jeweilige Aufzeichnungssignal des Impulsgenera-F
i g. 3 die bei einem Schreiber gemäß F i g. 1 tors 17 dem jeweils in Aufzeichnungslage stehenden
durch die in F i g. 2 gezeigten Impulsformen hervor- 30 Schreibstift 16' zugeführt, wodurch auch auf dem
gerufenen Betriebsschritte, Aufzeichnungsträger 11' ein latentes Bild erzeugt F i g. 4 die gemäß der Erfindung ausgebildeten wird. Dieser Aufzeichnungsprozeß wird im folgenden
und in einem Schreiber gemäß F i g. 1 verwendbaren noch eingehender beschrieben.
Impulsformen, In Fig. 2 ist ein Teil eines auf den Schreibstift 16 F i g. 5 die mit den Impulsformen gemäß F i g. 4 35 geführten Impulszuges dargestellt. Es sind zwei eng hervorgerufenen Betriebsschritte, . benachbarte kurze Impulse 20 und 21 mit der jewei-F i g. 6 eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung !igen Länge tx sowie ein längerer Impuls 22 mit der der gemäß der Erfindung ausgebildeten Aufzeich- Länge U gezeigt. Die Impulse haben eine negative nungsimpulse, Polarität und eine Amplitude von 500 bis 1000 V. Fig. 7 einen einzelnen, durch die Schaltungs- 40 Diese Größen sind jedoch nicht bindend. Abhängig anordnung gemäß F i g. 6 erzeugten Impuls und . von den Abmessungen und den Einflußgrößen des Fig. 8 einen durch die Schaltungsanordnung ge- Schreibers verursachen Impulse, deren Amplitude maß Fig. 6 erzeugten Impulszug. unter einem Schwellwert von beispielsweise 500 V In F i g. 1 ist ein elektrostatisch arbeitender Fak- liegt, keine Ladungsübertragung vom Schreibstift 16 simile-Schreiber als Beispiel für eine Einrichtung zur 45 auf den Aufzeichnungsträger 11. Die Aufzeichnungs-Anwendung der vorliegenden Erfindung dargestellt. impulse werden durch einen Impulsgenerator 17 Eine vorzugsweise aus elektrisch leitfähigem Material erzeugt, .wozu beispielsweise ein Röhrenschalter, ein bestehende Trommel 10 ist mit einem Aufzeichnungs- Transistorschalter oder ein gesteuerter Gleichstromträger aus einem nichtleitenden Stoff 11 überzogen» Gleichstrom-Multivibrator-Transformator verwendet Die Trommel 10 ist drehbar gelagert und wird durch 50 wird. ·
einen Motor 12 gedreht, der ferner eine Führungs- :. Fig. 3 zeigt die Schreibvorgänge, wenn die in spindel 13 über ein Getriebe 14 antreibt. Ein nicht- Fig. 2 dargestellten Impulse einen Schreibstift 16 leitender Schlitten 15 ist auf der Führungsspindel 13 mit der Breite if und einer relativen Geschwindigangeordnet und trägt einen Schreibstift 16, der über keit ν gegenüber dem Aufzeichnungsträger 11 zugedie Oberfläche des Aufzeichnungsträgers 11 bei 55 führt werden. Wie schematisch dargestellt ist, Drehung der Trommel 10 hinweggeführt wird. Ein ... erstreckt sich das durch den Impuls 22 und durch Hochspannungsimpulsgenerator 17 speist den Schreib- die Ablagerung von Tonerteilchen 30 sowie entstift 16 abhangig von empfangenen Bild-oder sonsti- sprechend durch die Impulse 22 und 21 erzeugte gen Aufzeichnungssignalen mit Spannungsimpulsen. Bild über eine Länge, die der Breite W des Schreib-Die an den Schreibstift 16 angelegten Spannungs- 60 Stiftes zuzüglich der Länge des Weges entspricht, den impulse verursachen eine, übertragung elektro- der Schreibstift während der zeitlichen Dauer des statischer Ladungen auf den Aufzeichnungsträger 11 jeweiligen Impulses zurücklegt. Diese Längen sind in einer Verteilung, die von der auf den Impuls- PF-I-Vi1 oder W+ Vt2, wobei ν die Geschwindigkeit generator 17 gelangenden Information abhängt. und t die Impulsdauer sind. Die gewünschte Länge Zur Entwicklung oder Sichtbarmachung der 65 eines Ladungsbildes ist normalerweise proportional latenten Ladungsbilder dient ein Dauermagnet 18, . der Impulsdauer, d. h. nur ν t± oder ν t2. Wegen der der auf einer Führung 15, z. B. dem Schlitten 15, Größenausdehnung oder des Streueffekts beim nahe der Trommeloberfläche angeordnet ist. Der Ladungsbild infolge der Schreibstiftabmessung W
Impulsformen, In Fig. 2 ist ein Teil eines auf den Schreibstift 16 F i g. 5 die mit den Impulsformen gemäß F i g. 4 35 geführten Impulszuges dargestellt. Es sind zwei eng hervorgerufenen Betriebsschritte, . benachbarte kurze Impulse 20 und 21 mit der jewei-F i g. 6 eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung !igen Länge tx sowie ein längerer Impuls 22 mit der der gemäß der Erfindung ausgebildeten Aufzeich- Länge U gezeigt. Die Impulse haben eine negative nungsimpulse, Polarität und eine Amplitude von 500 bis 1000 V. Fig. 7 einen einzelnen, durch die Schaltungs- 40 Diese Größen sind jedoch nicht bindend. Abhängig anordnung gemäß F i g. 6 erzeugten Impuls und . von den Abmessungen und den Einflußgrößen des Fig. 8 einen durch die Schaltungsanordnung ge- Schreibers verursachen Impulse, deren Amplitude maß Fig. 6 erzeugten Impulszug. unter einem Schwellwert von beispielsweise 500 V In F i g. 1 ist ein elektrostatisch arbeitender Fak- liegt, keine Ladungsübertragung vom Schreibstift 16 simile-Schreiber als Beispiel für eine Einrichtung zur 45 auf den Aufzeichnungsträger 11. Die Aufzeichnungs-Anwendung der vorliegenden Erfindung dargestellt. impulse werden durch einen Impulsgenerator 17 Eine vorzugsweise aus elektrisch leitfähigem Material erzeugt, .wozu beispielsweise ein Röhrenschalter, ein bestehende Trommel 10 ist mit einem Aufzeichnungs- Transistorschalter oder ein gesteuerter Gleichstromträger aus einem nichtleitenden Stoff 11 überzogen» Gleichstrom-Multivibrator-Transformator verwendet Die Trommel 10 ist drehbar gelagert und wird durch 50 wird. ·
einen Motor 12 gedreht, der ferner eine Führungs- :. Fig. 3 zeigt die Schreibvorgänge, wenn die in spindel 13 über ein Getriebe 14 antreibt. Ein nicht- Fig. 2 dargestellten Impulse einen Schreibstift 16 leitender Schlitten 15 ist auf der Führungsspindel 13 mit der Breite if und einer relativen Geschwindigangeordnet und trägt einen Schreibstift 16, der über keit ν gegenüber dem Aufzeichnungsträger 11 zugedie Oberfläche des Aufzeichnungsträgers 11 bei 55 führt werden. Wie schematisch dargestellt ist, Drehung der Trommel 10 hinweggeführt wird. Ein ... erstreckt sich das durch den Impuls 22 und durch Hochspannungsimpulsgenerator 17 speist den Schreib- die Ablagerung von Tonerteilchen 30 sowie entstift 16 abhangig von empfangenen Bild-oder sonsti- sprechend durch die Impulse 22 und 21 erzeugte gen Aufzeichnungssignalen mit Spannungsimpulsen. Bild über eine Länge, die der Breite W des Schreib-Die an den Schreibstift 16 angelegten Spannungs- 60 Stiftes zuzüglich der Länge des Weges entspricht, den impulse verursachen eine, übertragung elektro- der Schreibstift während der zeitlichen Dauer des statischer Ladungen auf den Aufzeichnungsträger 11 jeweiligen Impulses zurücklegt. Diese Längen sind in einer Verteilung, die von der auf den Impuls- PF-I-Vi1 oder W+ Vt2, wobei ν die Geschwindigkeit generator 17 gelangenden Information abhängt. und t die Impulsdauer sind. Die gewünschte Länge Zur Entwicklung oder Sichtbarmachung der 65 eines Ladungsbildes ist normalerweise proportional latenten Ladungsbilder dient ein Dauermagnet 18, . der Impulsdauer, d. h. nur ν t± oder ν t2. Wegen der der auf einer Führung 15, z. B. dem Schlitten 15, Größenausdehnung oder des Streueffekts beim nahe der Trommeloberfläche angeordnet ist. Der Ladungsbild infolge der Schreibstiftabmessung W
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überlappen sich die mit den Impulsen 20 und 21 Schreibstift 16 erzeugt. In Fig. 6 ist jedoch eine
erzeugten Ladungen. Daher ist die dargestellte Ein- einfachere und in derselben Weise wirkende Schalrichtung
nicht in der Lage, Impulse mit einem tang dargestellt, die gemäß einem weiteren Merkmal
Abstand, wie es bei den Impulsen 20 und 21 der Fall der Erfindung ausgebildet ist. Diese Schaltung beist,
wiederzugeben. Die Auflösung kann naheliegen- 5 steht aus einem Impulsgenerator 61, der zuerst bederweise
durch Verringerung der Breite W des schrieben wird und einem Multivibrator 60. Der
Schreibstiftes 16 oder durch Steigerung der Ge- Transistor β 4 ist ein Emitterfolger, der einen seiner
schwindigkeit verbessert werden, jedoch sind diesen Basis zugeführten positiven Eingangsimpuls über
Maßnahmen praktische Grenzen gesetzt. einen Kondensator C 4 dem Treibertransistor β 5 zu-
In Fig.4 ist ein gemäß der Erfindung ausgebil- io führt. Der Transistor Q5 wird durch diesen Impuls
deter Zug von Impulsen dargestellt. Die Aufzeich- geöffnet und ermöglicht die Anschaltung der Vernungsimpulse
20', 21' und 22' entsprechen dabei sorgungsspannung auf die Primärwicklung eines
denen aus Fig. 2. Auf jeden Aufzeichnungsimpuls Impulstransformators Γ1. Der Transformator gibt
folgt jedoch unmittelbar, d. h. an seiner Rückflanke, eine Spannung von —1000 V an der Klemme 62 für
ein Impuls 40 der entgegengesetzten Polarität. Die 15 den Schreibstift 16 ab. Diese Ausgangsspannung
Länge oder zeitliche Dauer des Lösch- oder Neu- kann in gewissem Grade durch die Reihenwidertralisationsimpulses
40 ist nicht kritisch, und seine stände R14 und R16 geändert werden. Der TransAmplitude kann wesentlich geringer sein als die- formator Tl hat wie jeder Transformator einen gejenige
der Aufzeichnungsimpulse 20, 21 und 22. wissen Streufluß und eine Eigenkapazität, die bei der
Seine Amplitude kann beispielsweise in der Größen- ao vorliegenden Erfindung vorteilhaft ausgerüstet werordnung
von 100 V liegen. den. An der Sekundärwicklung können zusätzliche
Die Wirkung dieses Lösch- oder Neutralisations- Induktivitäten oder Kapazitäten angeschaltet werden,
impulses 40 unmittelbar nach einem Aufzeichnungs- jedoch ist dies nicht nötig oder erwünscht,
impuls für eine elektrostatische Schreibeinrichtung Am Ende des dem Transistor β 4 zugeführten ist in Fig. 5 dargestellt. Auf dem Aufzeichnungs- as Impulses wird der Transistor β5 gesperrt, und die träger 11 wird eine durch die Minuszeichen dar- im Transformator gespeicherte Energie muß abgegestellte Ladung aufgebracht, abhängig von den baut werden. Dies geschieht über den durch die Impulsen 20', 2Γ und 22'. Der Schreibstift 16 ist Diode C und R 6 und die Widerstände R12 und R16 in einer Lage an der Rückflanke des Aufzeichnungs- gebildeten Weg. Der Wert der Widerstände ist jedoch impulses 22' dargestellt. Wie bereits beschrieben, 30 so hoch gewählt, daß sie eine nur geringe Dämpfung folgt auf die Rückflanke beispielsweise des Impulses verursachen. Ein großer Teil der gespeicherten 22' gemäß der Erfindung ein Lösch- oder Neutrali- Energie lädt deshalb die Eigenkapazität auf, die sich sationsimpuls 40. Dieser neutralisiert alle vorher auf- dann über den Transformator entlädt. Dieser Vorgebrachten Ladungen unterhalb des Schreibstiftes 16. gang ist ein LC-Resonanzvorgang des Transforma-Durch Experimente stellte sich heraus, daß die 35 tors, durch den die Ausgangsspannung einen Impuls vorher geladenen Flächenteile auf die entgegen- 40' umgekehrter Polarität erzeugt, wie er in F i g. 7 gesetzte Polarität umgeladen werden, wie dies durch dargestellt ist. Dieser Impuls entspricht völlig den die Pluszeichen dargestellt ist. Der Impuls 40 kann in F i g. 4 gezeigten Impulsen 40. Seine Amplitude jedoch eine Spannung haben, die wesentlich unter- und Länge ist durch die charakteristischen Größen halb des normalen zur Ladungsübertragung auf den 40 des Transformators bestimmt, wozu auch die äußer-Aufzeichnungsträger 11 erforderlichen Schwellwertes Hch angeschalteten Reaktanzen sowie die Widerliegt. Die entgegengesetzt geladenen Flächenteile stände R12 und R16 hinzugerechnet werden müssen, stoßen die Tonerteilchen 30 ab. Die nicht unterhalb Die maximale Länge des Ausgangsimpulses des des Schreibstiftes 16 liegenden Ladungen werden Impulsgenerators 61 ist bekanntlich durch den Transdurch den Impuls 40 nicht beeinflußt. Die Länge des 45 formator Tl begrenzt, und längere Impulse erfordern Bereiches, der nicht vom Schreibstift überdeckt wird einen physikalisch größeren Transformator. Deshalb und daher nicht geändert wird, also eine für das stellt die dargestellte Schaltungsanordnung einen Bild notwendige Ladung enthält, beträgt ν ί2 oder ν t, einfachen und wirtschaftlichen Weg zur Erzeugung so daß dieser Wert dem für die aufzubringende elektrostatischer Aufzeichnungssignale dar, jedoch Ladung vorgeschriebenen Wert entspricht und mit 5p nur für Impulslängen von Mikrosekunden oder Münder Länge des Impulses 22' übereinstimmt. Dement- Sekunden.
impuls für eine elektrostatische Schreibeinrichtung Am Ende des dem Transistor β 4 zugeführten ist in Fig. 5 dargestellt. Auf dem Aufzeichnungs- as Impulses wird der Transistor β5 gesperrt, und die träger 11 wird eine durch die Minuszeichen dar- im Transformator gespeicherte Energie muß abgegestellte Ladung aufgebracht, abhängig von den baut werden. Dies geschieht über den durch die Impulsen 20', 2Γ und 22'. Der Schreibstift 16 ist Diode C und R 6 und die Widerstände R12 und R16 in einer Lage an der Rückflanke des Aufzeichnungs- gebildeten Weg. Der Wert der Widerstände ist jedoch impulses 22' dargestellt. Wie bereits beschrieben, 30 so hoch gewählt, daß sie eine nur geringe Dämpfung folgt auf die Rückflanke beispielsweise des Impulses verursachen. Ein großer Teil der gespeicherten 22' gemäß der Erfindung ein Lösch- oder Neutrali- Energie lädt deshalb die Eigenkapazität auf, die sich sationsimpuls 40. Dieser neutralisiert alle vorher auf- dann über den Transformator entlädt. Dieser Vorgebrachten Ladungen unterhalb des Schreibstiftes 16. gang ist ein LC-Resonanzvorgang des Transforma-Durch Experimente stellte sich heraus, daß die 35 tors, durch den die Ausgangsspannung einen Impuls vorher geladenen Flächenteile auf die entgegen- 40' umgekehrter Polarität erzeugt, wie er in F i g. 7 gesetzte Polarität umgeladen werden, wie dies durch dargestellt ist. Dieser Impuls entspricht völlig den die Pluszeichen dargestellt ist. Der Impuls 40 kann in F i g. 4 gezeigten Impulsen 40. Seine Amplitude jedoch eine Spannung haben, die wesentlich unter- und Länge ist durch die charakteristischen Größen halb des normalen zur Ladungsübertragung auf den 40 des Transformators bestimmt, wozu auch die äußer-Aufzeichnungsträger 11 erforderlichen Schwellwertes Hch angeschalteten Reaktanzen sowie die Widerliegt. Die entgegengesetzt geladenen Flächenteile stände R12 und R16 hinzugerechnet werden müssen, stoßen die Tonerteilchen 30 ab. Die nicht unterhalb Die maximale Länge des Ausgangsimpulses des des Schreibstiftes 16 liegenden Ladungen werden Impulsgenerators 61 ist bekanntlich durch den Transdurch den Impuls 40 nicht beeinflußt. Die Länge des 45 formator Tl begrenzt, und längere Impulse erfordern Bereiches, der nicht vom Schreibstift überdeckt wird einen physikalisch größeren Transformator. Deshalb und daher nicht geändert wird, also eine für das stellt die dargestellte Schaltungsanordnung einen Bild notwendige Ladung enthält, beträgt ν ί2 oder ν t, einfachen und wirtschaftlichen Weg zur Erzeugung so daß dieser Wert dem für die aufzubringende elektrostatischer Aufzeichnungssignale dar, jedoch Ladung vorgeschriebenen Wert entspricht und mit 5p nur für Impulslängen von Mikrosekunden oder Münder Länge des Impulses 22' übereinstimmt. Dement- Sekunden.
sprechend geht die Aufzeichnung so vor sich, als Werden längere Impulse benötigt, als sie durch
ob der Schreibstift 16 mit der Breite W durch einen den Transformator Tl erzeugt werden können, so
Schreibstift unendlich geringer Breite ersetzt wäre, wird der in F i g. 6 dargestellte Multivibrator 60
der an der linken Seite oder der Hinterkante des 55 verwendet. Dieser ist ein asymmetrischer freischwin-
tatsächlichen Schreibstiftes 16 angeordnet wäre. Die- gender Multivibrator und arbeitet mit den Transi-
selben Überlegungen treffen auf die Aufzeichnungs- stören Q 2 und β 3 sowie zugeordneten Koppelschalt^
impulse 20' und 21' zu, die als voneinander getrennte elementen. Ferner ist ein Transistor ßl vorgesehen,
und unterscheidbare Ladungsbilder aufgezeichnet der den Multivibrator wirksam oder unwirksam
werden. Die Länge dieser Ladungen und ihre Tren- 60 schaltet bzw. setzt oder zurückstellt. Befindet sich
nung entspricht einer Impulslänge I1 sowie der vor- der Transistor β 1 in seinem normalen gesperrten
handenen Länge der Impulspause. Zustand, so sind die Dioden CR1 und CR 8 in
Die in F i g. 4 dargestellten Impulse können durch Durchlaßrichtung geschaltet, und die Basis des
übliche Schaltungsanordnungen erzeugt werden. Transistors C 2 ist gegenüber seinem Emitter infolge
Beispielsweise können die Rückflanken normaler 65 des Spannungsabfalles an der Diode Ci? 8 einige
Aufzeichnungsimpulse 20', 21', 22' zur Triggerung zehntel Volt negativ. In diesem Zustand ist der
eines monostabilen Multivibrators verwendet werden, Transistor β 2 gesperrt und der Transistor β 3 ge-
der einen Impuls der umgekehrten Polarität für den öffnet. Wird ein positives Signal der Basis des Tran-
sistorsQl zugeführt, so wird dieser geöffnet, und
die Emitterspannung steigt in Richtung auf die Kollektorspannung ab. Dadurch werden beide
Dioden CR1 und CR 8 in Sperrichtung gepolt und
können daher den Betrieb des Transistors Q 2 nicht mehr steuern. Die Transistoren Q2 und Q3 arbeiten
dann als freistehender Multivibrator, bis die positive Eingangsspannung vom Transistor β 1 abgeschaltet
wird. Der am Ausgang 62 erzeugte Impuls ist in F i g. 8 dargestellt, wobei die Schaltungsgrößen der
in Fig. 6 dargestellten Schaltungsanordnung zugrunde gelegt sind. Die aufeinanderfolgenden, in
F i g. 8 dargestellten Aufzeichnungsimpulse sind normalerweise so eng benachbart, daß sie auf dem Aufzeichnungsträger
11 sehr nahe beieinanderliegen und daher ein durchgehendes Zeichen erzeugen, wenn
sie durch die Tonerteilchen 30, wie es iri Fig. 3
dargestellt ist, sichtbar gemacht werden. Dies wird dadurch verursacht,-daß die durch den Schreibstift 16
aufgebrachten Ladungen so eng beieinanderliegen, ao daß sie das Auflösungsvermögen der Entwicklungseinrichtung
überschreiten, und zwar weil das Auflösungsvermögen des Schreibstiftes 16 und des ihm
zugeordneten Impulsgenerators nicht unendlich groß ist und überschritten wurde. Auch können beide
Wirkungen gleichzeitig auftreten. Die tatsächlichen Zusammenhänge dieses Effekts sind unwichtig, da
er mit Sicherheit immer wieder auftritt. Demgemäß ist die Länge und der Abstand der auf dem Aufzeichnungsträger
11 erzeugten sichtbaren Zeichen der Länge und dem Abstand der dem Transistor Q1
zugeführten Signale entsprechend, auch wenn die dargestellte Schaltungsanordnung lediglich Impulse
einer konstanten Länge erzeugen kann.
Um dem Schreibstift 16 eine scheinbare Breite vom Wert Null zu geben, muß lediglich auf den
letzten Impuls einer jeden Impulsreihe ein Neutralisations- oder Löschimpuls 40 oder 40' folgen, wie
er in den F i g. 4, 7 und 8 dargestellt ist. Dies bedeutet, daß gemäß einem weiteren Merkmal der
Erfindung bei Aufzeichnung einer Vielzahl von Impulsen als ein durchgehendes Zeichen der Streueffekt
des Schreibstiftes mit Verwendung eines Neutralisationsimpulses 40 oder 40' an der Rückflanke
des letzten Impulses einer Impulsgruppe wirksam ausgeschaltet wird. Wie jedoch beschrieben, kann
der mit der Schaltung gemäß F i g. 6 erzeugte normale Impuls, wie er in den F i g. 7 und 8 gezeigt ist, zur
Aufzeichnung engbenachbarter Impulse verwendet werden, die durch Überlappung als eine durchgehende
Linie wiedergegeben werden.
Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wurde eine Auflösung von mehr als 39 Linien pro
Zentimeter leicht erreicht, indem eine Anordnung gemäß Fig. 1 mit einem Schreibstift der Breite W
von 0,4 mm und eine Geschwindigkeit von 38 cm/Sek. verwendet wurde. Dem Fachmann ist ersichtlich, daß
diese Auflösung diejenige eines normal verwendeten Schreibstiftes der angegebenen Breite bei weitem
übertrifft.
Diese Ergebnisse wurden mit Einzelimpulsen gemäß F i g. 7 oder mit Impulsgruppen gemäß F i g. 8
erreicht.
Der für den Aufzeichnungsträger 11 verwendete Isolierstoff soll einen ausreichend hohen spezifischen
Widerstand haben, um eine elektrostatische Ladung speichern zu können. Ferner soll er möglichst dünn
sein. Er kann die Form eines dünnen Blattes Papier oder eines Überzuges auf der Trommel haben. Vorzugsweise
besteht er aus einem Blatt Papier, das zur Erhöhung seiner elektrischen Leitfähigkeit imprägniert
ist und das auf seiner den Schreibstift 16 berührenden Fläche mit einer sehr dünnen Schicht
eines nichtleitenden Kunstharzes überzogen ist. Solche Papiersorten sind in der Patentliteratur beschrieben
und unter der Bezeichnung »Videograph Paper« im Handel erhältlich. Zur Entwicklung der
auf dem Aufzeichnungsträger 11 erzeugten Ladungen kann die bereits im Zusammenhang mit F i g. 1 beschriebene
Magnetbürstenentwicklung . verwendet werden, jedoch ist auch die Kaskadierungsentwicklung,
die Flüssigkeitsentwicklung oder jede andere bekannte Entwicklungsart für elektrostatische Bilder
zur Anwendung beim, vorliegenden Verfahren geeignet. Jedes dieser genannten Verfahren wird in
der einen oder der anderen handelsüblichen elektrostatischen Kopiermaschine angewendet, wozu auch
spezielle Entwicklerstofie von den Herstellern dieser Maschinen geliefert werden. Diese Entwicklerstoffe
sind entweder zur Entwicklung negativer Ladungen unter Ausschluß der positiven Ladungen
oder zur Entwicklung positiver Ladungen unter Ausschluß der negativen Ladungen geeignet.
Die in Fig. 1 dargestellte Einrichtung wurde lediglich
zur Erläuterung der Erfindung beschrieben. Jede andere Einrichtung, die eine relative Bewegung zwischen
einem elektrischen Aufzeichnungsstift und einem Blatt eines nichtleitenden Stoffes erzeugt, kann
in gleicher Weise verwendet werden. Derartige Maschinen werden als Faksimile-Schreiber, alphanumerische
Schreiber u. a. verwendet. Statt eines einzelnen Schreibstiftes ist auch die Anwendung
mehrerer Schreibstifte möglich. Ihre Abmessungen werden entsprechend dem Verwendungszweck der
jeweiligen Einrichtung gewählt. Die zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens verwendeten
Schaltungen können sich merklich von den beschriebenen unterscheiden, wie es dem Schaltungstechniker
geläufig ist. Auch wenn die Breite W des Schreibstiftes so schmal gemacht werden kann, daß die
erwünschte Auflösung ohne Anwendung der vorliegenden Erfindung erreicht werden könnte, bietet
diese doch wesentliche Vorteile im Hinblick auf die Einfachheit der Schaltungen und die Wirtschaftlichkeit.
Claims (8)
1. Verfahren zur elektrostatischen Aufzeichnung von Informationen, die einem Schreibstift
in Form von Impulsen zugeführt werden, auf einen Aufzeichnungsträger, dadurch gekennzeichnet,
daß dem Schreibstift (16') jeweils ein Aufzeichnungsimpuls (20', 21', 22') einer ersten Polarität während seiner Bewegung
über den Aufzeichnungsträger (H') aus nichtleitendem Material zugeführt wird und daß ihm
ein zweiter Impuls (Löschimpuls 40') entgegengesetzter Polarität zugeführt wird, während ein
Teil der vom Schreibstift (16') durch den Aufzeichnungsimpuls (20', 21', 22') auf den Aufzeichnungsträger
(H') übertragenen Ladung sich noch unter dem Schreibstift (16') befindet, wodurch
im wesentlichen alle Ladungen der ersten Polarität, die sich noch unter dem Schreibstift
befinden, entfernt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Amplitude des Löschimpulses
(40') geringer ist als die Amplitude des Aufzeichnungsimpulses (20', 2Γ, 22') und zur
Übertragung von Ladungen auf den nichtleitenden Aufzeichnungsträger (U') nicht ausreicht.
3. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Schaltungsanordnung (60, 61) vorgesehen ist, die den Löschimpuls (40') erzeugt
und dem Schreibstift (16') zuführt, und daß Löschimpuls (40') unmittelbar auf die Rückfianke
des Aufzeichnungsimpulses (20', 2Γ, 22') folgt.
4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsanordnung (60,
61) dem Schreibstift (16') auch die Aufzeichnungsimpulse (20', 2Γ, 22') zuführt.
5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Schaltungsanordnung
einen Impulsgenerator (60) zur Erzeugung einer Folge engbenachbarter Aufzeichnungsimpulse
(Fig. 8) in Abhängigkeit von einem andauernden Eingangssignal enthält, das
zumindest ein Teil eines jeden dieser Impulse (20', 21', 22') eine erste Polarität, eine Länge
und eine Amplitude hat, die zur Ladungsübertragung vom Schreibstift (16') auf den Aufzeichnungsträger
(H') ausreicht und daß zumindest auf die Rückflanke des letzten Impulses (z.B.
2Γ) einer Impulsfolge engbenachbarter Impulse (20', 2Γ) unmittelbar ein Löschimpuls (40') einer
zweiten, zur ersten Polarität entgegengesetzten Polarität folgt.
6. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Schaltungsanordnung
einen Impulsgenerator (61) mit einem Impulstransformator (Tl) mit Primärwicklung
(1, 2) und Sekundärwicklung (3, 4), einen ersten Schaltkreis (62) zur Verbindung der Sekundärwicklung
(3, 4) mit dem Schreibstift (16'), einen freischwingenden Multivibrator (60), Schaltmittel
(Q 4) zur Verbindung der Primärwicklung (1, 2) mit dem Multivibrator (60) und Steuerschaltmittel
(Ql) enthält, die den Multivibrator (60) steuern und durch das Fehlen eines Aufzeichnungssignals
wirksam geschaltet werden.
7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Transformator (Tl) ein
Aufwärtstransformator ist, der nach jedem Aufzeichnungsimpuls (z.B. 20') einen Impuls (40')
entgegengesetzter Polarität erzeugt und eine unterhalb des kritischen Wertes liegende Dämpfung
hat.
8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung
zur Entwicklung der auf dem Aufzeichnungsträger (1Γ) vorhandenen latenten elektrostatischen
Ladungsbilder vorgesehen ist, die diejenigen Ladungen sichtbar macht, die durch den
Aufzeichnungsimpuls (z.B. 20') der genannten ersten Polarität erzeugt wurden.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
809 630/570 10.68 © Bundesdruckerei Berlin
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Family Applications (1)
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US3831178A (en) * | 1973-02-05 | 1974-08-20 | Muirhead Inc | Electrostatic marking system with a load stabilized power supply |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 |