DE2515120C2 - Elektrographische Aufzeichnungsanordnung - Google Patents
Elektrographische AufzeichnungsanordnungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine elektrographische Auf-Zeichnungsanordnung
mit einer Tonerzufuhreinrichtung, bestehend aus einer ortsfesten Außenhülse und einer inneren drehbaren Magnetanordnung, mit einer
Anzahl von Aufzeichnungsstiften, die längs einer geraden Mantellinie der Außenhülse angeordnet ist, und
mit einer hierzu beabstandeten Gegenelektrode, an der ein Aufzeichnungsträger anliegt, wobei Tonerteilchen
bei Aktivierung der Aufzeichnungselektroden auf dem Aufzeichnungsmedium abgelagert werden.
Bei bekannten derartigen elektrographischen Auf-Zeichnungsanordnungen
(entsprechend dem Gegenstand nach der US-PS 39 14 771) besteht die in der ortsfesten Außenhülse, die elektrisch nicht leitend und
unmagnetisch ist, befindliche Magnetanordnung aus einem zylindrischen, auf einer Achse drehbar gelagerten
Magnetkern und einer Anzahl um dessen zylindrische Oberfläche angeordnete Magnetsektoren, die die
Außenoberfläche der Magnetanordnung mit sich abwechselnden Nord- und Südpolen bilden. Die
Magnetanordnung wird im Uhrzeigersinn angetrieben. Die längs der geraden Mantellinie der Außenhülse
angeordneten Aufzeichnungsstifte werden normalerweise zur Bildung einer Druckmatrix verwendet, wobei
ihre Anzahl in der Matrix von der Druckanwendung anhängig ist, für die die Matrix verwendet werden soll.
Im Falle der Punktmatrixzeichen der Ausgangszeilenbreite von 136,5 · 7 eines normalen Rechenautomaten
werden annähernd 1000 Aufzeichnungsstifte verwendet.
Die den Aufzeichnungsträger tragende Gegenelektrode ist zylindrisch gestaltet, auf einer zur Achse der
Magnetanordnung parallel verlaufenden Achse gelagert und wird im Uhrzeigersinn angetrieben. Das Aufzeichnungsmedium
auf dem Aufzeichnungsträger besteht vorzugsweise aus einem anodisch oxydierten Aluminium.
In einem Behälter befindliches magnetisch anziehbares sowie elektrisch leitendes Tonerpulver ist mittels
einer Rakel gleichmäßig auf die Außenhülse der Tonerzufuhreinrichtung auftragbar und wird an derem
Außenmantel durch die magnetischen Felder der Magnetsektoren in Form von Tonerpulverketten
gehalten. Die Ablagerung von Teilen der Tonerpulverketten findet auf dem Aufzeichnungsmedium statt, wenn
Spannungsstöße ausreichender Stärke an verschiedenen Aufzeichnungsstiften durch eine elektronische
Impulsschaltung angelegt werden.
Die Magnetfelder der Magnetsektoren sind in den Aufzeichnungsstiften konzentriert, womit für eine
verhältnismäßig große magnetische Kraftliniendichte an den Außenenden der Aufzeichnungsstifte gesorgt
wird. Die Aufzeichnungsstifte werden wahlweise durch Erregungselektronen mit Spannungspotentialen impulsgesteuert,
um Punktablagerungen des magnetischen Tonerpulvers auf dem Aufzeichnungsmedium zu bewirken,
wobei das Tonerpulver durch die Tonerzufuhreinrichtung auf das Aufzeichnungsmedium aufgebracht ist.
Es besteht eine magnetische Anziehungskraft an dem Aufzeichnungsende eines jeden Aufzeichnungsstiftes,
die beträchtlich stärker als das umgebende magnetische Feld ist, was eine Dichtekonzentraüon des Tonerpulvers
an dem Außenende jedes Aufzeichnungsstiftes zur Folge hat. Die Gesamtwirkung auf die Qualität der
aufgenommenen Ablagerung äußert sich in einem Ansteigen der Punktdichte und Auflösung bei relativ
geringen Aufzeichnungsspannungen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine elektrographische Aufzeichnungsanordnung der eingangs
erwähnten Art so zu gestalten, daß eine hohe Aufzeichnungsdichte bei möglichst einfach aufgebauten
Aufzeichnungsstiften erreichbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jeder Aufzeichnungsstift aus einem radial nach
außen weisenden magnetischen Teil und einer nichtmagnetischen elektrisch leitenden Elektrode zusammengesetzt
ist.
Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen elektrographischen Aufzeichnungsanordnung ergeben
sich aus den Unteransprüchen.
Der Aufbau der Aufzeichnungsstifte ist insbesondere dadurch verbessert, daß jeder magnetische Aufzeichnungsstift
in zwei funktionell getrennte Komponenten getrennt ist, die, soweit es das Aufzeichnungsverfahren
betrifft, untrennbar sind. Der magnetische Teil des Aufzeichnungsstiftes trägt nicht zu einem Stromfluß
zum Tonerpulver und der elektrische Teil des Aufzeichnungsstiftes nicht zur magnetischen Steuerung
des Tonerpulvers bei. Hierdurch werden eine vereinfachte Inbetriebnahme des Aufbaus der Aufzeichnungsstiftanordnung
und eine hohe Qualität des Aufzeichnungsverfahrens erzielt.
In dem magnetischen Teil der Aufzeichnungsstifte induziert die innenliegende Magnetanordnung der
Tonerzufuhreinrichtung eine magnetische Kraftliniendichte und die nichtmagnetische elektrisch leitende
Elektrode jedes Aufzeichnungsstiftes ist mit der elektronischen Schaltung verbunden, die Aufzcichnungsspannungsstöße
den Aufzeichnungsstiften zuführt.
um das Tonerpulver, das den zwischen den Aufzeichnungsstiften
und dem Aufzeichnungsträger gebildeten Aufzeichnungsbereich überbrückt, zur Bildung von
Tonerpulverablagerungen auf dem Aufzeichnungsmedium elektronisch aufzuladen.
Eine Anzahl der Aufzeichnungsszifte kann eine dichte
Druckanordnung bilden, wobei ein magnetisch permeabler Querträger verwendet wird, der längs einer
geraden Mantellinie der Außenhülse zwecks Bildung der magnetischen Teile der Aufzeichnungsstifte angeordnet
ist, und an dem eine Anzahl im Abstand zueinander angeordneter, elektrischer Zuieitungen
anliegen, die die elektrisch leitenden Elektroden der Aufzeichnungf-stifte bilden. Bei einer ersten bevorzugten
Ausführungsform ist der Querträger elektrisch nichtleitend, und jede elektrisch leitende Zuleitung
bildet zusammen mit je einem Abschnitt des Querträgers einen einzelnen Aufzeichnungsstift. Um die
Herstellung der Aufzeichnungsstifte zm vereinfachen, kann eine flexible, gedruckte Schaltung zur Bildung
einer Anzahl leitender Zuleitungen verwendet werden, die in engem Kontakt mit dem Querträger angeordnet
sind, und die zu einem normalen Klemmenabstand aufgespleißt werden kann, um die elektronische
Schaltung leicht anzuschließen, die die Aufzeichnungsspannungsstöße liefert. Die flexible, gedruckte Schaltung
ist auf der Außenhülse glatt aufgeklebt, um für ein verhältnismäßig hindernisfreies Darüberwegfließen des
Tonerpulvers zu sorgen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die leitenden Zuleitungen von dem Querträger isoliert, um
einen elektrischen Kontakt zwischen den beiden Teilen der Aufzeichnungsstifte zu verhindern. Der Querträger
kann folglich aus: einer Vielfalt magnetischer Materialien gebildet sein, die auch elektrisch leitende Materialien,
wie z. B. Eisen, ohne Gefahr eines elektrischen Kurzschließen zwischen benachbarten Aufzeichnungsstiften einzuschließen.
Bei beiden beschriebenen Ausführungsformen sind die leitenden Zuleitungen aus einem nichtmagnetischen
Material mit relativ geringer Nebenschlußwirkung auf das in dem Querträger der Aufzeichnungsstifte induzierte
magnetische Feld hergestellt. Der Querträger dient als Pfad hoher Permeabilität für die magnetischen
Kraftlinien, die von der innenliegenden Magnetanordnung ausgehen. Als Folge davon existiert ein starker
magnetischer Gradient an der Außenkante des Querträgers der Aufzeichnungsstifte, der eine starke Anziehungskraft
für das im Aufzeichnungsbereich befindliche Tonerpulver darstellt. Das magnetische Tonerpulver
wird zu den Aufzeichnungsstiften hin angezogen und in Gestalt von Torierpulverketten konzentriert, die das
Aufzeichnungsmedium und die Aufzeichnungsstifte überbrücken, wodurch dichte Mengen an Tonerpulver
auf dem Aufzeichnungsmedium abgelagert werden, wenn ein Aufzeichnungsimpuls an die Aufzeichnungsstifte gelegt wird.
Die beiden bevorzugten Ausführungsformen werden nun anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigt
F i g. 1 eine bruchstückartige, perspektivische Ansicht der Tonerzufuhreinrichtung, wobei eine vergrößerte
Ansicht der ersten Ausführungsform einer darauf angeordneten, von den Aufzeichnungsstiften gebildeten
Druckanordnung dargestellt ist.
Fig. 2 eine vergrößerte Ansicht einer flexiblen Verdrahtung, die einen Teil der Druckanordnung der
F i g. 1 bildet,
F i g. 3 eine vergrößerte, bruchstückartige Ansicht einer zweiten Ausführungsform der Druckanordnung,
die auf der Tonerzufuhreinrichtung angebracht ist,
Fig.4 eine vergrößerte, bruchstückartige Ansicht
einer modifizierten Ausführungsform der Druckanordrung der F i g. 3 und
Fig.5 eine vergrößerte, bruchstückartige Ansicht einer anderen modifizierten Ausführungsform der
Fig. 3.
In F i g. 1 ist die erste bevorzugte Ausführungsform in der Aufzeichnungsstifte 10 der Aufzeichnungsanordnung
dargestellt, die eine auf der Tonerzufuhreinrichtung 2 angebrachte Druckanordnung 20 bilden. Letztere
weist einen querverlaufenden nichtmagnetischen Teil 21 in Form eines Querträgers auf, der mit einer Längskante
in eine in dem Umfang der Außenhülse 6 der Tonerzufuhreinrichtung 2 befindliche Nut eingepaßt ist
und dessen entgegengesetzte Kante in radialer Richtung vom Umfang der Außenhülse 6 hervorragt. Der
Querträger 2t ist au* einem magnetischen Material
gebildet, das elektrisch nichtleitend ist Jede Längsseite des Querträgers 21 ist durch ein einkapselndes Material
in Form zweier keilförmiger Rampen 22 isoliert. Der Querträger 21 erstreckt sich axial entlang der
Außenoberfläche der Außenhülse 6, und eine Anzahl zueinander im Abstand befindlicher nichtmagnetischer
Elektroden 23 ist auf den Rampen 22 ortsfest angeordnet, verläuft quer darüber und überragt die
Außenkante des Querträgers 21. Letzterer ist aus elektrisch nichtleitendem Material gebildet, so daß die
in Elektroden 23 voneinander elektrisch isoliert sind. Jede
Elektrode 23 bildet zusammen mit einem Abschnitt des Querträgers 21 einen Druckaufzeichnungsstift. Zu
besseren Darstellungszwecken sind die Elektroden 23 vergrößert in der Zeichnung wiedergegeben. Normalerweise
können über 100 Elektroden pro 25,4 mm gemäß der Druckanordnung 20 verwendet werden. Die
besonderen Abmessungen der Aufzeichnungsstifte 10 sind nicht kritisch und können in Abhängigkeit von der
Aufzeichnungsanwendung variieren. Es hat sich jedoch herausgestellt, daß für optimale magnetische Bedingungen
der Abstand zwischen den äußeren und inneren Längskanten des Querträgers 21 zehnmal größer als der
Abstand zwischen den Rampen 22 sein sollte. Auf flexible Folien gedruckte Leiterbahnen 24 bilden die
Elektroden 23 der Aufzeichnungsstifte 10. Ein Ende jeder Folie der Leiterbahnen 24 ist mit dem Querträger
23 und den Rampen 22 verbunden und die Elektroden sind dicht aufeinander ausgerichtet. Die entgegengesetzten
Enden der Elektroden 23 der folienartigen Leitenbahnen 24 sind aufgespleißt, um für eine
geeignete Verbindung mit der Aufzeichnungsimpulsschaltung eine verhältnismäßig weite Auftrennung
herzustellen. Durch Verwendung flexibler, gedruckter Leiterbahnen 24 wird die Möglichkeit eines Auftretens
eines Kurzschlusses zwischen den Elektroden 23 im Vergleich zu herkömmlichen Aufzeichnungsstiftkonstruktionen
entscheidend verringert.
Der oben beschriebene Aufbau von Aufzeichnungsstiften sorgt somit für einen zweiteiligen Aufzeich-
nungsstift mit einem elektrisch leitenden und einem magnetischen Teil. Tonerbilder hoher Aufzeichnungsqualität werden von den Aufzeichnungsstiften 10
"rzeugt, weil der Querträger 21 für einen Pfad hoher
magnetischer Permeabilität für den magnetischen Fluß jedes Magnetsektors 8 sorgt. Wenn ein Magnetsektor 8
mit dem Querträger 21 sich in Ausrichtung befindet, erstreckt sich ein enger Bereich hoher magnetischer
Flußdichte entlang der Länge des Querträgers 21 von
der Außenkante des letzteren senkrecht in Beziehung zu dem Aufzeichnungsmedium nach außen und zurück zur
inneren drehbaren Magnetanordnung 5. Die Qualität der von den Aufzeichnungsstiften 10 erzeugten Bildern
ist aus zwei Gründen zum Teil von der radialen Länge und der Anordnung des Querträgers 21 abhängig. Je
dichter die Innenkante des Querträgers 21 an die Magnetanordnung 5 gebracht wird, desto größer ist
zum einen die magnetische Flußdichte in dem Querträger 21 in Folge einer Verengung des Luftspaltes
geringer Permeabilität zwischen dem Querträger 21 und der Magnetanordnung 5. Wenn zum anderen die
Vorkragung der Außenkante des Querträgers 21 vergrößert wird, wird auch das Differential zwischen
dem Fluß, der von der Außenkante des Querträgers 21 ausgeht, und dem umgebenden, von der inneren
Magnetanordnung 5 ausgehenden Flußfeld vergrößert. Der Querträger 21 bildet eine schmale, plane Oberfläche
in dem Aufzeichnungsbereich mit einer starken Magnetisierung zum Anziehen und Ausrichten der
Tonerpulverketten in dem Aufzeichnungsbereich. Wenn die Tonerpulverketten sich der Druckanordnung 20
nähern, werden sie zu dem Außenende des Querträgers 21 hin angezogen und an diesem Außenende konzentriert,
während die Bereiche auf der anderen Seite des Querträgers 21 im wesentlichen frei von Tonerpulver
sind. Die Elektroden 23 können über ihre gesamte Länge hin leitend sein, aber der Druckbereich eines
gegebenen Aufzeichnungsstiftes 10 wird durch die Schnittlinie der Elektrode 23 für den gegebenen
Aufzeichnungsstift 10 und die magnetischen Kraftlinien bestimmt, die sich von dem an den gegebenen
Aufzeichnungsstift 10 angrenzenden Querträger 21 aus ausdehnen.
Es ist nicht wesentlich, daß die Elektroden 23 mit dem Querträger 21 in elektronischem Kontakt stehen, da
letzterer nur als eine Einrichtung zum Führen eines starken magnetischen Felds zu den Elektroden 23 dient.
Dies geht aus Fig.3 hervor, die eine zweite von Aufzeichnungsstiften 28 gebildete Druckanordnung 29
zeigt. Die Druckanordnung 29 ist der Druckanordnung 20 insoweit ähnlich, daß sie einen aus einem
magnetischen Material gebildeten, an der Außenhülse 6 in der gleichen Weise wie der Querträger 21
angeordneten Querträger 30 aufweist und auf beiden Längsseiten von keilförmigen Rampen 31 eingefaßt ist.
Die Druckanordnung 29 unterscheidet sich von der Druckanordnung 20 dadurch, daß überlagernd auf der
Außenseite der Rampe 31 und der Außenkante des Querträgers 30 ein flexibler, gedruckter Schaltkreis
haftend aufgebracht ist, der sowohl eine elektrisch isolierende Schicht 32 als auch eine geätzte Kupferschicht
aufweist, um für ein geeignetes Elektrodenmuster 34 zu sorgen, das sich quer über die Außenkante des
Querträgers 30 ausdehnt. Der Querträger 30 ist folglich von den Elektroden 34 durch die Schicht 32 elektrisch
isoliert, und als Folge davon kann der Querträger 30 aus einem Material gebildet werden, das, wie z. B. Eisen,
elektrisch leitend ist. Deckfolien 35 aus einem Isolationsmaterial können, wie aus F i g. 4 hervorgeht,
auf den Rampenoberflächen der Elektroden 34 haftend befestigt sein, um für eine glattere Oberfläche für ein
Darüberfließen der Tonerpulverketten zu sorgen.
ίπ F; g. 5 ist beispielhaft eine modifizierte Form der
zweiten Ausführungsform der von den Aufzeichnungsstiften gebildeten Druckanordnung dargestellt, aus der
hervorgeht, daß es nicht wesentlich ist, daß die Elektroden über die Außenkante des Querträgers 30
eine Brücke schlagen. Anstelle des überbrückenden Teils der Elektroden 34 kann der Endteil der Deckfolie
35 entfernt werden, um nur die Endteile 35 der Elektroden 34 freiliegend zugänglich zu machen. Die
stirnseitige Isolierung des magnetischen Teils 30 kann abgeschliffen sein bzw. entfallen.
Um die Form des magnetischen Feldes in Nähe der freiliegenden Enden der Elektroden 23 bzw. 24 zu
verändern, können die magnetischen Teile 21 bzw. 30 auch zwecks Bildung von Zähnen Nutkerben aufweisen,
die unmittelbar unter den freiliegenden Enden der Elektroden 23 bzw. 24 vorgesehen sind. Ferner kann das
Oberteil des magnetischen Teils 21 bzw. 30 unter einem Winkel zwecks Bildung einer scharfen Kante zugeschnitten
sein, die in einer Geraden unter den freiliegenden Enden der Elektroden 23 bzw. 24
angeordnet ist. Jede dieser modifizierten Ausführungen vergrößert die Stärke des magnetischen Feldes an den
freiliegenden Teilen der Elektroden 23 bzw. 24, gestaltet aber auch die Konstruktion der Druckanordnung 20
bzw. 29 schwieriger.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (5)
1. Elektrographische Aufzeichnungsanordnung mit einer Tonerzufuhreinrichtung, bestehend aus
einer ortsfesten Außenhülse und einer inneren drehbaren Magnetanordnung, mit einer Anzahl von
Aufzeichnungsstiften, die längs einer geraden Mantellinie der Außenhülse angeordnet sind, und
mit einer hierzu beabstandeten Gegenelektrode, an der ein Aufzeichnungsträger anliegt, wobei Tonerteilchen
bei Aktivierung der Aufzeichnungselektroden auf dem Aufzeichnungsmedium abgelagert
werden, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Aufzeichnungsstift (10) aus einem radial nach
außen weisenden magnetischen Teil (21; 30) und einer nicht magnetischen elektrisch leitenden Elektrode
(23-, 24) zusammengesetzt ist.
2. Elektrographische Aufzeichnungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß der
magnetische Teil (21) jedes Aufzeichnungsstiftes (10) aus einem elektrisch nichtleitenden Material hergestellt
ist, und daß die Elektrode (23) jedes Aufzeichnungsstiftes (10) unmittelbar am magnetischen
Teil (21) anliegt.
3. Elektrographische Aufzeichnungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
magnetische Teil (21) jedes Aufzeichnungsstiftes (10) elektrisch von der Elektrode (23) isoliert ist
4. Elektrographische Aufzeichnungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der
magnetische Teil (21) elektrisch leitend ist.
5. Elektrographische Aufzeichnungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die
Isolation als keilförmige Rampe (31) ausgebildet ist und beidseitig am magnetischen Teil (30) anliegt.
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