DE2614130A1 - Servo-antriebssystem fuer photoelektrophorese-bahngeraet - Google Patents
Servo-antriebssystem fuer photoelektrophorese-bahngeraetInfo
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Description
26H130
Die Erfindung betrifft ein Bahnantriebs-Servosteuerungssystem
zur Steuerung der Geschwindigkeit von wenigstens zwei Bahnen. Insbesondere betrifft" die Erfindung ein Photoelektrophorese-Bahnvorrichtungs-Abbildungsgerät
für Farbkopien.
Beim Photoelektrophorese-Abbildungsverfahren werden monochromatische
Schwarz-Weiß- oder richtige Farbbilder unter Anwendung der Photoelektrophorese gebildet. Eine ausführliche
und ins einzelne gehende Beschreibung des Photoelektrophorese-Verfahrens findet sich in den US-Patentschriften 3 384 488 und
3 383 565 (Tulagin und Carreira) sowie 3 383 993 (Yeh) und 3 384 566 (Clark), die ein System beschreiben, bei dem photoelektrophoretische
Teilchen in Bildgestalt wandern und ein sichtbares Bild auf einer oder auf beiden Elektroden bilden,
zwischen denen die Teilchen innerhalb eines isolierenden Trägers in Suspension sind. Die Teilchen sind elektrisch
photoempfindlich, und es wird angenommen, daß sie eine elektrische Nettoladung tragen, während sie sich in Suspension
befinden, wobei diese Ladung bewirkt, daß sie an eine Elektrode herangezogen werden und unter dem Einfluß von aktivie-
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render elektromagnetischer Strahlung offensichtlich eine Netto-Polaritatsänderung erfahren. Die Teilchen wandern unter
dem Einfluß eines elektrischen Feldes, das durch den flüssigen Träger hindurch angelegt wird, von der einen Elektrode zur
anderen.
Der photoelektrophoretische Abbildungsvorgang ist entweder monochromatisch oder polychromatisch, in Abhängigkeit davon,
ob die photoempfindlichen Teilchen innerhalb der Flüssigkeit auf denselben Teil oder auf verschiedene Teile des Lichtspektrums
ansprechen. Ein vollfarbiges polychromatisches System erhält man beispielsweise durch Verwendung von blaugrün bzw.
cyanfarbig, purpurrot und gelb gefärbten Teilchen, die jeweils auf rotes, grünes und blaues Licht ansprechen.
Bei photoelektrophoretischer Abbildung, wie sie bei der vorliegenden
Erfindung angewendet wird, sollten die wichtigen technischen Erläuterungen in den folgenden fünf Abschnitten
Beachtung finden.
Wie aus den vier vorstehend erwähnten Patentschriften hervorgeht, wird das elektrische Feld an der Abbildungssuspension
vorzugsweise zwischen Elektroden angelegt, die bestimmte bevorzugte Eigenschaften aufweisen, d.h. einer Injektionselektrode
und einer Blockierungselektrode, und die Belichtung mit aktivierender Strahlung erfolgt gleichzeitig mit dem Anlegen
des Feldes. Wie jedoch aus verschiedenen der vier genannten Patentschriften und aus der US-PS 3 595 770 (Luebbe et al),
US-PS 3 647 659 (Keller et al) und US-PS 3 477 934 (Carreira et al) hervorgeht, kann eine so große Vielzahl verschiedenartiger
Materialien und Zuordnungsmöglichkeiten von elektrischer Vorspannung mit diesen, beispielsweise aufgeladene isolierende
Bahnen, als Elektroden dienen, d.h. als Einrichtung zum Anlegen des elektrischen Feldes an der Abbildungssuspension, daß all-
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gemein gegenüberliegende Elektroden verwendet werden können und daß die Schritte der Belichtung und des Anlegens des elektrischen
Feldes nacheinander erfolgen können. Bei bevorzugten Ausführungsformen kann eine Elektrode als Injektionselektrode
und die gegenüberliegende Elektrode als Blockierelektrode bezeichnet werden. Dies ist die Beschreibung eines bevorzugten
Ausführungsbeispiels. Die Begriffe "Blockierelektrode" und "Injektionselektrode" sind in der gesamten Beschreibung und
den Ansprüchen im Zusammenhang mit den vorstehenden Erläuterungen zu verstehen und auszulegen.
Es ist ferner zu beachten, daß jegliche geeigneten elektrisch photoempfindlichen Teilchen verwendet werden können. In der
ÜS-PS 2 940 847 (Kaprelian) und in der US-PS 3 681 064 (Yeh) sind verschiedene elektrisch photoempfindliche Teilchen beschriehen,
ebenso wie in den vier vorstehend zuerst genannten Patentschriften.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist wenigstens eine der
Elektroden transparent, was Teiltransparenz mit einschließt,
die ausreicht, um genügend elektromagnetische Strahlung für photoelektrophoretische Abbildung durchzulassen. Es können jedoch
auch, wie in der US-PS 3 616 390 (Weigl) beschrieben, beide Elektroden lichtundurchlässig sein.
Vorzugsweise ist die Injektionselektrode,geerdet, und zwischen
der Injektions- und der Blockierelektrode ist eine geeignete
Potentialdifferenzquelle vorgesehen, um das Feld für die Abbildung zu erzeugen. Das Feld kann jedoch auf viele verschiedene
Weisen angelegt werden, einschließlich Erdung der Blockierelektrode und Vorspannung der Injektionselektrode, Vorspannung beider
Elektroden mit verschiedenen Vorspannungswerten derselben Polarität, Vorspannung einer Elektrode bei einer Polarität und
Vorspannung der anderen in entgegengesetzter Polarität dessel-
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ben oder verschiedener Werte, wenn nur gerade ein ausreichend großes Feld für die Abbildung erzeugt wird.
Das in den vorstehend genannten Patentschriften beschriebene photoelektrophoretische Abbildungssystem kann von der Verwendung
einer großen Vielzahl von Elektrodengestalten ausgehen, einschließlich einer transparenten flachen Elektrodengestalt
für eine der Elektroden, einer flachen Platte oder Rolle für die andere Elektrode, die zur Erzeugung des elektrischen Feldes
an der Abbildungssuspension verwendet wird.
Das erfindungsgemäße photoelektrophoretische Abbildungssystem
geht aus von der Verwendung von Rahnmaterialien, die in optimaler Weise wegwerfbar sein können. Bei diesem System wird
das gewünschte, beispielsweise positive Bild auf der einen Bahn gebildet, und eine andere Bahn trägt das negative bzw.
unerwünschte Bild fort. Das positive Bild kann auf der Bahn fixiert werden, auf der es erzeugt worden ist, oder das Bild
kann auf eine geeignete Unterlage übertragen werden, beispielsweise auf Papier. Die Bahn, die das Negativbild trägt, kann
wieder aufgewickelt und später weggeworfen werden. Bei diesem photoelektrophoretischen Farbkopier- bzw. Abbildungssystem,
bei dem aufeinanderfolgende Arbeitsvorgänge stattfinden und verbrauchbare Bahnen verwendet werden, sind keine Reinigungssysteme erforderlich.
Patente über mit Bahnen arbeitende Geräte gibt es auf dem Gebiet der Photoelektrophorese, Elektrophotographie, Elektrophorese
und Überzugstechnik. Das Gebiet der Photoelektrophorese
betrifft die US-PS 3 427 242 (Mihajlov). In dieser Patentschrift ist ein kontinuierlich arbeitendes Photoelektrophorese-Gerät
beschrieben, bei dem jedoch anstelle von Bahnen drehbare Trommeln als Injektions- und Blockierelektroden verwendet werden.
In dieser Patentschrift wird ferner das Fortlassen eines Reinigungsgerätes vorgeschlagen, indem ein Bahnsubstrat zwischen
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den zwei festen rotierenden Injektions- und Blockierelektroden
hindurchgeführt wird. In der US-PS 3 586 615 (Carreira) ist vorgeschlagen,
daß die Blockierelektrode die Form eines kontinuierlichen Gürtels aufweisen kann. In der US-PS 3 719 484 (Egnaczak)
ist ein kontinuierliches photoelektrophoretisches Abbildungsverfahren beschrieben, bei dem eine geschlossene Schlaufe aus einer
leitenden Bahn als Blockierelektrode in Verbindung mit einer als rotierende Trommel ausgebildeten Injektionselektrode verwendet
wird. Bei diesem System wird eil kontinuierliches Bahnreinigungssystem verwendet, es werden jedoch auch aufbrauchbare Bahnen
statt der beschriebenen kontinuierlichen Bahnen vorgeschlagen, um das Erfordernis eines Reinigungsgerätes zu eliminieren. Die
US-PS 3 697 409 (Weigl) beschreibt einen, photoelektrophoretischen
Abbildungsvorgang, bei dem eine geschlossene Schleife bzw.
eine kontinuierliche Injektionsbahn verwendet wird, die sich in direkter Berührung mit einer Rollenelektrode befindet, und dort
ist ferner vorgeschlagen, daß die Injektionsbahn auf zwei Spulen aufgewickelt sein kann. In der US-PS 3 697 408 ist ein photoelektrophoretischer
Abbildungsvorgang beschrieben, bei dem eine einzelne Bahn und jedoch nur ein festes Teil verwendet
wird. In der US-PS 3 702 289 ist die Verwendung von zwei Bahnen, jedoch mit zwei festen Oberflächen beschrieben. In der
US-PS 3 477 934 (Carreira) ist beschrieben, daß ein Blatt aus Isoliermaterial während der photoelektrophoretischen Abbildung
auf der Injektionselektrode angeordnet sein kann. Das Isoliermaterial kann unter anderem Barytpapier und mit Zelluloseazetat
oder Polyäthylen überzogene Papierarten umfassen. Die Belichtung kann durch die Injektionselektrode oder Blockierelektrode hindurch
erfolgen. In der US-PS 3 664 941 (Jelfo) ist beschrieben, daß Klebpapier während der Abbildung an der Blockierelektrode
befestigt sein kann und daß die Belichtung durch die Blockierelektrode hindurch erfolgen kann, wenn diese optisch transparent
ist. In dieser Patentschrift ist ferner beschrieben, daß das Bild auf einem entfernbaren Papiersubstrat oder einer entfernbaren
Manschette erzeugt werden kann, die auf einer Blockier-
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elektrode aufgebracht oder um diese herum gewunden ist oder sich in anderer Weise in einer Stellung zwischen den Elektroden
an der Abbildungsstelle befindet.
In der US-PS 3 772 013 (Wells) ist ein photoelektrophoretisches stimuliertes Abbildungsverfahren beschrieben und ausgeführt,
daß ein Papierblatt den Isolierfilm für eine der Elektroden enthalten kann und daß die Belichtung durch diese Elektrode
hindurch erfolgen kann. Dieser Isolierfilm kann aus dem Gerät entnommen werden und das Bild kann darauf aufgeschmolzen werden.
In den US-Patentschriften 3 761 1^74 und 3 642 363 (Davidson)
ist ein Gerät zur Durchführung eines Vielfach-AbbildungsVerfahrens
beschrieben, bei dem ein Bild durch selektive übertragung einer Schicht Abbildungsmaterial erzeugt wird, das zwischen
Donator- und Empfängerbahnen sandwichartig angeordnet ist.
Die US-PS 2 376 922 (King), 3 166 420 (Clark), 3 182 591 (Carlson)
und 3 59 8 597 (Robinson) sind Beispiele für die Beschreibung von Bahngeräten, die auf dem Gebiet der Elektrophotographie
meistens anzutreffen sind. Diesen Patentschriften ist das allgemeine Konzept zu entnehmen, nach dem zwei Bahnen zueinander
geführt werden, ein Lichtbild darauf an der Berührungsstelle aufgebracht wird und durch Anlegen eines elektrischen Feldes
eine selektive bildförmige Tonerübertragung von einer Bahn zur anderen stattfindet.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Photoelektrophorese-Abbildungsgerät
zu schaffen, bei dem wegwerfbare Bahnen verwendet werden und bei dem folglich keine umfangreichen Reinigungssysteme
erforderlich sind. Das Photoelektrophorese-Abbildungsgerät soll in der Lage sein, lichtundurchlässige und transparente
eingegebene Stücke zu verarbeiten. Es soll sich eine maximale
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Flexibilität für Änderungen des Verfahrensablaufes ergeben, wobei die übrigen Teile des Gerätes nicht unnötig betroffen sein
sollen. Ferner sollen bei dem erfindungsgemäßen photoelektrophoretischen Abbildungsgerät zwei Bahnen synchron zueinander in
der Abbildungs- und in der Übertragungsstation angetrieben werden. Für jedes Bild sollen neue Bahnoberflächen zur Verwendung
kommen.
Diese Aufgabe wird durch ein Bahnantriebs-Servosteuerungssystem
zur Steuerung der Geschwindigkeit von wenigstens zwei Bahnen gelöst, das gemäß der Erfindung gekennzeichnet ist durch
eine erste Servosteuerungseinrichtung zur Steuerung der Fortschreitungsgeschwindigkeit
von wenigstens einer Bahn mit einer ersten Servomotoreinrichtung zum Antreiben der ersten Bahn mit
geregelter Geschwindigkeit und einer bipolaren Steuerung zur Regelung der Geschwindigkeit der ersten Servomotoreinrichtung
dergestalt, daß die erste Bahn mit einer gewünschten Lineargeschwindigkeit angetrieben wird, und eine zweite Servosteuerungseinrichtung
zur Regelung der Fortschreitungsgeschwindigkeit einer zweiten Bahn mit einer zweiten Servomotoreinrichtung
zum Antrieb der zweiten Bahn mit einer geregelten Geschwindigkeit und mit einer unipolaren Steuerung zur Regelung der
Geschwindigkeit der zweiten Servomotoreinrichtung dergestalt, daß die zweite Bahn mit einer Lineargeschwindigkeit angetrieben
wird, die etwas weniger beträgt als die Lineargeschwindigkeit der ersten Bahn.
Mit dem erfindungsgemäßen photoelektrophoretischen Abbildungsgerät werden, bei einer bevorzugten Ausführungsform, vollfarbige
Kopien von lichtundurchlässigen Originalen oder alternativ Kopien von durchscheinenden Originalbildern hergestellt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Erzeugung der
photoelektrophoretischen Bilder zwischen zwei dünnen Injektionsund Blockierbahnen, von denen wenigstens eine teilweise transpa-
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rent ist, und das erzeugte Bild wird auf eine Papierbahn übertragen.
Die Injektions- und die Blockierbahn können wegwerfbar
sein, so daß keine Reinigungssysteme erforderlich sind. Die
Injektionsbahn ist mit einer leitenden Oberfläche versehen und wird auf einer Strecke zur Färbstation angetrieben, wo eine
Schicht aus photoelektrophoretischem Farbstoff auf der leitenden Bahnoberfläche aufgetragen wird. Die gefärbte Injektionsbahn wird auf einer Strecke angetrieben, die nahe an einem Auftragungscorotron
in der Vorladestation vorbeiläuft und in Berührung mit der Blockierbahn führt, so daß das Farbstoff-Bahn-Sandwichgebilde
an der Abbildungsrolle in der Abbildungszone
erzeugt wird. Die leitende Oberfläche der Injektionsbahn ist geerdet, und Hochspannung wird an der Abbildungsrolde angelegt,
wobei das Sandwichgebilde einem starken elektrischen Feld ausgesetzt wird, während zur selben Zeit das optische Abtastbild
auf den Spalt bzw. die Grenzfläche zwischen Injektions- und Blockierbahn fokussiert wird, und dann erfolgt die Entwicklung.
Das photoelektrophoretische Bild wird von der Injektionsbahn zur übertragungszone getragen und in Berührung mit der Papierbahn
auf der Übertragungsrolle gebracht, wo das Bild auf die
Papierbahn übertragen wird und die endgültige Kopie ergibt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die Gerätekomponenten
und Untersysteme so angeordnet und werden so betrieben, daß gleichzeitig die Vorgänge der Färbung, Belichtung und Übertragung
erfolgen.
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Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand
der Figuren. Von deji Figuren zeigen:
Fig. 1 eine vereinfachte, zum Teil schematische Aufbauskizze
in Seitenansicht einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen photoelektrophoretischen
Bahnvorrichtungs-Abbildungsgerätes;
Fig. 2 eine teils schematische Seitenansicht der Vorladestation des photoelektrophoretischen Abbildungsgerätes;
Fig. 3 eine teils schematische Seitenansicht zur Darstellung der Blockierbahn-Ladestation;
Fig. 4 eine teils schematische Seitenansicht einer Einzelheit der Abbildungsstation;
Fig. 5 eine teils schematische Seitenansicht der Farbstoffentladestation;
Fig. 6 eine teils schematische Seitenansicht der Farbstoff-Wiederaufladungsstation
von Fig. 5;
Fig. 7 eine Seitenansicht einer anderen Ausfuhrungsform
der Farbstoff-Wiederaufladestation von Fig. 6;
Fig. 8 eine teils schematische Seitenansicht einer Einzelheit des Übertragungsschrittes und des Verfahrens zur
Ausschaltung von Luftzusammenbrüchen;
Fig. 9 eine teils schematische Seitenansicht einer anderen Ausführungsform des übertragungsSchrittes und Verfahrens
zur Ausschaltung von Luftzusammenbrüchen;
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Fig. 10 eine Perspektiv-Vorderansicht des gesamten photoelektrophoretischen
Bahnvorrichtungs-Abbildungsgerätes; . ·
Fig. 11 ein Takt- und Folgediagramm des erfindungsgemäßen
photoelektrophoretischen Verfahrens;
Fig. 11a-c typische elektrische Schaltungen für den Betrieb des
nockengesteuerten Schalters;
Fig. 12 eine bildhafte Darstellung der optischen Einheit für Anwendung bei Lichtundurchlässigkeit, wobei bei
dieser Darstellung Teile weggeschnitten sind;
Fig. 13 eine Perspektivansicht einer anderen Ausführungsform
des Gerätes mit weggeschnittenen Teilen;
Fig. 14 eine isolierte Perspektivansicht des unteren Teiles der Abbildungsgruppe der anderen Ausführungsform des
Gerätes;
Fig. 15 eine isolierte Perspektivansicht des oberen Teiles
der Abbildungsgruppe für die andere Ausführungsform
des Gerätes;
Fig. 16 eine isolierte Perspektivansicht der Übertragungsgruppe;
Fig.16a eine zum Teil schematische Seitenansicht einer bevorzugten
Ausführungsform zur Durchführung der übertragung
und des Fixierens in einem Schritt;
Fig. 17 eine zum Teil schematische Seitenansicht des Bahnantriebssystems
und der Bahnwegstrecken;
Fig. 17a eine isolierte Perspektivansicht des Rollenradius-Fühlers;
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Fig. 17b eine isolierte Perspektivansicht der Leitungs- "
Herausnahme-Antriebsgruppe;
Fig. 18 ein Blockschaltbild des Servo-Steuerantriebssystems
für die leitende Bahn;
Fig. 19 ein schematisches Blockschaltbild des Servo-Steuerantriebssystems
für die Blockier- und die Papierbahn;
Fig. 20 die Geschwind!gkeits-Drehmomentkurve für das Blockierbahn-
und das Papierbahn-Antriebssystem;
Fig.- 21 eine Teilschnittansicht einer Ausführungsform zur
Erdung der leitenden Bahn;
Fig. 22 eine Seitenansicht teilweise im Schnitt des Abbil-•
dungsrollen- und Erdungsmechanismus;
Fig. 23 ein teilweise schematisches vereinfachtes Blockschaltbild des elektrischen Gerätesteuerungssystems;
Fig. 24 eine isolierte Perspektivansicht einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens und des Gerätes zur
Vergrößerung der Reibungskraft zwischen den zwei Bahnen; und
Fig. 25 ein teilweise schematisches Diagramm einer anderen bevorzugten Ausführungsform des synchronen Motorantriebssystems
für das photoelektrophoretische Bahngerät.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von besonderen Ausfihrungsformen
mit spezifischen Komponenten beschrieben, die nach den von ihnen erfüllten Funktionen des Gerätes aufgeführt sind. Es
versteht sich jedoch, daß die Erfindung nicht auf diese spezifischen Ausführungsformen beschränkt ist und daß anstelle der
beschriebenen Geräte äquivalente Anordnungen eingesetzt werden können, soweit diese eine ähnliche Funktion erfüllen. Es ist
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vorstellbar, daß andere als photoelektrophoretische Abbildungssysteme geschaffen werden, in denen das beschriebene Gerät mit
Vorteil eingesetzt werden kann.
In Figur 1 ist eine vereinfachte, teils schematische Seitenansicht
einer bevorzugten Ausfuhrungsform des photoelektrophoretischen
Bahnvorrichtungs-Abbildungsgerätes 1 zur Herstellung
von Farbkopien dargestellt. Drei flexible dünne Bahnen, die
Injektionsbahn 10, die Blockierbahn 30, die ein Verbrauchsgegenstand sein kann, und eine Papierbahn 60 werden benutzt, um das grundlegende photoelektrophoretische Abbildungsverfahren durchzuführen .
von Farbkopien dargestellt. Drei flexible dünne Bahnen, die
Injektionsbahn 10, die Blockierbahn 30, die ein Verbrauchsgegenstand sein kann, und eine Papierbahn 60 werden benutzt, um das grundlegende photoelektrophoretische Abbildungsverfahren durchzuführen .
Das photoelektrophoretische Abbildungsverfahren läuft zwischen den flexiblen Injektions- und Blockierbahnen ab. Die leitende
bzw. die Injektionsbahn 1O ist analog zu der Injektionselektrode, die bei früheren grundlegenden photoelektrophoretisehen Abbildungssystemen beschrieben wurde. Die Injektionsbahn 10
befindet sich ursprünglich auf der zuvor aufgewickelten Vorratsrolle 11 der leitenden Bahn, die in Richtung des Pfeiles drehbar auf der Achse 12 gelagert ist. Die leitende Bahn 10 kann aus irgendeinem geeigneten flexiblen transparenten oder halbtransparenten Material gebildet sein. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die leitende Bahn aus etwa 0,0254 mm (1 mil) Mylar,
einem Polyäthylen-Terephthalat-Polyesterfilm von DuPont, der
mit einem dünnen lichtdurchlässigen leitenden Material überzogen ist, beispielsweise mit einer zu etwa 50% für weißes Licht durchlässigen Aluminiumschicht, gebildet. Wenn die Injektionsbahn 10 diesen Aufbau besitzt, so wird die leitende Oberfläche vorzugsweise an der Abbildungsrolle oder an irgendeiner anderen geeigneten Rolle, die auf der Bahnstrecke liegt, mit einer geeigneten Masse verbunden. Das an der Oberfläche der leitenden
Bahn angelegte Vorspannungspotential wird auf einem relativ
niedrigen Wert gehalten. Verfahren zur Vorspannung der leitenden
bzw. die Injektionsbahn 1O ist analog zu der Injektionselektrode, die bei früheren grundlegenden photoelektrophoretisehen Abbildungssystemen beschrieben wurde. Die Injektionsbahn 10
befindet sich ursprünglich auf der zuvor aufgewickelten Vorratsrolle 11 der leitenden Bahn, die in Richtung des Pfeiles drehbar auf der Achse 12 gelagert ist. Die leitende Bahn 10 kann aus irgendeinem geeigneten flexiblen transparenten oder halbtransparenten Material gebildet sein. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die leitende Bahn aus etwa 0,0254 mm (1 mil) Mylar,
einem Polyäthylen-Terephthalat-Polyesterfilm von DuPont, der
mit einem dünnen lichtdurchlässigen leitenden Material überzogen ist, beispielsweise mit einer zu etwa 50% für weißes Licht durchlässigen Aluminiumschicht, gebildet. Wenn die Injektionsbahn 10 diesen Aufbau besitzt, so wird die leitende Oberfläche vorzugsweise an der Abbildungsrolle oder an irgendeiner anderen geeigneten Rolle, die auf der Bahnstrecke liegt, mit einer geeigneten Masse verbunden. Das an der Oberfläche der leitenden
Bahn angelegte Vorspannungspotential wird auf einem relativ
niedrigen Wert gehalten. Verfahren zur Vorspannung der leitenden
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Bahn werden im einzelnen später beschrieben. Durch richtige Wahl des Leitermaterials kann eine programmierte Spannungsanlegung
angewendet werden, die zur Eliminiefung von Defekten führt, die
durch "Vorderkantenzusammenbrüch" verursacht werden. Der Begriff "Vorderkantenzusammenbruch" bezeichnet einen latenten
Bildfehler, der sich in Form einer Reihe von dunklen breiten Streifen auf der Vorderkante einer Kopie zeigt. Es wird angenommen,
daß die Vorderkantenzusammenbruchfehler verursacht v/erden durch elektrischen Luftzusammenbruch bei Luftionisierung
im Eintrittsbereich der Abbildungszone.
Ausgehend von dem Vorrat 11 der leitenden Bahn 10 wird diese
durch die Bahnantriebsrolle 13 zu den Spannrollen 14, 15, 16
und 17 geführt. Die Bahn 10 wird von den Spannrollen aus um eine Leerlaufrolle 18 geführt und von dort aus zu einer Färbeinrichtung
19 und Gegenrolle 20 in der allgemein mit 21 bezeichneten Färbstation .
Die Färbeinrichtung 19 wird dazu verwendet, eine gesteuerte Menge eines photoelektrophoretischen Farbstoffes bzw. eine Abbildungssuspension
4 auf der leitenden Oberfläche der Injektionsbahn 10 mit der gewünschten Dicke und Länge aufzutragen.
Jegliche geeignete Färbeinrichtung, die in der Lage ist, Farbstoff mit der erforderlichen Dicke und Gleichförmigkeit über
die Breite der Bahn aufzutragen, kann verv/endet werden. Beispielsweise kann die in der gleichzeitig anhängigen US-Patentanmeldung
Nr. 444 942 vom 22. Februar 1974 unter dem Titel "überzuggerät und seine Verwendungen" beschriebene Auftrageeinrichtung
zur Verwendung hierbei angepaßt werden. Ein weiteres Beispiel einer Färbeinrichtung, die hier verwendet werden kann,
ist der in der US-PS 3 800 743 vom 2. April 1974 (Raymond K. Egnaczak) beschriebene Färbmechanismus.
Von der Färbstation 21 aus wird die leitende Bahn 10 auf einer
Strecke angetrieben, die nahe an der mit 25 bezeichneten Vor-
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ladestation vorbeiführt. Die Vorladestation 25 wird im folgenden
näher beschrieben.
Wenn die leitende Bahn 10, die nun den aufgetragenen Farbstofffilm
4 enthält, aus der Vorladestation 25 austritt, so wird sie
auf einer Strecke um eine Leerlaufrolle 23 herum in Richtung
zur Abbildungsrolle 32 in der Abbildungszone 40 geführt. Die Blockierbahn 30, die analog zu der bei früheren photoelektrophoretischen
Abbildungssystemen beschriebenen Blockierelektrode
ist, ist anfänglich auf einer zuvor aufgewickelten Blockierbahn-Vorratsrolle 37 enthalten, die in Richtung des Pfeiles drehbar
auf der Achse 35 montiert ist. Die Blockierbahn 30 wird ausgehend von der Vorratsrolle 37 aus durch eine Bahnantriebsrolle
36 auf einem Weg um die Spannrollen 9, 38, 39 und 41 herum zur Rolle 42 und zum Corotron 43 in der Blockierbahn-Ladestation
geführt, die allgemein mit 44 bezeichnet ist. Die Blockierbahn-Ladestation wird im einzelnen später beschrieben.
Die Blockierbahn 30 kann aus irgendeinem geeigneten dielektrischen
Blockierelektrodematerial gebildet werden. Bei einer bevorzugten Ausfihrungsform kann die Blockierbahn 30 aus einem
Polypropylen-Blockierelektrodenmaterial gebildet v/erden, das so, wie es vom Verkäufer auf der zuvor aufgewickelten Vorratsrolle
37 erhalten wird, mit willkürlichen statischen Ladungsmustern aufgeladen sein kann. Diese willkürlichen statischen Ladungsmuster
ändern sich erfahrungsgemäß in ihrer Intensität von 0 bis + 300 Volt und können Fehlstellen auf der endgültigen Bildkopie
verursachen. Die Blockierbahn-Ladestation 44, die im einzelnen später beschrieben wird, kann dazu verwendet werden, die
willkürlichen statischen Ladungsmuster von dem Polypropylen-Blockierbahnmaterial
zu entfernen oder wenigstens doren Willkürlichkeit zu dämpfen.
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Es wird weiter hauptsächlich auf Figur 1 Bezug genommen. Die leitende Bahn 10 und die Blockierbahn 30 werden gemeinsam an
der Abbildungsrolle 32 miteinander in Berührung gebracht. Wenn der Farbstoffilm 4 auf der leitenden Bahn 10 die Abbildungsrolle
32 erreicht, so wird das "Farbstoff-Bahn-Sandwich" gebildet und
ist daher für den Abbildungs-Entwicklungsschritt bereit. Der
Abbildungsschritt umfaßt ferner Auftragungs- und elektrophoretisch^
Entreicherungs- bzw. Farbabspaltungsvorgänge. Es ist zwar von getrennten Vorgängen der "Auftragung", "elektrophoretischen
Entreicherung" und "Abbildung" die Rede, es liegt jedoch zweifellos eine gewisse Überlappung der räumlichen und zeitlichen
Intervalle vor, in denen diese drei Phänomene innerhalb des "Spalf'-Bereiches auftreten. Der Begriff "Spalt", wie dieser
hier verwendet wird, betrifft den Bereich in der Nähe ds: Abbildungsrolle
32, wo die leitende Bahn 10 und die Blockierbahn 30 eng miteinander in Berührung sind und das "Farbstoff-Bahn-Sandwich"
in der Abbildungszone 40 gebildet wird. Der Begriff "Abbildungszone",
wie dieser hier verwendet wird, ist als der Bereich definiert, in dem die leitende Bahn und die Blockierbahn
in Berührung sind, um den Spalt zu bilden, in dem das optische Bild fokussiert wird und die Belichtung und Abbildung stattfinden.
Während des Teils des Abbildungsschrittes, wo die leitende Bahn 10 und die Blockierbahn 30 in Berührung sind und die Abbildungssuspension
sandwichartig zwischen ihnen an der Abbildungsrolle 32 angeordnet ist, wird das optische Abtastbild eines Originals
zwischen den Bahnen fokussiert. Die Belichtung des Bildes erfolgt zur selben Zeit, wie die Hochspannung an der Abbildungsrolle angelegt wird. Das erfindungsgemäße photoelektrophoretische
Abbildungsgerät ist in der Lage, transparente Eingangsstücke von der Transparenz-Optikgruppe 77 aus oder lichtundurchlässige
Originale von der Lichtunduchlässigkeits-Optikgruppe
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aus anzunehmen. Die Transparenz- und die Lichtundurchlässigkeits-Optikgruppe
werden im einzelnen später beschrieben.
Wenn die leitende Bahn und die Blockierbahn zusammengebracht werden und die Farbstoffilmschicht 4 die Abbildungszone 40 zur
Bildung des Farbstoff-Bahn-Sandwichs erreicht, so wird die Abbildungsrolle
32 dazu verwendet/ ein gleichförmiges elektrisches Abbildungsfeld an dem Farbstoff-Bahn-Sandwich anzulegen.
Die Kombination aus dem Druck, der durch die Spannung der Injektionsbahn ausgeübt wird, und dem elektrischen Feld an dem
Farbstoff-Bahn-Sandwich an der Abbildungsrolle 32 kann dazu führen,
daß der Durchgang für die Flüssigkeitssuspension eingeengt wird, wodurch eine Flüssigkeitsansammlung am Eingang zu dem Abbildungsspalt
gebildet wird. Diese Ansammlung verbleibt auf der Einlaßseite des Spaltes, nachdem der mit dem überzug versehene
Teil der Bahn durchgelaufen ist und verliert sich dann nach und nach durch den Spalt hindurch. Wenn ein Teil der kugelförmigen
Ansammlung in dem Spalt verbleibt, bis der darauffolgende Farbstoff
ilm ankommt, so vermischt er sich mit diesem Film und verschlechtert
die darauffolgenden Bilder. Bei einer bevorzugten Ausfuhrungsform der Erfindung wird eine Flüssigkeitssteuerungseinrichtung
verwendet, um überschüssige Flüssigkeitsansamnlungen, falls diese am Eintritt zu dem Spalt auftreten, zu besei-:
tigen. Die Flüssigkeitssteuerungseinrichtung wird im einzelnen später beschrieben.
Zwar wird das Feld für die Belichtung vorzugsweise durch Verwendung
einer geerdeten leitenden Bahn in Verbindung mit einer Abbildungsrolle erzeugt, es kann jedoch auch ein nichtleitendes
Bahnpaar in Verbindung mit einer Rolle und einer Koronavorrichtung
verwendet werden, um das elektrische Feld für die Abbildung
aufzubauen. Bei der Ausführungsform mit nichtleitender Bahn und
Koronaquelle kann die Abbildungsrolle 32 geerdet sein, um das für die Abbildung erforderliche Feld zu erhalten.
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Es wird weiter hauptsächlich auf Figur 1 Bezug genommen. Nach
den Verfahrensschritten der Farbstoffentladung in der Entladestation
57 und Wiederaufladung in der Wiederauf1adungsstation
65 (oder wahlweise auch nur Wiederaufladung) trägt die leitende Bahn 10 das Bild zur Übertragungszone 106 in Berührung mit der
Papierbahn 60 zur Bildung des Bild-Bahn-Sandwichs, und der Übertragungsschritt wird ausgeführt. Wenn das herkömmliche
elektrostatische übertragungsverfahren verwendet wird, so kann
die Kopier- bzw. Papierbahn 6O die Form irgendeines geeigneten Papiers annehmen. Die Papierbahn 60 ist ursprünglich auf einer
Papierbahn-Vorratsrolle 110 enthalten und ist in Richtung des Pfeiles drehbar auf einer Welle 111 gelagert.
Das photoelektrophoretische Bild auf der leitenden Bahn 10,
welches sich der Übertragungszone 106 nähert, kann außerhalb des eigentlichen Kopierformatbereiches öl und Farbstoffe enthalten
und kann ferner an der Hinterkante eine überschüssige Flüssigkeitsansammlung aufweisen. Wenn der Übertragungsschritt
abgeschlossen ist, so wird eine Trennrolle 85 zur Trennung der leitenden von der Übertragungsbahn in Bereitschaftsstellung bewegt,
die gestrichelt angedeutet ist. Dadurch wird kurzzeitig die leitende Bahn 10 von derPapierbahn 60 getrennt, damit überschüssige
Flüssigkeit durch die Übertragungszone 106 hindurch gelangen kann, bevor die Trennrolle 85 in ihre ursprüngliche
Stellung bewegt wird, in der die Bahnen wieder in Berührung ge-r
bracht werden. Eine ausführlichere Beschreibung der Übertragungszone folgt später.
Die leitende Bahn 10 wird durch eine Antriebseinrichtung aus der Übertragungszone 106 entfernt und um eine Bahnantriebsrolle
86 zur Aufnahme- bzw. Aufwickelrolle 87 für die leitende Bahn geführt. Wenn die leitende Bahn vollständig auf der Aufnahmerolle
87 wieder aufgewickelt ist, so kann sie fortgeworfen werden. Bei einer anderen Ausführungsform ist die Aufnahmerolle
ersetzt durch eine elektrostatische Spannvorrichtung, und das
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Bild auf der Bahn wird für Beobachtung oder überprüfung aufbewahrt.
Die elektrostatische Spannvorrichtung wird im einzelnen später beschrieben.
Die Blockierbahn 30, die das Negativbild nach dem Abbildungsschritt enthält, wird mittels einer Antriebseinrichtung um die
Bahnantriebsrolle 36 herum zur Blockierbahn-Aufnahme- bzw. Aufwickelrolle 89 transportiert. Wenn die Blockierbahn vollständig
auf der Aufnahmerolle 89 aufgewickelt ist, so kann sie aus der Maschine entfernt und fortgeworfen werden. Die Papierbahn 60 ist
ursprünglich auf der Papierbahn-Vorratsrolle 110 enthalten und wird mittels einer Antriebseinrichtung zur Übertragungszone 106
gefördert, von dort aus zur Fixierstation 92 und um eine Bahnantriebsrolle 91 herum. Das Bahnantriebssystem des Gerätes für
die leitende, die Blockier- und die Papierbahn wird im einzelnen später beschrieben.
Es wird auf Figur 2 Bezug genommen. Dort ist eine teils schematische
Seitenansicht zur Erläuterung der Arbeitsweise der Vorladestation 25 des Gerätes gezeigt, wo eine gleichförmige Ladung
mit der Scorotronvorrichtung auf dem Farbstoffilm aufgebracht wird. Jegliche geeignete herkömmliche Koronaladevorrichtung
kann verwendet werden. Es wird jedoch das Scorotron 27 bevorzugt, weil mit diesem Typ einer Ladeeinheit eine Ladung
mit gleichförmigem Potential statt einer gleichförmigen Ladungsdichte auf dem Farbstoffilm aufgebracht wird. Die mit einem
überzug versehene leitende Bahn läuft aus der Färbstation zur Scorotrongruppe 27 in der Vorladestation 25, wo eine gleichförmige
Ladung aufgebracht wird. Die Färb- bzw. Gegenrolle und die Leerlaufrolle arbeiten zusammen, um die Injektionsbahn 10 auf
einem Weg zu führen, der nahe an der Scorotrongruppe 27 in der Vorladestation 25 vorbeiführt. Die Vorladestation befindet sich
in Bewegungsrichtung der Bahn 10 vor der Abbildungsstation bzw. -zone 40 und wird dazu -verwendet, den "Dunkelauftragungsschritt"
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auszuführen. Der Begriff "Dunkelauftragung", wie dieser hier
verwendet wird, kann als Vorgang der Auftragung aller Pigmentteilchen auf der Injektionsbahn 10 und der leitenden Oberfläche
2 genau dort, wo der überzug erfolgte, definiert werden. Dunkelauftragung
erfolgt dabei, indem der Farbstoffilm 3 bei Dunkelheit in der Nähe der Scorotrongruppe 27 vorbeigeführt wird, d.
h. in Abwesenheit von sichtbarer Strahlung. Eine vollständige Beschreibung des DunkelauftragungsVerfahrens findet sich in der
US-PS 3 477 934 (Carreira et al).
Es wird weiter auf Figur 2 Bezug genommen. Die stabilisierte elektrische Wechselstrom-Potentialquelle 28 wird dazu verwendet,
eine Wechselspannung an der Koronode 29 anzulegen, und die Gleichspannungsquelle 31 wird dazu verwendet, eine negative
Spannung an der Scorotronabschirmung 33 anzulegen. Die auf dem Farbstoffilm bzw. der Abbildungssuspension 3 durch das Scorotron
27 aufgebrachte elektrostatische Ladung ist zwar beliebig, kann jedoch für die Gesamteigenschaften des endgültigen Bildes
recht wichtig sein. Beispielsweise werden Verfahrensgeschwindigkeit, Farbgleichgewicht und Bildfehler beeinflußt.
Es wird auf Figur 3 Bezug genommen, in der eine teils schematische
Seitenansicht der Blockierbahn-Ladestation gezeigt ist. Die Blockierbahn-Ladestation 44 wird dazu verwendet, willkürliche
Ladungsmusterfehler zu beseitigen. Zur Beseitigung von Fehlstellen, die durch willkürliche statische Ladungsmuster in dem
Polypropylen-Blockierbahnmaterial verursacht werden können, wird eine Vorspannungsladung auf etwa -200 Volt an der Blockierbahn
30 angelegt, bevor diese in die Abbildungszone eintritt, und
zwar mittels des Ladungscorotrons 43 an der geerdeten Laderolle
42. Die Aufladung der Blockierbahn 30 mit dem Corotron 43 eliminiert die willkürlichen statischen Ladungsmuster und lädt diese
auf ein gleichförmiges elektrostatisches Ladungspotential auf. Beispielsweise kann eine positive (+) Ladung auf der Abbildungsseite der Blockierbahn und eine negative (-) Ladung auf der an-
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- 2O -
deren Seite der Bahn 30 vorgesehen sein. So aufgeladen wirkt die Abbildungsoberfläche der Blockierbahn 30 nicht als Elektronenspender
für den Färb stoff über zug· während des Abbildungsschrittes. Es ist ersichtlich, daß Ladungen mit beiden Polaritäten
in diesem System verwendet werden können, um willkürliche statische Ladungsmuster zu eliminieren.
Es wird weiter auf Figur 3 Bezug genommen. Das Corotron 43 ist in der Ladestation 44 angeordnet/ um ein negatives elektrostatisches
Ladungspotential auf der Nicht-Abbildungsseite der Blokkierbahn 30 anzulegen, wodurch dem Abbildungs-Gleichspannungspotential
46 entgegengewirkt wird, das am Kern der Abbildungsrolle 32 angekoppelt ist. Die Wechselstrom-Potentialquelle 47
wird dazu verwendet, eine Wechselspannung an der Coronode 48 anzukoppeln, und die Gleichspannungsquelle 45 wird zur Vorspannung
der Wechselstromquelle verwendet.
Es wird auf Figur 4 Bezug genommen, in der eine teils schematische
Seitenansicht einer Einzelheit der Abbildungsstation 40 dargestellt ist. Die aufgetragene Farbstoffilmschicht bzw. Pigmentschicht
4, die auf der elektrisch geerdeten leitenden Bahn 10 weitergeführt wird, nähert sich dem Eintritt des Abbildungszonenspalts
51 mit optimalem Ladungspotential, beispielsweise etwa -60 Volt. Die Pigmentteilchen in der Farbstoffschicht werden
auf der leitenden Oberfläche 2 der Bahn 10 aufgeheftet, und das Mineralöl 5 liegt oben auf der Oberfläche der Pigmentschicht
4. Die Gesamtdicke der Farbstoffschicht in dem Spalt, die für typische Arbeitsbedingungen erzielt wird, beträgt etwa 8 Mikron,
davon 2 Mikron für die Mineralölschicht 5 und 6 Mikron für die Pigmentschicht 4.
Ein anderes Verfahren, das verwendet werden kann, um Luftzusaminenbruch
am Eintritt zur Abbildungs zone auszuschalten, ist die rampenförmige Ausbildung der Bildspannungseinschaltzeit. Wenn
in diesem Falle die Farbstoffschicht in den Eintrittsbereich der Abbildungszone eintritt, so wird die Abbildungsspannung 46 durch
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eine Rampeneinrichtung 53 linear programmiert/ ausgehend von einem anfänglichen niedrigen Wert (auch gleich null) bis zur
gewünschten Abbildungsspannung. Während dieses Vorganges baut
sich die kugelförmige ÖlanSammlung 52 am Eintrittsbereich der
Abbildungsζone auf. In dem Bahngerät ist der Druck im Spalt
hauptsächlich von elektrostatischer Natur. Das Verfahren mit linearer Spannungsrampe in dem Bahngerät ergibt eine Einrichtung
zum Aufbau eines elektrostatischen Druckes zum Herausdrücken der Flüssigkeitsansammlung, während die Spannung unterhalb des
Niveaus gehalten wird, wo Luftzusammenbrüche verursacht werden.
Es wird weiter auf Figur 4 Bezug genommen. Das aufgetragene photoelekt'rophoretische Bild, das auf der leitenden Bahn 10 aus
dem Abbildungszonen-Austrittsspalt 55 herausgetragen wird, kann einer "Negativcorona" 56 ausgesetzt werden und dadurch einen
Luftzusammenbruch am Austrittsspalt 55 verursachen. Luftzusammenbruch
am Abbildungszonenaustrittsspalt 55 kann immer dann auftreten, wenn das elektrische Feld an den Lufträumen zwischen
den Pigmentteilchen (und Elektroden) die Paschen-Zusammenbruchsspannung
übersteigt. Dies ergibt eine feine Linie oder ein Streifenmuster mit hoher und niedriger Ladung in dem Bild,
rechtwinklig zur Bewegungsrichtung der Bahn, die gewöhnlich nicht sichtbar sind, bis das Bild elektrostatisch auf ein Kopierblatt
übertragen wird und das Ladungsmuster entwickelt wird.
Es wird nun auf Figur 5 Bezug genommen, wo eine teils schematische
Seitenansicht einer bevorzugten Ausfuhrungsform eines Verfahrens
zur Eliminierung von Bildfehlern wiedergegeben ist, die sich aus Luftzusammenbruch am Abbildungszonenaustrittsspalt ergeben.
Die mit 57 bezeichnete Pigmententladestation, die wahlweise
vorgesehen sein kann, kann dazu verwendet werden, die Luftzusammenbruchs ladungsmuster auszulöschen bzw. zu neutralisieren,
die am Abbildungszonenaustrittsspalt erzeugt werden.
Die Wechselstrom-Corotrongruppe 58 wird gleich hinter dem Ausgang
aus der Abbildungszone 40 eingesetzt und kann dazu verwendet
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werden, das aufgetragene Bild zu entladen, wodurch das feinlinige Ladungsmuster eliminiert wird. Die Corotron-Koronode 61
liegt in geringem Abstand von der leitenden Bahnoberfläche 10, und die Corotron-Abschirmung 62 ist in geeigneter Weise geerdet.
Die stabilisierte Wechselstrom-Potentialquelle 63 ist mit der Koronode 61 über eine RC-Reihenschaltung gekoppelt. Bei der als
Beispiel beschriebenen Ausführungsform beträgt der von dem Corotron 58 erzeugte Entladungsstrom etwa 8 Mikroampere pro Zoll
bei einer Geschwindigkeit der leitenden Bahn von etwa 12,7 cm pro Sekunde (5 Zoll pro Sekunde). Das mittlere Ladungsmusterpotential
auf der Pigmentschicht 6, die aus der Abbildungszone 40 austritt, liegt im Bereich von etwa -100 bis -200 Volt Gleichspannung,
'abhängig von der Dicke des Farbstoffilms, der Geschwindigkeit
der leitenden Bahn und der angelegten Bildspannung. Nach dem Pigmententladungsschritt in der Pigment-Entladungsstation
fällt das mittlere Ladungspotential 64 unter etwa -35 Volt Gleichstrom ab. Daraus resultiert, daß das übertragene Bild frei
von dem Streifenmuster ist. Ferner erleichtert die Aufrechterhaltung eines gleichförmigen und konstanten Ladungsniveaus auf
dem photoelektrophoretischen Bild vor der übertragung eine bessere
Steuerung des Übertragungsschrittes des Verfahrens.
Es wird weiter auf Figur 5 Bezug genommen. In einer anderen Ausführungsform
kann das feinlinige Ladungsmuster durch eine Ultraviolett- (UV) Strahlungsquelle 8 eliminiert werden. Bei dieser.
Ausführungsform ersetzt die UV-Strahlungsquelle 8 (mit einer Wellenlänge, die kürzer ist als die des sichtbaren Lichtes) die
Wechselstrom-Corotrongruppe 58 zur Entladung des unerwünschten Ladungsmusters.
Bei niedrigen Ladungspotentialen, beispielsweise unterhalb von etwa -35 Volt, kann das übertragene Bild unscharf werden aufgrund
von "Pigmentlauf". Um eine möglichst optimale übertragung zu erreichen, kann das aufgetragene photoelektrophoretische Bild
6 wieder aufgetragen werden, bevor es in die Übertragungszone ·
eintritt.
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23 - 26H 130
Es wird nun auf Figur 6 Bezug genommen, wo eine teils schematische
Seitenansicht der allgemein mit 65 bezeichneten Pigmentwiederaufladestation dargestellt ist, die in Bewegungsrichtung
der leitenden Bahn 10 vor der mit 106 bezeichneten Übertragungszone liegt. Das negativ vorgespannte Wechselstrom-Corotron 66
wird vor der Übertragungszone zur Wiederaufladung des Bildes 6
eingesetzt, das auf der leitenden Bahn 10 aus der Entladestation herausgeführt wird. Die Corotron-Koronode 98 liegt im Abstand
von der Oberfläche der leitenden Bahn 10 und ist mit der Wechselstrom-Potentialquelle
67 gekoppelt. Die Corotron-Abschirmung 68 ist geerdet. Die Wechselstrom-Potentialquelle 67 ist negativ
mittels der veränderlichen Gleichspanriungsquelle 69 vorgespannt. Bei einem Ausführungsbeispiel betragen die Wiederaufladeströme
nominell etwa 10 Mikroampere pro 2,54 cm (Zoll) effektiv für die Wechselstromkomponente und etwa -5 Mikroampere pro 2,54 cm (Zoll)
für die mittlere Gleichstromkomponente mit einer Vorspannungseinstellung von etwa -1,0 kV und für eine Geschwindigkeit der
leitenden Bahn von etwa 12,7 cm (5 Zoll) pro Sekunde. Diese Parameter führen typischerweise zu einem optimalen Wiederaufladungspotential
ander mit 70 bezeichneten Stelle von etwa -65 Volt Gleichstrom auf der aufgetragenen Pigmentschicht 6, wenn
photoelektrophoretischer Farbstoff mit besonderen Eigenschaften verwendet wird.
Es wird nun auf Figur 7 Bezug genommen, in der eine teils schematische
Seitenansicht einer anderm bevorzugten Ausführungsform
der Pigment-Wiederaufladungsstation gezeigt ist. Bei der Ausführungsform nach Figur 7 wird in der Pigment-Wiederaufladungsstation
65 ein positives Gleichstrom-Corotron 72 vor der Übertragungszone 106 zur Wiederaufladung des aufgetragenen photoelektrophoretischen
Bildes 6 verwendet. Die Corotron-Koronode 73 liegt in geringem Abstand von der Oberfläche der leitenden Bahn
10 und ist mit dem positiven Anschluß einer Gleichstrom-Potentialquelle 74 verbunden. Die Corotron-Abschirmung 75 ist geerdet.
Bei einem Ausführungsbeispiel kann die Gleichstrom-Potential-
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26U13U
quelle 74 etwa +9 kV Gleichstrom liefern. Typischerweise beträgt der Wiederaufladestrom etwa 30 Mikroampere pro 2,54 cm
(Zoll). Durch diese Parameter wird ein optimales Wiederaufladepotential
76 auf dem aufgetragenen photoelektrophoretischen Bild 6 mit etwa +160 Volt Gleichspannung erzeugt.
Es wird nun auf Figur 8 Bezug genommen, in der eine teils schematische
Seitenansicht einer Einzelheit des übertragungsschrittes
bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist. Bei dieser Ausführungsform wird das aufgetragene photoelektrophoretische
Bild 6 von der leitenden Bahn 10 in die Übertragungszone 106 gefördert. Die Papierbahn 60 ist um die Übertragungsrolle
80 herum gewunden, die aus leitendem Material gebildet sein kann. Bei diesem Beispiel kann die Papierbahn 60 die
Form von gewöhnlichem Papier besitzen. Der positive Anschluß der Gleichstrom-Spannungsquelle 81 ist mit der Übertragungsrolle
80 gekoppelt. Typischerweise besitzt die Spannungsquelle 81 eine Spannung von etwa + 1,4 kV Gleichspannung. Während die Papierbahn
60 und die leitende Bahn 10 in Berührung mit dem dazwischen sandwichartig angeordneten Bild 6 gebracht werden, wird die Papierbahn
60 einer elektrischen Ladung ausgesetzt, da sie in Berührung mit der positiven Übertragungsrolle 80 steht. Ein elektrostatisches
Feld wird durch die Pigmentteilchen hindurch auf der leitenden Bahn 10 aufgebaut, wodurch die negativ geladenen
Pigmentteilchen von der leitenden Bahn 10 zur Papierbahn 60 ab-
Mp ΎΤΑ £*T1
gezogen/und auf dieser anhaften. Während die Papierbahn um die
übertragungsrolle 80 herum und von dieser fort geführt wird,
wird öie von der leitenden Bahn 10 getrennt bzw. abgeschält und ergibt das endgültige übertragene Bild 82 auf der Papierbahn 60.
Praktisch die Gesamtheit der Pigmente bzw. des photoelektrophoretischen Bildes wird auf die Papierbahn 60 übertragen, eine
kleine Pigmentmenge kann jedoch in Form eines Rückstandes 83 zurückbleiben und wird von der leitenden Bahn 10 fortgetragen.
Die Pigmentmenge in dem Rückstand 83 hän£ gewöhnlich von Faktoren
ab, wie Ladung der Pigmentteilchen, die in die Ubertragungs-
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zone 106 eintreten. Eigenschaften der Papierbahn 60 und angelegte
übertragungsspannung mittels der Gleichstrom-Potentialquelle
81.
Es ist zu beachten, daß bei den Ausführungsformen nach den Figuren
8 und 9 zwar rückständige Bilder gezeigt sind, eine vollständige Bildübertragung jedoch erreicht werden kann, wobei keinerlei
bedeutende nichtübertragene Bildreste zurückbleiben.
Das rückständige bzw. nichtübertragene Bild 83, falls ein solches vorhanden ist, wird aus der übertragungszone 106 aus dem
Gerät herausgeführt und kann v/eggeworfen werden. Da die leitende Bahn 10 als Verbrauchsgegenstand ausgeführt ist, ist kein
umfangreiches Reinigungssystem zur Ausführung eines Reinigungsschrittes erforderlich. Dies ist ein wesentlicher Vorteil dieses
Gerätes gegenüber früheren photoelektrophoretisehen Abbildungs-.geräten.
Der Übertragungsverfahrensschritt kann unter bestimmten Umständen
einem LuftZusammenbruch in dem Spalteintritt zur Übertragungszone 106 ausgesetzt sein, in derselben Weise wie vorstehend
unter Bezugnahme auf die Abbildungszone beschrieben. Luftzusammenbruch
am Eingang der übertragungszone kann eine Fehlstelle
auf der endgültigen Kopie ergeben, die als "Trockenübertragung" bezeichnet wird. Der hierin verwendete Begriff "Trockenübertragung"
wird als die Fehlstelle definiert, die auf der endgültigen Kopie in Form einer gefleckten bzw. diskontinuierlichen und
stark ungesättigten Erscheinung auftritt.
Zur Eliminierung von Luftzusammenbruch am Eintrittsspalt der
Übertragungszone, d.h. zur Eliminierung von Trockenübertragungsfehlern auf der Kopie, ist eine Verteilervorrichtung 84 vorgesehen,
um Dichlordifluormethangas (CC^F^) bzw. Freon-12 von
DuPont in dem Eintrittsspalt anzuwenden. Diese Technik der An-
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26 Ί 4 Ί 30
wendung von Dichlordifluormethangas oder einer anderen geeigneten
Flüssigkeit oder eines isolierenden Gasmediums am Eingang der übertragungszone erhöht das Niveau der Einsatzspannung, die
für Koronazusammenbruch erforderlich ist. Daher verbessert die Entfernung von Luft aus dem Spalteingang und die Anwendung einer
Dichlordifluormethangas-Atmosphäre an dessen Stelle die Luftzusammenbruchseigenschaften.
Vorzugsweise ist eine Vakuumeinrichtung in der Nähe der Dichlordifluormethangas-Verteilungseinrichtung
84 vorgesehen, damit kein Gas in die Atmosphäre austritt.
Es ist ferner zu beachten, daß eine Fluidmittel-Einspritzvorrichtung
24 (siehe Figur 1) am Einlaßspalt der Abbildungszone 40 verwendet werden kann, um ein Luftzusammenbruchsmedium am
Eingang des Abbildungsspaltes in derselben Weise vorzusehen, wie dies bezüglich des Eintrittsspaltes der Übertragungsstation beschrieben
wurde.
Es wird nun auf Figur 9 Bezug genommen, in der teils schematisch eine Seitenansicht einer anderen Ausführungsform zur Erläuterung
des Übertragungsschrittes und des Übertragungsverfahrens zur Eliminierung von Luftzusammenbrüchen im Eintrittsspalt der Übertragungszone
dargestellt ist. Die Ausführungsform nach Figur 9 unterscheidet sich von der anhand von Figur 8 beschriebenen nur
dadurch, daß die Übertragungsrolle 80 mit dem negativen Anschluß der Gleichstrom-Spannungsquelle 81 statt mit dem positiven An-·
Schluß verbunden ist. Es ist ersichtlich, daß die Ausführungsform nach Figur 9 immer dann angewendet wird, wenn das"aufgetragene
Bild 6, das in die übertragungszone eintritt, positiv aufgeladen
ist (durch ein positives Gleichstrom-Corotron), statt negativ. In diesem Fall ist die negative 1,4 kV-Gleichstrom-Potentialquelle
81 mit der übertragungs rolle 80 gekoppelt. Die Papierbahn
60 wird dadurch aufgeladen, daß sie in Berührung mit der negativen Übertragungsrolle 80 ist. Das elektrostatische Feld
wird durch die Pigmentteilchen hindurch auf der leitenden Bahn 10 aufgebaut, wodurch die positiv aufgeladenen Pigmentteilchen"
von der leitenden Bahn 10 auf die Papierbahn 60 gezogen und auf
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dieser festgeheftet werden. Die Papierbahn 60 wird dann von der leitenden Bahn 10 abgeschält und enthält das endgültige Bild
82. Praktisch die Gesamtheit der Pigmente wird übertragen, und ähnlich wie bei der Ausfuhrungsform nach Figur 8 verbleibt der
nichtübertragene Rückstand 83 auf der leitenden Bahn 10 und kann aus dem Gerät heraustransportiert und später weggeworfen
werden.
Figur 10 zeigt eine Perspektiv-Vorderansicht des gesamten photoelektrophoretischen
Bahnvorrichtungs-Abbildungsgerätes 1. Die Perspektivzeichnung von Figur 10 ist nicht mit genauem Maßstab
wiedergegeben sondern soll nur die Komponenten und Untergruppen darstellen, die das mit 1 bezeichnete photoelektrophoretische
Bahnvorrichtungs-Abbildungsgerät enthalten, und stellt allgemein die Relativabmessungen dar.
Die Untergruppen und Komponenten des Gerätes sind auf einer
Hauptrahmenplatte 7 montiert. Die Rahmenplatte 7 ist mit dem Mittelpunkt einer-Gerätebasisplatte 93 verbunden. Die Seitenträgerplatte
94 ist an einem Ende des Gerätes am hinteren Teil der Basisplatte 9 3 vorgesehen. Der Rahmen 7, die Basisplatte 9 3 und
die Seitenträgerplatte 94 können aus irgendeinem geeigneten mechanisch festen Material gebildet werden.
Die auf der Vorderseite des Rahmens 7 montierten wesentlichen Untergruppen umfassen die Spanngruppen 95 und 96, die Färbeinrichtung
97, die Abbildungsgruppe 98 und die Übertragungsgruppe
99. Die Spanngruppe 95 wird dazu verwendet, Spannungsrollen drehbar zu lagern, die die Spannung der leitenden Bahn 10 steuern.
Durch die Spanngruppe 95 sind Spannrollen drehbar gelagert, die die Spannung der Blockierbahn 30 steuern.
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Andere Untergruppen, die auf der Vorderseite des Rahmens 7 montiert
sind, umfassen die Antriebsgruppe 100 der leitenden Bahn, den Papierantrieb und eine Rutschengruppe 101 sowie eine Rollradius-Fühlgruppe
102. Es versteht sich, daß die Antriebsgruppe 100 der leitenden Bahn stattdessen von der Form einer Rückspuloder
Aufnahmerolle sein kann.
Die Blockierbahn-Vorratsspule 37 ist lösbar auf dem Rahmen 7 montiert. Ein Löseknopf 1O3 und ein Steckeinsatz 103a werden dazu
verwendet, die Welle der Vorratsrolle 37 am Rahmen 7 zu befestigen und, wenn dies erfolgen soll, die verbrauchte Vorratsrolle
durch Losschrauben des Löseknopfes 103 zu ersetzen.' Ein Löseknopf 104 und ein Steckeinsatz 104 a werden dazu verwendet,
die Aufnahmerolle der Blockierbahn am Rahmen 7 zu befestigen und die Aufnahmerolle durch Losschrauben des Knopfes 104 zu entfernen,
wenn der Blockierbahnvorrat vollständig wiederaufgewiekelt
ist. Die Vorratsrolle 11 der leitenden Bahn ist lösbar an der Vorderseite des Rahmens 7 mittels eines Löseknopfes 105 und eines
Steckeinsatzes 105a montiert. Sobald die leitende Bahn vollständig von der Vorratsrolle 11 aufgebraucht ist, kann der Knopf
105 losgeschraubt und die Welle der Vorratsrolle gelöst werden, und eine neue Vorratsrolle kann zur Weiterverwendung eingesetzt
werden. In ähnlicher Weise ist die Papierbahn-Vorratsrolle 110 lösbar und drehbar an der Vorderseite des Rahmens 7 mittels des
Knopfes 108 und Steckeinsatzes 108a montiert, in gleicher Weise
wie jeweils die Rollen 11 und 37. Eine vordere Spiegelgruppe wird in Verbindung mit der Lichtundurchlässigkeits-Optikgruppe
verwendet, die im einzelnen später beschrieben wird.
Es wird nun auf Figur 11 Bezug genommen, die ein Takt- und Folgediagramm
für die photoelektrophoretisehen Verfahren und Vorgänge nach einer Ausführungsform der Erfindung zeigt. Bei diesem Ausführungsbeispiel
können die Takt- bzw. Zeitsteuerungsfunktionen des photoelektrophoretisehen Eahnvorrichtungs-Abbildungsgerätes
durch ein geeignetes Vielfachnocken-Schaltsystem erzielt werden,
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26ΗΊ30
das von dem Antriebssystem der leitenden Bahn angetrieben wird,
so daß die verschiedenen Vorgänge und Abläufe präzise synchronisiert mit der leitenden Bahn zeitgesteuert werden. Die das Gerät
bildenden Komponenten und Untergruppen sind so angeordnet und ihre Betriebsvorgänge sind so gesteuert, daß die photoelektrophoretisehen
Vorgänge der Färbung, Belichtung und übertragung gleichzeitig während einer Nockendrehung von 360° ausgeführt werden.
Wenn beispielsweise der Abbildungsverfahrensschritt für einen Farbstoffilm vervollständigt ist, so wird der nächste darauffolgende
Farbstoffilm auf der leitenden Bahn aufgetragen. Ferner wird, wenn der übertragungsschritt abgeschlossen ist, der
nächste darauffolgende Farbstoffilm belichtet,und gleichzeitig wird ein anderer Film auf der leitenden -Bahn aufgetragen. Es
leuchtet ein, daß der gleichzeitige Ablauf der photoelektrophoretischen Abbildungsverfahrensschritte zu einer Einsparung des
Bahnmaterials führt, so daß die Kosten reduziert werden und der Ausstoß des Gerätes verbessert wird. Die Gleichzeitigkeit der
Verfahrensschritte und die Beziehungen zwischen den verschiedenen Abläufen sind in dem Diagramm klar dargestellt. Bei der Ausführungsform
nach Figur 11 ist zu beachten, daß der Übertragungsbahnantrieb über die 360°-Zykluszeit hinaus arbeitet. Der Übertragungsbahnantrieb
läuft über die 36O°-Marke hinaus weiter aufgrund eines Zeitverzögerungsmechanismus (nicht dargestellt), bis eine
Kopie vollständig aus dem Gerät heraus ist.
Es leuchtet ferner ein, daß die Zeitsteuerung und Folge der verschiedenen
Verfahrensschritte und Vorgänge mit anderen geeigneten elektronischen Steuereinrichtungen erreicht werden können. In
diesem Falle wird die Folge der Abläufe und Funktionen in Zyklen bzw. Hertz mittels einer Digital-Frequenzguelle zeitgesteuert
und nicht durch die Gradeinteilungen einer Nockendrehung.
Es wird nun auf die Figuren 11a-c Bezug genommen, in denen teils schematische elektrische Schaltbilder von typischen elektrischen
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Bchaltungsanordnungen dargestellt sind, um die Arbeitsweise des
lockenbetriebenen Schalters gemäß einer bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung zu erläutern.
Figur 11a zeigt ein vereinfachtes Diagramm des nockenbetätigten
Schalters. Der Nocken 380 dreht sich in Richtung des Pfeiles und betätigt den Schalter 382 über einen Nockenstößel 381. Figur 11b
zeigt die Schaltung für Vorgänge, die innerhalb desselben 360°- Zyklus beginnen und enden. Der nockenbetätigte Schalter 383 wird
während des Folgenereignisses geschlossen, und der Schalter 384 kann nach dem letzten Zyklus geöffnet werden. Der besondere Vorgang
wird durch das in Reihe geschaltete Relais 385 gesteuert.
Figur 11c zeigt die elektrische Schaltung für Vorgänge, die in
verschiedenen 360 -Zyklen beginnen und enden. Ein nockenbetätigter
Schalter 386 wird momentan geschlossen, um ein besonderes Ereignis in Gang zu setzen. Ein nockenbetätigter Schalter 387
wird momentan geöffnet, um das Ereignis zu beenden, und nach dem letzten Zyklus wird ein Schalter 388 geöffnet. Das besondere Ereignis
wird durch ein in Reihe geschaltetes Relais 389 gesteuert.
Es wird erneut auf Figur 10 Bezug genommen. Es wird daran erinnert,
daß dann, wenn die leitende und die Blockierbahn zusammengebracht v/erden und die Farbstof filmschicht die Abbildungszone
zur Bildung des Farbstoff-Bahn-Sandwichs erreicht, die Abbildungsrolle dazu verwendet wird, ein gleichförmiges elektrisches Abbildungsfeld
an dem Farbstoff-Bahn-Sandwich anzulegen. Die Kombination
aus dem durch die Spannung der Injektionsbahn erzeugten Druck und dem elektrischen Feld an dem Farbstoff-Bahn-Sandwich
an der Abbildungsrolle führt dazu, daß der Durchlaß für die Flüssigkeitssuspension
eingeengt wird, wodurch eine kugelförmige Flüssigkeitsansammlung am Einlaß des Abbildungsspaltes gebildet wird.
Diese kugelförmige Ansammlung verbleibt im Einlaß des Spaltes,
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nachdem der überzogene Teil da: Bahn durchgelaufen ist, und
wird dann nach und nach durch den Spalt hindurch beseitigt. Wenn ein Teil der kugelförmigen Ansammlung in dem Spalt verbleibt,
bis der darauffolgende Farbstoffilm ankommt, so vermischt
er sich mit diesem Film und verschlechtert die darauffolgenden Bilder.
Ein Verfahren zur Vermeidung der Verschlechterung von Bildern aufgrund dieses Effektes liegt darin, ausreichend große Längen
des nicht mit der Suspension überzogenen Bahnmaterials nach der Bildung der Flüssigkeitsansammlung durch die Abbildungszone
hindurchzulassen, damit alle Flüssigkeitsspuren durchgelaufen sind, bevor eine Abbildungsfolge wiederholt wird. Dieses Verfahren
würde zu einer Zeitverzögerung zwischen den Bildern führen und ferner eine umfangreiche Verschwendung des Bahnmaterials
nach sich ziehen. Ein verbessertes Verfahren zur Vermeidung der Verschlechterung von Bildern ist in der gleichzeitig anhängigen
US-Patentanmeldung 476 189 vom 4. Juni 1974 unter dem Titel "Kugelansammlungsumleitung" (Herman A. Hermanson) beschrieben.
Dieses System wird dazu verwendet, zwei Oberflächen sofort nach Abschluß der Abbildung kurzzeitig zu trennen, um den Durchlaß
der Flüssigkeitskugel zwischen Bildausschnitten zu ermöglichen.
Ein anderes Umleitsystem für die kugelförmigen Ansammlungen und zur Verwendung bei photoelektrophoretischen Abbildungssystemen.,
bei denen Verfahrensschritte gleichzeitig oder in einer zeitgesteuerten
Folge ausgeführt werden, ist in der gleichzeitig anhängigen US-Patentanmeldung 476 188 vom 4. Juni 1974 unter dem
Titel "Bewegungskompensierung für Kugelansammlung-Umleitung" (Roger G. Teumer, Earl V. Jackson und LeRoy Baldwin) beschrieben.
Die dortigen Ausführungen werden unter Bezugnahme darauf in die vorliegende Offenbarung ausdrücklich einbezogen. Das dort beschriebene
Bewegungskompensations-Kugelahsammlungsumleitsystem wird in der Abbildungsgruppe 9 8 nach der Erfindung dazu verwen-
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det, die leitende und die Blockierbahn voneinander zu trennen, zwischen denen die'Flüssigkeitssuspension sandwichartig angeordnet
ist, damit der an der Berühr.ungs linie zwischen den Bahnen gebildete Flüssigkeitswulst zwischen diesen hindurch über
die Abbildungsbereiche zwischen Bildausschnitten hinaus gelangen kann, ohne daß die Bahngeschwindigkeit verändert wird. Nachdem
die Bahnen am Spalt in Berührung miteinander gebracht wurden, während sich die Abbildungssuspension sandwichartig zwischen
ihnen befindet, kann die Trennung der Bahnen durch Anwendung des Nockenschalter-Zeitsteuerungssystems zu dem gewünschten
Zeitpunkt erreicht werden.
In Figur 12 ist eine bildhafte Darstellung der erfindungsgemässen
Lichtundurchlässigkeit-Optikgruppe 77 mit weggeschnittenen Teilen wiedergegeben. Die Lichtundurchlässigkeit-Optikgruppe umfaßt
eine Trommelgruppe 133, eine Lichtquelle 134, eine hintere Spiegelgruppe 135, eine Linsengruppe 136 und eine Vorderspiegelgruppe
109. Die Trommelgruppe 133 besteht aus einer Trommelrolle 137, die drehbar hinten am Hauptplattenrahmen 7 montiert ist.
Die Trommelrolle 137 kann aus leitendem Metall gebildet werden und wird von einer (nicht gezeigten) Antriebseinrichtung angetrieben,
die mit einem Antriebsrad 138 und einer Antriebswelle 139 gekoppelt ist, die innerhalb des Trägergehäuses 140 angeordnet
sind. Die Trommel ist mit dem Rahmen 7 mittels einer Gehäusebasis 141 verbunden und ist dazu eingerichtet, ein positives
lichtundurchlässiges Originaldokument 142 auf der Trommeloberfläche aufzunehmen. Das Originaldokument 142 wird von der Beleuchtungslampenquelle
134 belichtet, welche eine Lampe 143 und Reflektoren 144 umfaßt. Die Lampen 143 können Metall-Halogenbogenlampen
sein, die von der General Electric Corporation hergestellt v/erden. Stattdessen können die Lampen 143 Wolframdraht-Lampen
sein. Das belichtete Bild wird auf die hintere Spiegelgruppe 135 mit den Spiegeln 332 und 333 durch die Linsengruppe
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"33 " ■ * 26U130
136 hindurch zu der vorderen Spiegelgruppe 109 und schließlich zur Abbildungszone reflektiert.
Eine Projektions- und Linsenanordnung für lichtdurchlässige Originale können an einer geeigneten Stelle innerhalb des Gerätes
verwendet werden, um Lichtstrahlen eines Farbdias über eine Spiegelgruppe zur Abbildungszone zu projizieren. Verfahren und
Technik der Anwendung von optischen lichtdurchlässigen Eingabestücken bzw. -originalen in dem photoelektrophoretischen Bahnvorrichtungs-Abbildungsgerät
werden im einzelnen später beschrieben.
Alternativausführungsform des Gerätes '
In Figur 13 ist eine Perspektivvorderansicht einer anderen Ausführungsform
des Geräteaufbaus mit fortgeschnittenen Teilen gezeigt. Bei der in Figur 13 gezeigten Ausführungsform sind dieselben
Bezugszeichen zur Bezeichnung identischer Elemente, die zuvor unter Bezugnahme auf die Figuren 1-12 beschrieben wurden,
verwendet. Der Aufbau des Gerätes nach Figur 13 unterscheidet sich von dem Aufbau der Ausführungsform nach Figur 10 hauptsächlich
in der Anordnung und Stellung der verschiedenen Elemente und Komponenten. Die Spannrollen für die leitende Bahn können
zwei Gruppenanordnungen 112 und 113 enthalten. Die Gruppenanordnung
112 kann Spannrollen 114 und 115 enthalten. Die Gruppenanordnung
113 enthält die Spannrollen 116 und 118. Die Spanneinrichtung
für die Blockierbahn kann eine Einfach-Gruppenanordnung 119 mit Spannrollen 120 und 121 enthalten. Die drei Gruppenanordnungen
112, 113 und 119 sind von identischem Aufbau, daher ist
nur die Beschreibung einer Gruppenanordnung erforderlich. Die Gruppenanordnung 113 umfaßt ferner die vorderen und hinteren
Platten 123, die zur Montage der Spannrollen 116 und 118 verwendet
werden. Die Spannrollenwellen 124 und 125 sind mit einer einstellbaren Hysterese-Bügeleinrichtung 104' gekoppelt, und
zwar durch eine Ritzelübertragung 126, die an der hinteren Seite der Hauptplatte 7 montiert ist.
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~34 " . 26U13Ü
Die allgemein mit 132 bezeichnete Abbildungsgruppe umfaßt einen unteren und einen oberen Teil, die im einzelnen später
beschrieben werden.
Es wird weiter auf Figur 13 Bezug genommen und daran erinnert,
daß die Spiegelgruppe 109 und die Linsengruppe 136 in Verbindung
mit der Lichtundurchlässigkeits-Optikgruppe dazu verwendet werden, Lichtstrahlen ausgehend von lichtundurchlässigen
farbigen Originaldokumenten zur Abbildungszone zu projizieren.
Das Gerät ist in der Lage, schnell von lichtundurchlässigen auf lichtdurchlässige Farborxginaleingabestücke umzuschalten.
Das Gerät ist so ausgelegt, daß projizierte Originale aus Alternativstellungen
heraus projiziert werden können. Eine Projektions- und Linsengruppe für lichtdurchlässige Originale kann
in der öffnung 148 dazu verwendet werden, Lichtstrahlen aus einem
Projektor zur Spiegelgruppe 149 und zur Abbildungszone zu senden. Sobald das Gerät so eingestellt ist, daß lichtundurchlässige
Eingabeoriginale aufgenommen werden, so wird jedoch die Spiegelgruppe 149 aus dem optischen Weg und aus dem Gerät
entfernt.
Es wird nun auf Figur 14 Bezug genommen, in der eine isolierte
Perspektivansicht des unteren Teils der allgemein mit 132a be-, zeichneten Abbildungsgruppe 132 für ein anderes Ausführungsbeispiel
des Geräteaufbaus gezeigt ist. Eine Hauptträgerplatte ist mit der Hauptrahmenplatte mittels gewöhnlichen Schrauben
und Fassungen verbunden. Die Welle 151 der Abbildungsrolle ist
zwischen den vorderen und hinteren Trägern 152 bzw. 153 montiert, die aus Aluminiummaterial gebildet werden können. Der vordere
Träger 152 ist mit einem Lagerblock 154 und einem Abschlußdeckel 155 versehen, die beide aus Isoliermaterial gebildet sind, wie
beispielsweise Delrin bzw. Azetalharz (Polyazetal), ein thermoplastisches
Polyoxymethylen-Polymer. Der hintere Träger 153 ist
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mit einem isolierenden Lagerblock 156 am Ende der Welle der Abbildungsrolle angrenzend an die Hauptträgerplatte 150 versehen.
Das obere Ende des Blocks 156 enthält eine Steckdose 157 zum Ankoppeln einer Spannungsquelle an der Welle der Abbildungsrolle 32.
Ein Schlitzträger 158, der aus schwarzanodisiertem Aluminium
aufgebaut sein kann, ist an dem oberen Teil der Träger 152 und 153 oberhalb der Abbildungsrolle 32 befestigt. Der Schlitzträger
158 weist einen mittleren Schlitz 159 mit ausreichender Breite und Länge auf, um das gebildete "Farbstoff-Bahn-Sandwich"
mit aktivierender Strahlung zu belichten. Der vordere Schlitzhalter 160 und der hintere Schlitzhalter 160a, die aus irgendeinem
geeigneten schwärzanodisierten Material gebildet sind,
sind auf dem Schlitzträger 158 angeordnet, um die Abbildungszone abzugrenzen. Einstellschrauben 171 können dazu verwendet
werden, die Breite zwischen den Schlitzhaltern 160 und 160a einzustellen.
Die Abbildungsrolle 32 ist mit konzentrischen Isolierringen 161 versehen, die mit Manschetten 162 aus Messing oder einem anderen
geeigneten leitenden Material an ihren beiden Enden bedeckt sind, um die Erdung der leitenden Bahn an da: Abbildungsrolle 32 zu
erleichtern· Ein oberer Bürstenträger 164, der auf einer Stange 163 gebildet ist, enthält Bürstengruppen 165. Die Spitzen der
Bürstengruppe stehen in Berührung mit den Messingmanschetten 162, um zu ermöglichen, daß eine elektrische Erdung bzw. Vorspannung
während einer Abbildungsfolge mit den Manschetten 162
gekoppelt wird.
Eine Halterung 167, die die Abbildungsrolle 32 und den damit zusammenwirkenden Mechanismus trägt, ist mittels Schrauben 168
lösbar am Hauptträger 150 montiert. Die Schrauben 168 können gelöst v/erden, und die Relativstellung der Abbildungsrolle 32 kann
auf den gewünschten Abbildungsspalt eingestellt werden. Einstell-
6098/.B/0P67
~36 " 26U130
schrauben 169 können zur Feinjustierung des Abbildungsspaltes
verwendet werden. -Die Spalteinstellung wird durch eine Anzeigeeinrichtung
170 angezeigt.
Die Abbildungsrolle 32, die aus vorzugsweise nichtmagnetischem Metall hergestellt sein kann, ist mit Rillen oder Kerben 172
versehen, die auf der Abbildungsrolle 32 in der Nähe der Enden eingearbeitet sind, um das Ausdrücken von Farbstoff und Öl zwischen
den Bahnen und das Überlaufen über die Bahnränder zu verhindern. Eine detaillierte Beschreibung dieses Verfahrens
zum Verhindern des Ausfließens findet sich in der gleichzeitig anhängigen US-Patentanmeldung Nr. 465 644 (Herman A. Hermanson)
vom 30. April 1974. Die dortige Beschreibung wird unter Bezugnahme
darauf ausdrücklich in die vorliegende Offenbarung einbezogen.
Figur 15 zeigt eine isolierte Perspektivansicht des mit 132b bezeichneten oberen Teils der Abbildungsgruppe. Die Rollen 173
und 174 sind mittels der Halterungen 175 und 176 drehbar am Hauptträger 150 gelagert. Die Rolle 173 ist oberhalb des Eingangs
zur Abbildungszone angeordnet, und die Rolle 174 ist oberhalb des Ausgangs der Abbildungszone angeordnet. Die Halterungen
175 und 176 sind mit verjüngten Flanschelementen 178 und 179 versehen. Die Flanschelemente sind mit Basisplatten 180 und 181 verbunden,
die senkrechte Schlitze 182 enthalten. Die Wellei183 und
184 der Rollen 173 und 174 am Eingang und am Ausgang der Abbildungszone sind auf den Basisplatten 180 und 181 und Abschlußelementen
187 gelagert. -
Die einstellbaren Befestigungselemente 185 in Verbindung mit den Schlitzen 182 können dazu verwendet werden, die Rollen 173 und
174 in einer senkrechten Ebene einzustellen, um dadurch den Abbildungsspalt
und den Umhüllungswinkel einzustellen. Für jede der Rollen 173 und 174 ist eine Feineinstelleinrichtung 186 vor-
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gesehen, die zur genauen Einstellung des Spaltes verwendet werden kann.
Es wird nun auf Figur 16 Bezug genommen/ in der eine isolierte Perspektivansicht der mit 188 bezeichneten Übertragungsgruppe
wiedergegeben ist. Die Übertragungsgruppe 188 umfaßt eine vordere und eine hintere Platte 190, 191. Die hintere Platte 191
wird dazu verwendet, die Übertragungsgruppe 188 mit dem Hauptrahmen
7 zu verbinden. Die Bahnantriebsrolle 13 wird dazu verwendet,
die leitende Bahn 10 in der Übertragungszone in Berührung mit der Papierbahn 60 zu bringen- Die Welle 193 der Bahnantriebsrolle
ist zwischen der vorderen und hinteren Platts 190, 191 drehbar mittels eines Lagerblocks 194 gelagert, der am einen
Ende der Welle 193 vorgesehen ist. Das andere Ende der Welle der Bahnantriebsrolle 193 erstreckt sich über die hintere Platte
191 und die Rahmenplatte 7 hinaus und kann über ein nichtdargestelltes Antriebsrad und eine nichtdargestellte Taktsteuerungsriemeneinrichtung
mit der Antriebseinrichtung der Bahnantriebsrolle verbunden v/erden.
Das Entladungscorotron 58, das zur Entladung des photoelektrophoretischen
Bildes verwendet werden kann, welches von der leitenden Bahn aus der Abbildungszone herausgetragen wird, ist an
der hinteren Platte 191 angrenzend an die Antriebsrolle 13 und
in einer Achse parallel zu dieser montiert. Das Pigment-Wiederauf ladungscorotron 66 ist in.ähnlicher Weise an der hinteren
Platte 191 in Bewegungsrichtung der leitenden Bahn 10 hinter dem Entladungscorotron 58 montiert.
Die Übertragungsrolle 80, die zur Durchführung des elektrostatischen
Übertragungsschrittes verwendet wird, ist drehbar mittels der Lagerblöcke 195 gelagert, die mit der vorderen und hinteren
Platte 190, 191 verbunden sind. Der Aufbau der übertragungs·
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rolle 80 kann ähnlich demjenigen der Abbildungsrolle sein. Die
Ubertragungsrolle 80 ist beispielsweise mit konzentrischen Isolierringen
(nicht dargestellt) und -leitenden Abschlußmanschetten
196 versehen. Rillen oder" Kerben 197 sind auf der Übertragungsrolle
80 in der Nähe der Enden vorgesehen, um Pigment- und ölflüssigkeit daran zu hindern, von den Rändern der Bahn auszulaufen.
Die Lagerblöcke 195, die dazu verwendet werden, die Übertragungsrolle 80 zu lagern, sind aus einem Isoliermaterial
gebildet und mit einer elektrischen Verbindungseinrichtung 199
versehen, um eine elektrische Spannungsquelle an der Welle 198 der Übertragungsrolle anzukoppeln. Ein Stab 200, der sich parallel
zu und in der Nähe der Übertragungsrolle 80 erstreckt, ist mit Bürstengruppen 201 versehen, die dazu verwendet werden,
die Abschlußmanschetten 196 an eine elektrische Vorspannung oder an Masse zu legen.
Das auf der leitenden Bahn 1O aufgetragene, sich der Übertragungszone nähernde Bild enthält öl und Pigmente, die außerhalb des
eigentlichen Kopierformatbereichs liegen, und kann ferner eine relativ große kugelförmige ölansairmlung an der Hinterkante aufweisen.
Wenn dieses überschüssige öl in dem Kopierformatbereich gelassen wird, so kann es das übertragene Bild verschlechtern.
Dieses überschüssige öl kann aus der ubertragungszone durch Trennung
der Papierbahn 60 von der leitenden Bahn 10 kurzzeitig und nach dem Übertragungsschritt entfernt v/erden, damit überschüssiges
Öl und Pigmente die ubertragungszone verlassen. Die Bahntrennung
in der Ubertragungszone erfolgt durch Bewegung der Trennrolle
85 zur Trennung der leitenden von der Übertragungsbahn, indem mittels der Antriebseinrichtung 204 ein Gelenkglied 202
und ein Arm 203 angetrieben werden. Das Gelenkglied 202 und der Arm 203 sind mit der Trennrolle 85 durch eine Schwenkachse 205
und durch Trägerarme 206 gekoppelt. Zu Anfang sind die leitende Bahn und die Papierbahn voneinander getrennt. In diesem Falle
befindet sich die Rolle 85 in der Bereitschaftsstellung bzw.
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im Nicht-Übertragungszustand. Beim Empfang eines Betätigungssignals bewegt die Antriebseinrichtung sich in Richtung des
Pfeiles und verursacht eine Bewegung der Trennrolle 85 in Richtung auf die Übertragungsrolle 80 zu, wodurch die Bahnen zusammengebracht
werden. Wenn die Antriebseinrichtung 204 ein zweites Signal erhält, so dreht sich die Antriebseinrichtung, und
die Trennrolle 85 kehrt in die Bereitschaftsstellung zurück. Diese Folge kann für den nächsten darauffolgenden übertragungsschritt
wiederholt werden.
Es wird nun auf Figur 16a Bezug genommen, in der gezeigt ist, daß bei einer bevorzugten Ausführungsform die Papierübertragungsbahn
60 die Form von mit Polyamid überzogenem Papier annehmen kann. Wenn mit Polyamid überzogenes Papier als Papierbahn
60 verwendet wird, so können die photoelektrophoretischen Abbildungsgeräte, bei denendie Wegwerfbahn verwendet wird, weiter
vereinfacht werden. In einem solchen Falle können die übertragungs- und Fixierschritte in einem Schritt erfolgen, indem die
leitende Bahn in Berührung mit der mit Polyamid überzogenen Papierbahn 60 in der Übertragungszone 106 zwischen den Rollen
gebracht wird und Hitze und Druck angewendet werden. Eine Druckrolle 85a bewegt sich unter Krafteinwirkung in Richtung des Pfeiles,
um die Bahnen in der Übertragungszone 106 miteinander in
Berührung zu bringen, wobei das Bild 6 sandwichartig zwischen den beiden Bahnen liegt. Die Druckrolle 85a ist mit der Wärmequelle
9 2a gekoppelt. Dies ergibt eine praktisch vollständige Übertragung aller Pigmentteilchen von der leitenden Bahn 10 zu
der mit Polyamid überzogenen Papierbahn 60, und das Bild wird gleichzeitig fixiert.
Bei einer weiteren anderen Ausführungsform kann ein elektrisches
Feld während des Anlegens von Hitze und Druck angewendet werden. In diesem Falle wird ein Schalter 81a dazu verwendet, eine Spannungsquelle
81 an der Übertragungsrolle 80 anzukoppeln.
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In Figur 17 ist eine teils schematische Darstellung des Bahnantriebssystems
(und der Bahnförderwege) allgemein mit 215 bezeichnet. Der Bahnantrieb des photoelektrophoretischen Abbildungsgerätes
ist so ausgelegt, daß eine relativ konstante Spannung an jeder Bahn aufrechterhalten wird, wobei eine konstante
Geschwindigkeitssteuerung durch einen Reibungs-Bahnantrieb erfolgt.
Es kann keine Relativbewegung zwischen der leitenden Bahn und der Blockierbahn an der Abbildungsrolle und der leitenden
Bahn und der Papierbahn an der Übertragungsrolle toleriert werden. Daher wird die leitende Bahn als Steuerbahn verwendet, und
die Geschwindigkeit der anderen Bahnen wird während der photoelektrophoretischen
Verfahrensschritte der Abbildung und der Übertragung daran angepaßt, indem der Antrieb dadurch erfolgt.
Die Vorratsrolle 11 der leitenden Bahn 10 wird gebremst durch eine Gruppe von 3 kleinen Permanentmagnet-Hysteresebremsen 217,
die gestrichelt gezeichnet sind. Die Bremsen 217 sind manuell einstellbar in begrenzten Schritten. Die Hysteresebremsen 217
sind normalerweise auf ein festes Drehmomentniveau einjustiert, so daß die Spannung in der Bahn sich zwischen 0,075 Kp und
Ο,15 Kp pro 2,54 cm (1 Zoll) Bahnbreite ändert, während der
Rollendurchmesser der Vorratsrolle 11 der leitenden Bahn abnimmt.
Da die gewünschte Betriebsspannung 1,13 Kp (2,5 Ib.) pro 2,54 cm (1 Zoll) Bahnbreite beträgt, wird die Spannung auf dieses
Niveau erhöht, indem die leitende Bahn 10 um eine Reihe von 4 gebremsten Reibungs-Bahnrollen 14-17 geführt wird. Eine Gruppe
Hysteresebremsen (nicht dargestellt), ähnlich den Bremsen 217 an der Vorratsrolle, ist an jeder Bahnrolle angebracht. Die
Höhe der Bremskraft, die jede der Rollen 14-17 liefern kann,
ist begrenzt durch die Reibungskraft, die an jeder Rollen-Bahn-Grenzschicht verfügbar ist, und dadurch sind mehrere Rollen erforderlich.
Die Aufnahmespannung an der leitenden Bahn 10 wird durch die Auslauf-Bahnantriebsrolle 86 und die Aufnahmerolle 87 der lei-
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26H13Q
tenden Bahn geliefert. Die Auslauf-Antriebsrolle 86 überträgt die Spannung auf die leitende Bahn mittels Reibungsbahnantrieb
mit konstantem Drehmoment aus einem Drehmomentmotor 208, der auf einem geeigneten Stromniveau gehalten wird, damit ein konstantes
Drehmoment anliegt, wenn die leitende Bahn stillsteht oder sich bewegt. Die Aufnahmerolle 87 der leitenden Bahn wird
von einem ähnlichen Motor 218 angetrieben, die Höhe seines Stromes
und folglich sein Drehmoment werden jedoch durch einen Radiusfühler gesteuert. Die Aufnahmespannung ist die Summe der
Drehmomente, die von dem Auslaßbahnantrieb und der Aufnahmerolle geliefert werden, und wird auf einen Wert leicht unter
der Gesamtspannungshohe eingestellt, die an den gebremsten Rollen eingestellt ist, so daß die Bahn sich während des Maschinenstillstands
nicht bewegt.
Figur 17a zeigt eine isolierte Perspektivansicht des allgemein mit 102 bezeichneten Radiusfühlers. Der Radiusfühler läuft auf
dem Rollendurchmesser 209 und steuert ein Potentiometer, das den durch den Motor 218 (siehe Figur 17) laufenden Strom ändert,
während sich der Rollenradius ändert. Eine Radiusfühler-Montageplatte 220, die am Rahmen 7 mittels eines Montagepfostens 221
befestigt ist, trägt ein Lagergehäuse 22 und einen Nabenkern 223. Ein Radiusarm 224, der aus weichem Stahl gebildet sein
kann, ist über den Nabenkern 223 mit einem Potentiometer 219 verbunden. Eine Rolle 225, die aus einem Isoliermaterial wie
beispielsweise Delrin bzw. Azetalharz (Polyazetal) aufgebaut ist, ist auf dem Arm 224 drehbar gelagert und wird mittels einer
Spirale 226 in Druckeingriff mit dem Bahndurchmesser gebracht. Ein Magnetknopf 227, der von einem Bügel 228 getragen
wird, ist so angeprdnet, daß er den leitenden Arm 224 anzieht, wie dies gestrichelt eingezeichnet ist. Die Bewegung des Arms
224 wird über ein Zahnsegment 229 und ein Spurrad 230 auf das Potentiometer 219 übertragen.
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Es wird nun auf Figur T7b Bezug genommen, in der eine isolierte
Perspektivansicht mit weggeschnittenen Teilen einer anderen Spannvorrichtung 100 für die leitende Bahn gezeigt ist, die es
ermöglicht, daß die leitende Bahn aufbewahrt wird, statt wieder aufgewickelt zu werden. Bei der Ausführungsform nach Figur 17b
ist die Aufnahmerolle 87 durch die Spannvorrichtung 100 ersetzt. Eine elektrostatische Bahnantriebsrolle 231 der Spannvorrichtung
wird durch einen getrennten (nicht gezeigten) Drehmomentmotor angetrieben, der auf konstantes Drehmoment eingestellt ist.
Die Spannung wird der leitenden Bahn 10 von der Rolle 231 aus zugeführt mittels elektrostatischer Haftkraft zwischen der
Rolle und der Bahn. Dies wird durch Erdung der leitenden Seite der Bahn 10 erreicht, die sich nicht in Berührung mit der Rolle
231 befindet, und durch Anlegen einer pulsierenden Gleichspannung an der Rolle.
An der elektrostatischen Bahnantriebsrolle 231 wird eine Hochspannung
intermittierend angelegt, die bewirkt, daß die Bahn 10 der Bahnantriebsrolle mit beträchtlicher normaler elektrostatischer
Kraft anhaftet. Dies ermöglicht das Anlegen einer beträchtlichen Spannung an der leitenden Bahn 10.
Die Spannung pulsiert an der Rolle 231 mit einer geeigneten Frequenz
zur Vermeidung, daß ein Spalteintritts-Zusammenbruch auf etwa 50% des Bereiches auftritt, wo die leitende Bahn 10 mit
der Bahnantriebsrolle 231 in Berührung ist, da keine Haftwirkung
in dem Bereich auftritt, der durch den Spalteintritt gelangt ist, während die Hochspannung angelegt war.
Die Rolle 231 kann aus Metall gebildet sein und ist mit Isoliermanschetten
232 und Abschlußkappen 211 auf den Rollenenden versehen. Das Innenseitenende der Rolle 231 ist mit einer leitenden
Metallmanschette 212 versehen, die durch eine Bürstengruppe 213 mit der Masse gekoppelt ist. Die Welle 233 der Rolle ist
mit einem geeigneten Rad fest verbunden, das von dem Motor mit
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konstantem Drehmoment angetrieben wird. Kontaktrollen 234, die mit den leitenden Ringen 235 bedeckt sind, die aus Neopren bzw.
Polychloropren (C^HyCl)n gebildet sein können, sind mittels
Armen 236 drehbar gelagert. Die Arme 236 und die leitenden bedeckten Rollen 234 werden von einer Welle 237 getragen. Die
Rollen 234 werden in Berührung mit der Bahnantriebsrolle 231 und der darauf gehaltenen leitenden Bahn gehalten, und zwar mittels
Torsionsfedern 238 und Kragen 239. Ein mit einem Federbolzen 241 versehener Hebel 240 kann dazu verwendet werden, den
Kontaktdruck einzustellen. Die Rollen 234 werden dazu verwendet, die Bahn 10 an eine elektrische Vorspannung anzukoppeln.
Es wird erneut auf Figur 17 Bezug genommen; das Bremssystem der Blockierbahn 30 ist ähnlich dem vorstehend beschriebenen System
für die leitende Bahn. Der Vorrat 37 der Blockierbahn 30 wird durch eine Gruppe von Hysteresebremsen 247 gebremst, die so
eingestellt sind, daß eine Spannung zwischen 0,075 Kp und 0,15 Kp pro 2,54 cm (1 Zoll) Bahnbreite erzeugt wird, während sich der
Rollendurchmesser ändert. Es sind nur zwei Reibungs-Bahnbremsrollen
9 und 38 erforderlich, um die Spannung der Blockierbahn 30 auf das gewünschte Maß von etwa 0,45 Kp pro 2,54 cm (1 Zoll)
Bahnbreite anzulegen.
Es soll eine sehr eng ausbalancierte Spannung an der Bahn 30 aufrechterhalten werden, d.h. die Aufnahmespannung wird sehr
nahe an der Bremsspannung gehalten/ so daß nur minimale Kräfte dazu erforderlich sind, die Blockierbahn zu bewegen, und daß jedoch
kein Weiterrutschen während der Gerätewartezeit auftritt. Die Aufnahmespannung wird durch die Bahnantriebsrolle 36 der
Blockierbahn und durch die Aufnahmerolle 89 der Blockierbahn erzeugt. Die Aufnahmerolle 89 der Blockierbahn wird in derselben
Weise angetrieben wie die Aufnahmerolle der leitenden Bahn, d.h. mittels eines Drehmomentmotors 248, der von einem Radiussensor
gesteuert wird, um ein konstantes Spannungsniveau aufrecht zu erhalten. Die Bahnantriebsrolle 36 der Blockierbahn
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ist eine Reibungsantriebsrolle, die von einem Drehmomentmotor 249 angetrieben wird. Eö: Drehmomentmotor 249 kann entweder be-2üglich
des Drehmoments oder bezüglich der Drehgeschwindigkeit geregelt werden. Wenn das Drehmoment geregelt wird, so wird das
Spannungsniveau durch einen Radiusfühler auf der Vorratsrolle 37 der Blockierbahn 30 gesteuert, um eine Gleichgewichtsspannung
in der Blockierbahn 30 aufrecht zu erhalten, während sich der Radius des Vorrats ändert.
Die Papierbahn 60 wird ebenfalls im Gleichgewichtsspannungszustand
gehalten. Die Papierbahn-Vorratsrolle 110 wird ebenfalls mittels einer Gruppe Hysteresebremsen 250 gebremst, die für
die Vorratsrolle 11 der leitenden Bahn beschrieben wurde. Das
Drehmoment ist konstant, und die Spannung an der Papierbahn 60 ändert sich mit der Änderung des Durchmessers der Vorratsrolle.
Die Papierbahn-Antriebsrolle 91 ermöglicht sowohl Spannungs- als auch Geschwindigkeitssteuerung in der Papierbahn 60. Die Papierbahn-Antriebsrolle
91 ist ein elektrostatisches Antriebselement, welches die Spannung auf die Papierbahn 60 mittels elektrostatischer
Haftkräfte zwischen der Rolle 91 und der Papierbahn 60 überträgt. Ein Corotron 251 erzeugt die erforderliche Aufladung
für elektrostatische Haftwirkung. Der elektrostatische Bahnantrieb 91 wird mittels eines Drehmomentmotors 252 in derselben
Weise angetrieben wie die Antriebsrolle 36 der Blockierbahn. Der Drehmomentmotor 252 kann bezüglich seiner Drehgeschwindig-.
keit oder bezüglich seines Drehmoments geregelt werden. Wenn das Drehmoment geregelt wird, so wird dessen Höhe mittels eines Radiusfühlers
auf der Papierbahn-Vorratsrolle 110 gesteuert, um ein Gleichgewichtsmaß in der Papierbahn 60 aufrecht zu erhalten.
Die Haupt-.Lntriebsrolle 13 wird dazu verwendet, die leitende
Bahn 10 mit der gewünschten Bahngeschwindigkeit durch Reibungskontakt anzutreiben. Die P.elbungs-Bahnantriebsrolle 13 wird mittels
eines Gleichstrom-Servo-Drehmomentmotors 254 angetrieben,
dar mit einer u'achometerrückkopplung versehen ist und konstante.
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Geschwindigkeit aufweist. Der Drehmomentmotor 254 kann auch dazu verwendet werden, die Abtastung sowohl für Lichtundurchlässigkeitsals
auch für Transparenzoptik und um das zuvor beschriebene Nockenschaltersystem für die Gerätetaktfolge anzutreiben.
Ein Drehmomentmotor 249, der dazu verwendet wird, die Blockierbahn-Antriebsrolle 36 anzutreiben, ist ein Gleichstrom-Servomotor
mit Tachometerrückkopplung, wenn seine Geschwindigkeit geregelt wird. Die Papier-Bahnantriebsrolle 91
wird mittels eines Drehmomentmotors 252 angetrieben, der ebenfalls ein Gleichstrom-Servomotor mit Tachometerrückkopplung
ist, wenn seine Geschwindigkeit geregelt wird.
Wenn im Betrieb das Gerät eingeschaltet wird, so wird Strom an den Drehmomentmotoren 218 und 208 angelegt, die die Aufnahmevorrichtung
für die leitende Bahn antreiben, ebenso wie an den Motoren 248 und 249, die die Aufnahmevorrichtung der Blockierbahn
30 antreiben, und am Motor 252, der die Aufnahmevorrichtung der Papierbahn 60 antreibt. Die drei Bahnen werden unter
Spannung gesetzt. Die Bahnen bewegen sich nicht, nachdem sie unter Spannung gesetzt wurden. Die Drehmomentmotoren 249 und
252 für die Blockier- bzw. die Papierbahn befinden sich im Drehmomentregelzustand.
Wenn ein Abbildungszyklus beginnt, so wird die Bahnantriebsrolle 13 vom Motor 254 angetrieben, um die leitende Bahn auf die gewünschte Geschwindigkeit zu beschleunigen. Kurz danach wird der
Blockierbahn-Antriebsmotor 249 (durch Nockenschaltersteuerung) von Drehmoment- auf Geschwindigkeitsregelung umgeschaltet und
beschleunigt die Blockierbahn 30 bis auf eine Geschwindigkeit, die eng an die der leitenden Bahn angepaßt ist. Alle drei Bahnen
sind zu diesem Zeitpunkt voneinander getrennt und außer Berührung. Die leitende Bahn 10 wird mit Farbstoff versehen, und
es erfolgt die Auftragung. Während sich die Vorderkante des Farbstoffilms der Abbildungsrolle 32 nähert, wird die leitende
Bahn 10 in Berührung mit der Blockierbahn gebracht unter Bildung
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des Farbstoff-Bahn-Sandwichs, und der Blockierbahn-Antrieb wird mittels eines Schalters am Trennmechanismus für die Trennung
der leitenden von der Blockierbahn in Drehmomentregelungsbetrieb zurückgeschaltet. Während der Zeit, wo die Abbildung erfolgt
(bzw. die Bahnen miteinander in Berührung sind), wird die Blockierbahn 30 von der leitenden Bahn 10 durch Reibung zwischen
den Bahnen im Abbildungsrollenspalt angetrieben. Die erforderliche Antriebskraft wird wegen des Gleichgewichtsspannungszustandes
an der Blockierbahn niedrig gehalten. Nachdem das Bild erzeugt wurde, wird die leitende Bahn 10 von da: Blokkierbahn
30 getrennt, und der Blockierbahn-Antriebsmotor 249 wird erneut auf Geschwindigkeitsregelung umgeschaltet, wo dieser
verbleibt, bis der nächste Farbstöffilm sich der Abbildungsrolle 32 nähert oder das Nockenschalter-Taktsystem ein Signal
zur Zurückschaltung in Drehmomentregelung am Ende des Zyklus erzeugt und die Bahn angehalten wird.
Von der Abbildungsrolle 32 aus läuft die leitende Bahn 10 weiter an den Corotrons 58 und 66 vorbei, und während die Vorderkante
des neu erzeugten Bildes sich der Übertragungsrolle 80 nähert, wird der Papierbahn-Antriebsmotor 252 auf Geschwindigkeitsregelung
geschaltet (durch Nockenschalter-Taktsteuerung) und beschleunigt die Bahn 60 auf eine Geschwindigkeit, die eng an die
Geschwindigkeit der leitenden Bahn 10 angepaßt ist. Die leitende Bahn 10 wird dann an der Übertragungsrolle 80 in Berührung mitder
Papierbahn gebracht, und ein Schalter am Mechanismus zur Trennung der leitenden von der Übertragungsbahn bewirkt die
Rückkehr des Papierbahn-Antriebsmotors 252 in seinen Drehmomentregelungszustand.
Während der Zeit, wo die übertragung stattfindet, verbleibt der
Papierbahn-Antriebsmotor 252 im Drehmomentregelungsbetrieb, und die leitende Bahn 10 treibt die Papierbahn 60 durch Reibungsberührung
im Übertragungsspalt an. Die erforderliche Antriebskraft wird wegen des Gleichgewichtsspannungszustandes in der ·
Papierbahn niedriggehalten. Wenn die übertragung vollständig
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ist, so wird die leitende Bahn 10 von der Papierbahn 60 getrennt/ und der Papierbahn-Antriebsmotor 252 wird auf Geschwindigkeitsregelung
zurückgeschaltet. Während das rückständige Bild, falls ein solches vorhanden ist, die Übertragungsrolle
auf der leitenden Bahn 10 verläßt, wird diese angehalten. Die Papierbahn 60 läuft mit geregelter Geschwindigkeit weiter, bis
das übertragene Bild aus dem Gerät heraus ist, und ein Zeitverzögerungsrelais schaltet den Papierbahn-Antriebsmotor 252 auf
Drehmomentregelung zurück, wodurch die Papierbahn angehalten
wird. Das Gerät ist nun für den nächsten Zyklus bereit.
Es wird nun auf Figur 18 Bezug genommen, die ein vereinfachtes
Blockschaltbild des Servosteuerung-Antriebssystems 260 für die leitende Bahn zeigt. Die leitende, die Blockier- und die
Übertragungsbahn werden von im wesentlichen voneinander unabhängigen Servosteuerung-Antriebssystemen angetrieben. Die
Servoantriebssysteme arbeiten zum Transport der verschiedenen Bahnen zusammen, um Spannungen aufgrund von unterschiedlichen
Relativgeschwindigkeiten zwischen den zwei Bahnen zu eliminieren oder so gering wie möglich zu machen, während die Bahnen
durch mechanische Reibung und elektrische Haftkräfte zusammengehalten
werden. Der Motor uid die Last, die mit 261 bezeichnet sind, wird von einem Zweipol 262 gesteuert. Die Geschwindigkeitti/des
Motors wird von einem optischen Kodierer 263 ertastet, und das ertastete Signal wird an einem Frequenz-Spannungsumsetzer
(F-V) 264 zur Rückkopplung angelegt. Das Rückkopplungssignal aus dem Frequenz-Spannungsumsetzer 264 wird zur Stabilisierung
an eine Doppelleitung-Netzwerkschaltung 265 angekoppelt und von dort an einen Summierpunkt 266 zur Addition mit
einem Geschwindigkeitsreferenzsignal, wo ein Vergleich erfolgt, um das anzulegende Fehlersignal zu bestimmen.
Figur 19 ist an Blockschaltbild des Servo-Antriebssystems 270
für die Blockierbahn und die Papierbahn. Die Geschwindigkeit
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der Servoantriebe für Blockierbahn und Übertragungsbahn sind so eingestellt, daß die Lineargeschwindigkeit der Blockierbahn
und der Übertragungsbahn etwas niedriger ist als die Lineargeschwindigkeit der leitenden Bahn. Das Servo-Antriebssystem
270 ist im wesentlichen ein Hybridsteuerungssystem, das mittels
eines Schalters 271 zwischen Geschwindigkeits- und Drehmomentsteuerung umgeschaltet wird. Wenn die Bahnen durch den Trennmechanismus
während der Abbildung oder übertragung voneinander getrennt gehalten werden, so befindet sich das Hybridsteuerungssystem
270 im Geschwindigkeitsregelungszustand, und wenn die Bahnen während der Abbildung und übertragung miteinander in Berührung
sind, so befindet es sich im Drehmomentsteuerungszustand.
Der Motor und die Last 274 werden durch die Einrichtung 275 unipolar gesteuert. Der Stromfühler 276 ermittelt die Strombelastung
I, die in den Strom-Spannungsumsetzer (I-V) 277 eingekoppelt wird. Das Signal aus dem Strom-Spannungsumsetzer 277
wird zur Drehmoment-Referenzeinrichtung 272 zur Auffrischung während Geschwindigkeitsantrieb zurückgeführt. Die Geschwindigkeit
der Blockierbahn und der Papierbahn wird mittels eines optischen Kodierers 278 überprüft, und das ertastete Signal
wird einem Frequenz-Spannungsumsetzer (F-V) 279 zur Rückkopplung zugeführt. Das Signal aus dem Frequenz-Spannungsumsetzer
279 wird an ein Doppelleitungsnetzwerk 280 zur Stabilisierung. angelegt und zu einer Vergleicherschaltung geführt, um zur Bestimmung
des Fehlersignals mit einem Spannungsreferenzsignal 273 verglichen zu werden.
Figur 20 zeigt die Geschwindigkeits-Drehmomentkurve des Hybrid-Steuerungsantriebssystems
270. Jedesmal, wenn die Blockierbahn und die Papierbahn von der leitenden Bahn getrennt sind, so befinden
sie sich im Geschwind!gkeitsregelzustand, der von zwei
unabhängigen Servosystemen mit verschiedenen Geschwindigkeitsreferenzeinstellungen
το-1 und -a-2 gesteuert wird. Unter der An-
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nähme, daß die beiden Servosysteme identisch sind, erzeugt der
Antriebsmotor der leitenden Bahn ein Drehmoment (T) T1, wenn die Bahn mit der Geschwindigkeit 1 läuft, während der Antriebsmotor
der Blockierbahn 'oder der Papierbahn ein Drehmoment T2 erzeugt, während die Bahn mit der Geschwindigkeit -ttr 2
läuft. Die Geschwindigkeiten uri und -cc2 liegen sehr nahe beieinander.
Immer wenn zwei Bahnen miteinander in Berührung sind, beispielsweise
die leitende Bahn und die Blockierbahn, so befindet sich das Blockierbahn-Servoantriebssystem im Drehmomentregelungszustand.
Falls genügend elektrostatischer Druck und Reibung zwischen den beiden Bahnen vorhanden ist,' um den geringen Fehlbetrag
des Drehmoments, das von dem Blockierbahn-Drehmomentsteuerungssystem erzeugt wird, auszugleichen, so bewegen sich die
beiden Bahnen mit derselben Lineargeschwindigkeit. Wenn bei dem Vorgang der Herstellung der Berührung zwischen der leitenden
und der Blockierbahn die Berührung erfolgt, bevor das Blockierbahn-Antriebssystem
auf Drehmomentregelung umgeschaltet wurde,
so wird die Lineargeschwindigkeit der Blockierbahn ohne Widerstand aus dem Blockierbahn-Steuerungssystem auf diejenige der
leitenden Bahn gebracht. Dies liegt daran, daß das Blockierbahn-Servosystem
ein unipolares Steuersystem ist. Der Motor "sieht" das negative Fehlersignal nicht. Wenn die Blockierbahn
von außen angetrieben wird und mit einer höheren Geschwindig-'· keit läuft als mit der eingestellten Höchstgeschwindigkeit, so
sinkt das von dem Blockierbahn-Antriebsmotor erzeugte Drehmoment auf Null ab. Da der Antrieb der leitenden Bahn eine zusätzliche
Belastung zum Ziehen der Blockierbahn ermittelt, vergrößert sich das von dem leitenden Antriebsmotor entwickelte Drehmoment von
T1 auf T3 bzw. T1 + T2.
Bevor die leitende Bahn und die Blockierbahn zusammengebracht werden, kann das erforderliche Drehmoment T2, das von dem Blok-
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kierbahn-Antriebsmotor entwickelt wird, ertastet und in dem
Drehmomentreferenz-Auffrischungskreis gespeichert werden. Stattdessen kann eine feste Drehmomentreferenz verwendet werden.
Wenn die Haftkräfte zwischen den Bahnen so sind, daß die leitende
Bahn die Blockier- oder Übertragungsbahn in Abwesenheit von einer spezifischen gesteuerten Antriebskraft antreiben kann,
die an der Blockier- bzw. Ubertragungsbahn angelegt wird, so
ist zu beachten, daß keine Umschaltung von Geschwindigkeitsauf Drehmomentregelung erforderlich ist. Es ist ferner ersichtlich,
daß, wenn die Lineargeschwindigkeit der voneinander getrennten Blockier- und Übertragungsbahnen, die von einem unipolaren
Servoantrieb angetrieben werden, etwas niedriger ist als die Lineargeschwindigkeit der leitenden Bahn mit bipolarem Antrieb,
wenn die Bahnen sich berühren, der bipolare Servoantrieb die unipolaren Servoantriebssysteme der Blockierbahn oder der
Übertragungsbahn überlaufen können, ohne daß irgendein Widerstand angetroffen wird.
Nachdem die beiden Bahnen zusammengebracht wurden und das Blockierbahn-Antriebsystem auf Drehmomentsteuerung geschaltet
wurde, entwickelt der Blockierbahn-Antriebsmotor ein Drehmoment T2. Da das Drehmoment T2 den Blockierbahn-Antriebsmotor nur mit
der Geschwindigkeit vj-2 antreiben kann und der Blockierbahn-Antriebsmotor
tatsächlich mit der Geschwindigkeit o>1 läuft, muß
der Antrieb der leitenden Bahn also ein Drehmoment T4 entwikkeln, welches T1 + ΔΤ beträgt.
Die Größe λΤ ist das zusätzliche Drehmoment, das von dem Antrieb
der leitenden Bahn entwickelt wird, um die Blockierbahn anzutreiben, so daß diese mit der Geschwindigkeit -tc-1 läuft, obwohl
das Blockierbahn-Antriebsystem nur mit der Geschwindigkeit uj-2
laufen kann. Die Größe -ΔΤ bestimmt ferner die Größe der Haftkraft,
die erforderlich ist, um die zwei Bahnen ohne Schlupf gegeneinander zu halten.
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. 26U130
Es wird nun auf Figur 21 Bezug genommen, die eine Seitenansicht im Schnitt einer Ausführungsform des Verfahrens zur Vorspannung
der leitenden Bahn zeigt. Es wird daran erinnert, daß die leitende Bahn 10 geerdet (ock: elektrisch vorgespannt) ist, und
zwar sowohl während des Abbildungs- als auch während des Übertragungsverfahrensschrittes.
Es können Erdungsrollen 301, die angrenzend an eine Gegenrolle 302 angeordnet sind, direkt vor
der Abbildungs- und der Übertragungszone vorgesehen sein. In
diesem Falle sind die Erdungsrollen oder Kontaktbürsten 301 in Eingriff mit der leitenden Oberfläche 2 außerhalb des gefärbten
Bereiches, bzw. Bildformatbereiches. Die Rollen 301 sind auf Trägerstäben 301, die von Erdungsblöcken 304 gehalten werden,
so gelagert, daß sie mit der Bahnoberfläche in Eingriff gelangen. Die Erdungsblöcke 304 sind mit Bügeln 305 verbunden, die
die Verbindung zum Maschinenrahmen herstellen.
Die Erdungsrollen 301 und die Gegenrolle 302 können an einer Stelle vor der Färbstation angeordnet sein, um die leitende
Bahn 10 während der Abbildungsfolge zu erden. Ferner können die Erdungsrollen und die Gegenrolle außerhalb der Übertragungszone
angeordnet sein, um die leitende Bahn während der übertragung zu erden.
Es wird nun auf Figur 22 Bezug genommen, die eine teils im Schnitt wiedergegebene Seitenansicht des Abbildungsrollen- und
Erdungsmechanismus nach dieser Erfindung zeigt. In manchen Fällen soll der Gesamtwiderstand der leitenden Bahn zur Erde so
klein wie möglich gehalten werden. Hierzu wird eine Kombinationsvorspannungs- und Abbildungsrolle 320 verwendet, um die Strecke
bis zur Masse auf etwa 6,3 mm (1/4 Zoll) zu verkürzen und dadurch eine ausgezeichnete Erdung nahe der Abbildungszone zu erzeugen
.
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Die Rolle 320 ist mit Isolatorringen 321 versehen, die konzentrisch
zur Welle 322 der Rolle verlaufen. Die Welle 322 ist mit der elektrischen Potentialquelle 323 gekoppelt, die dazu verwendet
wird, die hohe Abbildungsspannung am Kern der Abbildungsrolle anzulegen. Die Abbildungsrolle 320 ist aus leitendem Material
gebildet, vorzugsweise nichtmagnetischer rostfreier Stahl. Die Rolle ist mit eingearbeiteten Rillen 324 versehen.
Die Blockierbahn 10 erstreckt sich über die Ränder der Blockierbahn hinaus zu den Metallabschlußmanschetten 325. Die leitende
Bahnoberfläche 2 steht in Berührung mit den Metallmanschetten, die durch die Bürsten 326 geerdet werden, welche auf Stäben 327
montiert sind, die innerhalb der Blöcke 328 gelagert sind.
Die Abbildungsrolle 320 ist zwar als Rolle gezeigt, in manchen Fällen kann sie jedoch die Form einer gebogenen Vorrichtung
aufweisen, die aus leitendem Material einschließlich leitendem Gummi gebildet ist.
Es wird nun auf Figur 23 Bezug genommen, in der ein vereinfachtes,
teils schematisches Blockschaltbild der elektrischen Schaltung zur Stromverteilung für das photoelektrophoretische Bahnantrieb-Abbildungsgerät
gezeigt ist.
An die elektrische Stromversorgung des elektrophoretischen Bahnantriebs-Abbildungsgerätes werden im wesentlichen vier verschiedene
Anforderungen gestellt. Diese umfassen eine Hochspannungsversorgung und -steuerung 330, eine Niederspannungsversorgungssteuerung
332, eine Lampenstromversorgung 338 und eine
Fixier- und Hitzestromversorgungssteuerung 336.
Die Hochspannungs-Stromversorgungssteuerung 330 wird dazu verwendet,
die vier Corotrons 43, 58, 66 und 251 und das Scorotron 27 mit Strom zu versorgen. Das photoelektrophoretische Bahnvorrichtungs-Abbildungsgerät
benötigt ferner hohe Gleichspannungen an der Abbildungsrolle 32 und an der Ubertragungsrolle 80. Diese
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Spannungen können in der gemeinsamen Stromquelle 330 erzeugt
werden, die ein gemeinsam verwendetes Wandlersystem mit Regelung für jeden Ausgang aufweist.
Die Niederspannungsversorgung und -steuerung 332 wird dazu verwendet,
Strom an den Servomotoren anzulegen, die alle diese Art von Stromversorgung benötigen. Die Niederspannungsversorgung
und -steuerung 332 liefert ferner die Leistung für einen Färbmotor und eine Kupplung 350, die Bildtrenneinrichtung 352 und
den übertragungs-Trennmotor 356. Die Niederspannungsversorgung
und -steuerung 332 führt Strom an den Motor 252, der den elektrostatischen
Bahnantrieb 91 und den Abtastmotor 345 antreibt. Die Niederspannungsversorgung und -steuerung 332 wird auch dazu
verwendet, die Aufnahmemotoren 218 und 248 (siehe Figur 17) mit Strom zu versorgen.
Die Lampenstromversorgung 338 liefert Strom für den Projektor und die Lampe 143, während die Fixier- und Warmesteuerungsstromversorgung
336 dazu verwendet wird, die Fixierstation 9~ mit Leistung zu versorgen.
Die Funktionen und Abläufe in dem photoelektrophoretischen Gerät erfordern eine genau taktgesteuerte Betätigung synchron mit
der leitenden Bahn. Die Logik zur Taktsteuerung und Betätigung ist in dem Logik- und Steuersystem 334 vorgesehen, das von der
Niederspannungsversorgung und -steuerung 332 mit Strom versorgt wird. Die Logikfunktionen werden sämtliche durch Verwendung eines
einsteckbaren Systems mit Stromkontakten A bis 0 ausgeführt.
Es wird nun auf Figur 24 Bezug genommen, in der eine isolierte Perspektivansicht des Mechanismus gezeigt ist, der zur Erhöhung
der Reibungskraft zwischen den dünnen Bahnen an der Abbildungs-
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und an der Übertragungsrolle in dem photoelektrophoretischen Bahnvorrichtungs-Abbildungsgerät verwendet wird.
Das photoelektrophoretische Verfahren ist besonders empfindlich gegenüber jeglicher Relativbewegung zwischen den Bahnen während
der Abbildungs- und Ubertragungsschritte. Der photoelektrophoretische
Farbstoff, der an der Abbildungsrolle sandwichartig zwischen den Bahnen angeordnet ist, und das erzeugte Bild an
der Übertragungsrolle wirkt als Schmierstoff und tendiert dazu, die Reibungskraft zwischen den Bahnen auf einen Wert nahe Null
zu reduzieren. Daher ist eine zusätzliche Bahnbreite vorgesehen, damit ein kleiner trockener Bereich auf jeder Seite der Bildbzw,
ubertragungszone vorhanden sein kann, wo eine Bahn eine
Reibungskraft ohne Schlupf auf die andere Bahn ausüben kann. Die Kraft kann jedoch durch die Geometrie des Spalts und durch die
Bahnspannungserfordernisse des Verfahrens begrenzt werden, die die normale Kraft zwischen den Bahnen steuern.
Zur Erhöhung der Reibungskraft im trockenen Bereich auf beiden Seiten der Bild- bzw. Ubertragungszone sind mit Federn belastete
Druckräder oder Rollen X vorgesehen, um auf dem Färbstoff-Bahnoder
Bild-Bahn-Sandwich und der Rolle im trockenen Bereich auf einer oder auf beiden Seiten der Bild- oder ubertragungszone y
zu laufen.
Eine Feder 410 erzeugt eine normale Kraft von etwa 2,27 Kp (5 Ib)
an den Druckrollen X gegen das "Bahnsandwich". Die Druckrollen
X sind auf Armen 411 gelagert, die auf einer Welle 412 festgeschlossen
sind. Die Welle 412 dreht sich in Richtung des Pfeiles, damit die Druckrollen X während der Bahntrennung in Richtung der
Pfeile angehoben werden können.
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Es wird nun auf Figur 25 Bezug genommen, in der ein zum Teil
schematisches Diagramm einer-anderen bevorzugten Ausführungsform des synchronen Motorantriebssystems für das photoelektrophoretische
Bahnantriebsgerät gezeigt ist. Um das Bahnantriebssystem weiter zu vereinfachen, kann das gesamte Bahnantriebssystem
von einem Synchronmotor mit einem geeigneten Getriebe und einer Reihe von Taktsteuerungsriemen und Rädern angetrieben
werden, um die geeigneten Geschwindigkeiten der Bahnen zu erzeugen und die Geschwindigkeit der beiden Bahnen an der Abbildungsrolle
und an der Übertragungsrolle zu synchronisieren.
Der Synchronmotor 444 mit Getriebe 446 treibt die Aufnahmerollen 450 und 464 der leitenden und der Blockierbahn und den Aufnahmebahnantrieb
454 der leitenden Bahn an, und zwar jeweils über übersteuerte Kupplungen 451, 465 und 455. Die übersteuerten
Kupplungen 451, 465 und 455 können Hysterese- oder Magnetteilchenkupplungen
sein, die ein veränderliches Drehmoment erzeugen können. Das Drehmoment an der Aufnahmerolle 450 der leitenden
Bahn und an der Aufnahmerolle 464 der Blockierbahn kann durch Radiusfühler 452 gesteuert werden, die auf den Aufnahmerollen
laufen, während das Drehmoment am Aufnahmeantrieb 454 der leitenden Bahn fest ist. Der Synchronmotor 444 treibt ferner eine
Färbeinrichtungsnockenwelle 456 und eine Bahntrennungsnocken-. welle 458 jeweils über Kupplungen 457 und 459 für eine einzelne
oder halbe Drehung an. Der Antrieb 448 der leitenden Bahn wird mit konstanter Geschwindigkeit über eine eMetromagnetische Kupplung
449 während des gesamten Maschinenzyklus angetrieben und steuert die Geschwindigkeit der Bahnen.
Der Antrieb 460 der Blockierbahn und der Übertragungsbahnantrieb 466 können in zwei verschiedenen Weisen angetrieben werden,
Einmal kann ein konstantes Drehmoment durch die übersteuerten
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Kupplungen 462 und 468 geliefert werden, die beispielsweise vom Hysterese- oder Magnetteilchentyp sind. Dieses Drehmoment
wird so eingestellt, daß es eine Gleichgewichtsspannung in der Blockierbahn und in der tibertragungsbahn erzeugt. Während des
Abbildungsschrittes wird die Blockierbahn von der leitenden Bahn durch Berührung an der Abbildungsrolle angetrieben, und während
des ÜbertragungsSchrittes wird die Papierbahn von der leitenden
Bahn durch Berührung an der tibertragungsrolle angetrieben. Zweitens
werden während der Bahntrennung die Blockierbahn und die Papierbahn zwischen den Abbildungs- oder Übertragungsschritten
vom Motor 444 und dem Getriebe 446 über die elektromagnetischen Kupplungen 461 und 467 mit konstanter Geschwindigkeit angetrieben,
die jeweils mit dem Blockierbahn-, und Übertragungsbahn-Antrieb
460 und 466 verbunden sind. Die elektromagnetischen Kupplungen 461 und 467 sind in dem Maschinenzyklus eingerückt, wenn
die leitende Bahn und die Blockierbahn oder die leitende Bahn und die Papierbahn getrennt sind. Umgekehrt sind die elektromagnetischen
Kupplungen 461 und 467 ausgerückt während des Abbildungs- oder Übertragungsschrittes und während die Bahnen an
der Abbildungs- oder Übertragungsrolle einander berühren. Da die Spannung in den Bahnen eng ausbalanciert ist, sind die Belastungsänderungen
am Motor 444 sehr klein, wenn die elektromagnetischen Kupplungen eingerückt werden.
Es leuchtet ferner ein, daß es ebenfalls möglich ist, ein Dokument-
oder Diaprojektor-Abtastsystem mit dem Synchronantriebsmotor 444 und dem Getriebe 446 in ähnlicher Weise anzutreiben.
Dieses synchrone Antriebssystem ermöglicht es somit, daß zwei oder mehr Bahnen von einem gemeinsamen Motor 444 (und einem Getriebe
446) unabhängig voneinander mit nahe aneinander angepaßten Geschwindigkeiten angetrieben werden, wenn sie getrennt sind.
Wenn die Bahnen während der Abbildung oder übertragung in Berührung
gebracht werden, so treibt die leitende Bahn die Blockieroder Übertragungsbahn ohne Relativbewegung zwischen den beiden
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Bahnen über Reibungskontakt an. Der Synchronmotor 444 und .das
Getriebe 446 ermöglichen ferner eine Antriebssteuerung zur Spannung jeder Bahn und ermöglichen Hilfsantriebsfunktionen, wie
beispielsweise der Antrieb der Projektorabtasteinrichtung.
Die Folge der Arbeitsgänge in dem photoelektrophoretischen Bahnvorrichtungs-Abbildungsgerät
läuft folgendermaßen ab:
Im Bereitschaftszustand ist die Vorratsrolle der leitenden Bahn, die zur Herstellung der gewünschten Kopien adäquat ist, vorhanden.
Die Vorratsrolle der leitenden Bahn wird durch die einstellbaren Hysteresebremsen bei konstantem Drehmoment gebremst,
wodurch die von der Vorratsrolle ablaufende Bahn unter eine geringe Spannung gesetzt wird. Der Blockierbahnvorrat, der zur
Herstellung der gewünschten Kopien adäquat ist, ist ebenfalls vorhanden. Die Blockierbahn-Vorratsrolle ist ebenfalls mit Hysteresebremsen
.versehen (die mit Radiusfühlern gesteuert werden, um in derselben Weise wie für die leitende Bahn die Spannung
aufrecht zu erhalten). Die Vorratsrolle für die Übertragungsbzw. Papierbahn, die für die gewünschte Kopienzahl ausreichend
ist, ist ebenfalls vorhanden. Die Papiervorratsrolle wird ebenfalls mittels Hysteresebremsen gebremst.
Die leitende Bahn wird mit konstanter Geschwindigkeit durch die Bahnantriebsrolle angetrieben, die wiederum von dem Drehmomentmotor
angetrieben wird. Die Aufnahmerolle der leitenden Bahn wird von einem Drehmomentmotor für veränderliches Drehmoment an
der Aufnahmerolle angetrieben. Stattdessen kann die Aufnahmerolle für die leitende Bahn auch durch einen elektrostatischen
Bahnantrieb ersetzt werden, der mit einem Drehmomentmotor zur Erzeugung einer Ausgangsgröße mit konstantem Drehmoment angetrieben
wird. Die Aufnahmerolle der Blockierbahn wird in derselben Weise angetrieben wie die Aufnahmeeinrichtung für die leitende Bahn,
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um ein konstantes Spannungsniveau aufrecht zu erhalten. Der
Papierbahnantrieb ist ein elektrostatischer Bahnantrieb, der über elektrostatische Haftwirkung Spannung auf die Bahn überträgt.
Die Spannung an der Papierbahn ändert sich mit der Änderung des Durchmessers der Vorratsrolle.
Wenn zu Anfang der Strom, eingeschaltet wird, so wird den Drehmomentmotoren
Strom zugeführt, wodurch die drei Bahnaufnahmeeinrichtungen angetrieben werden und die drei Bahnen unter Spannung
gesetzt werden. Zu Beginn des photoelektrophoretischen Abbildungsprozesses wird die leitende Bahn auf die gewünschte Abbildungsgeschwindigkeit
beschleunigt. Die Färbeinrichtung beginnt mit der Auftragung des Farbfilms auf der Oberfläche der leitenden
Bahn mit der gewünschten Farbfilmdicke und -länge. Wenn die leitende Bahn die Verladestation erreicht, so legt das Auftragungsscorotron
die Vorladungsspannung an der Farbschicht an. Die Höhe
des an dem Scorotron anzulegenden Potentials hängt ab von den Eigenschaften der in dem System verwendeten photoelektrophoretischen
Farbe. Wenn eine photoelektrophoretische Abbildungssuspension mit besonderen Eigenschaften verwendet wird, so legt das
Scorotron eine hohe Ladung an, was zur vollständigen Pigmentauftragung führt. Wenn photoelektrophoretische Farbe mit anderen
Eigenschaften verwendet wird, so wird eine etwas niedrigere Ladung vom Scorotron angelegt und bewirkt keine vollständige Pigmentauftragung.
Bevor der Farbstoffilm die Abbildungsstation erreicht, wird der
Blockierbahn-Antriebsmotor (durch Nockenschalter-Taktsteuerung) auf Geschwindigkeitsregelung geschaltet-und beschleunigt die
Blockierbahn, so daß ihre Geschwindigkeit an die der Injektionsbahn angepaßt wird. Die Blockierbahn wird der Hochspannung des
Corotrons ausgesetzt, kurz bevor sie in die Abbildungszone eintritt,
damit sie gegen Streufelder abgesichert ist. Während sich die Vorderkante des Farbstoffilms, der auf der Injektionsbahn
getragen wird, der Abbildungsrolle nähert, wird der Bahntrennungsmechanismus
durch das Nockenschalter-Taktsteuerungssystem ge-
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schlossen, so daß die Bahnen an der Abbildungsrolle in Berührung
miteinander gelangen, um im Spalt das "Farbstoff-Bahn-Sandwich" zu bilden. Der Blockierbahn-Antriebsmotor wird mittels eines
Schalters am Trennungsmechanismus auf Drehmomentregelung zurückgeschaltet. Die Abbildungsspannung wird dann an der Abbildungsrolle angelegt, während der Farbstoffilm über die Abbildungsrolle
gelangt und während das optische Abtastbild aus dem Transparenzoder Lichtundurchlässigkeits-Eingabeoptiksystem auf die Abbildungszone
projiziert wird. Die Abbildungsspannung kann mittels
einer Programmiereinrichtung rampenförmig gesteuert v/erden, damit die Spannung auf den gewünschten Betriebswert angehoben werden
kann, während der Abbildungseintrittsspalt mit Flüssigkeiten gefüllt wird.
Die Haupt-Bahnantriebsrolle treibt die leitende Bahn durch Reibungskontakt
mit der gewünschten Bahngeschwindigkeit an. Der Reibungsantrieb witd mittels des Gleichstrom-Servomotors angetrieben,
der auch die Abtastung für die Lichtundurchlässigkeits- und Transparenzoptik und das Nockenschalter-Taktsteuerungssystem antreibt.
Während der Zeit, wo die Bahnen im Spalt miteinander in Berührung sind, wird die Blockierbahn von der leitenden Bahn
durch Reibungskraft zwischen den Bahnen angetrieben. Nachdem das Bild erzeugt wurde, wird die leitende Bahn von der Blockierbahn
getrennt, und der Blockierbahn-Antrieb kehrt zur Geschwindigkeitsregelung zurück, bis der nächste Farbstoffilm sich der Abbildungsrolle nähert oder ein Nockenschaltersignal ihn am Ende des Zyklus
auf Drehmomentregelung zurückschaltet und die Bahn angehalten wird. Während der Zeitspanne, wo· die Bahnen getrennt und außer
Berührung sind, wird der aufgebaute Flüssigkeitswulst am Eintrittsspalt durch die leitende Bahn durch die Abbildungszone hindurch
geleitet.
Das Nockenschalter-Taktsteuerungssystem arbeitet so, daß es gleichzeitig ablaufende photoelektrophoretische Verfahrensschritte der Färbung, Abbildung und übertragung ermöglicht. Wenn
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der Abbildungsverfahrensschritt für einen Farbstoffilm vervollständigt
ist, so wird der nächste darauffolgende Farbstoffilm
auf der leitenden Bahn aufgebracht.
nachdem der Abbildungsschritt und die Entwicklung stattgefunden
haben, kann der Farbstoff auf der leitenden Bahn mit dem Corotron entladen und dann wieder aufgeladen werden. Stattdessen
kann auch abhängig von den Eigenschaften des verwendeten Farbstoffes der Sntladungsschritt fortgelassen werden und der Farbstof
film nur wieder aufgeladen werden. Wenn die Vorderkante des photoelektrophoretischen Bildes auf der leitenden Bahn sich der
übertragungszone nähert, so wird der Papierbahn-Antriebsmotor
auf Geschwindigkeitsregelung mittels Nockenschalter-Taktsteuerung geschaltet, um die Papierbahn auf eine Geschwindigkeit zu
beschleunigen, die nahe an der Geschwindigkeit der leitenden Bahn liegt. Der übertragungseingriffmechanismus wird mittels
sines Nockenschalters betätigt? ταιη die leitende Bahn an der überüragungsrolle
nait der Papierbahn in Berührung zu bringen, und ein Schalter am Übertragungs-Trennmechanismus schaltet den Papierbahn-Antriebsmotor
auf Drehmomentregelung zurück.
Wenn der Übertragungsschritt vervollständigt ist, so wird der
nächste darauffolgende Farbstoffilm belichtet, und gleichzeitig damit wM ein weiterer Farbstoffilm auf der leitenden Bahn aufgebracht.
Der gleichzeitig erfolgende Ablauf der photoelektro-·
phoretischen Verfahrensschritte ergibt eine Einsparung des Bahnmaterials
zur Reduzierung der Kosten und Verbesserung des Geräteausstoßes.
Vor dem übertragungsschritt wird die Fluidmittel-Injektionsvorrichtung,
die am Eingang der übertragungszone vorgesehen ist, dazu verwendet, ein Luftzusammenbruchsmedium an dem aufgetragenen'
Bild anzuwenden, um auf Luftzusammenbrüche zurückzuführende Fehlstellen auszuschalten. Eine Fluidmitte!-Injektionsvorrichtung
kann auch am Eingangsspalt der Abbildungszone Anwendung finden, und das Medium zur Abschwächung von LuftZusammenbrüchen
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26H130
wird am Eingangsspalt vor dem Abbildungsschritt angewendet.
Während der Zeit, wo die übertragung stattfindet, verbleibt der
Papierbahn-Antriebsmotor im Drehmomentregelungszustand, und die
leitende Bahn treibt die Papierbahn durch Reibungskontakt im Übertragungsspalt an. Wenn der Übertragungsschritt abgeschlossen
ist, so wird der Übertragungs-Trennungsmechanismus mittels des Nockenschalter-Taktsteuerungssystems betätigt, und der Papierbahn-Antriebsmotor
wird auf Geschwindigkeitsregelung zurückgeschaltet. Die leitende Bahn und die Papierbahn werden kurzzeitig
voneinander getrennt. Dadurch kann ein Flüssigkeitswulst, der sich am Eingangsspalt ansammeln kann, aus der Übertragungszone herausgeleitet werden.
Das übertragene Bild auf der Papierbahn wird zur Fixierstation transportiert, um das Bild aufzuschmelzen, und dann zur Papieraufnahmerutsche.
Es kann eine Zuschneidestation vorgesehen sein, um die Kopie auf die gewünschte Größe zurechtzuschneiden. Die
leitende Bahn und die Blockierbahn werden von den Bahnantrieben auf mit Flanschen versehene Rückwickelspulen gebracht. Die Rückwickelspulen
sind entfernbar und werden von getrennten Antriebsmotoren angetrieben. Die Ausgangsdrehmomente der Motoren für
die Rückwickelspulen werden durch Gegenkopplung von den Radiusfühlern aus gesteuert.
Die Rückwickelspule der leitenden Bahn kann durch den elektrostatischen
Bahnantrieb ersetzt werden, der dann zu verwenden ist, wenn das Bild auf der leitenden Bahn aufbewahrt oder untersucht
verden soll. Der elektrostatische Bahnantrieb der leitenden
Bahn wird von einem Dre'momentmotor angetrieben, der auf ein konstantes
Drehmoment eingestellt ist, das ausreicht, um die Reibung des Systems zu überwinden und die Bahn zu beschleunigen.
Die leitende Oberfläche der Bahn ist geerdet, und eine pulsierende Spannung wird an der Bahnantriebsrolle angelegt, um die
Bahn an die Rolle anzuheften.
6098.46/08S7
Claims (7)
- 26ΊΑ130Die vorstehend beschriebenen Schritte der Folge werden für Vielfachkopien wiederholt. Beim Beginn der letzten Kopie, nachdem der letzte erforderliche Farbstoffilm aufgetragen wurde/ schaltet die Logiksteuerung des Gerätes die Färbeinrichtung ab/ bis ein neuer Lauf eingeleitet wird. Nachdem die letzte Kopie abgebildet wurde, bleibt der Trennungsmechanismus offen in Bereitschaftsstellung, und der Blockierbahnantrieb wird angehalten. Nach der letzten Übertragung bewegt die übertragungs-Trenneinrichtung die Übertragungs-Eingriffsrolle in Bereitschaftsstellung, wodurch die leitende Bahn und die Papierbahn voneinander getrennt werden. Während das rückständige Bild, falls ein solches vorhanden ist, auf der leitenden Bahn aus der Übertragungsrolle austritt, wird die leitende Bahn angehalten. Die Papierbahn läuft mit Geschwindigkeitsregelung weiter, bis das übertragene Bild aus dem Gerät heraus ist, und ein Zeitverzögerungsrelais schaltet den Papierbahn-Antriebsmotor auf Drehmomentregelung zurück, wodurch die Papierbahn angehalten wird.Bei der Alternativausführungsform des Gerätes erfolgen die photoelektrophoretischen Verfahrensschritte des Färbens, der Auftragung, der Abbildung und der Übertragung getrennt und mit unterschiedlicher Zeitfolge. Zunächst wM die leitende Bahn mit Farbstoff versehen, und die gefärbte Bahn wird zur Abbildungszone transportiert. Der Farbstoffilm wird dem Auftragungsschritt ausgesetzt und wird zur Abbildung in die Abbildungszone geführt. Das auf der leitenden Bahn erzeugte Bild wird entladen und wieder aufgeladen oder stattdessen wieder aufgeladen, bevor die Übertragung erfolgt. Die Fluidmittel-Injektionsvorrichtung, die am Abbildungsspalteingang und am Übertragungsspalteingang vorgesehen ist, kann dazu verwendet werden, ein Medium zur Abschwächung von Luft Zusammenbrüchen im Abbildungs- und im Übertragungsspalt vor der Abbildung und Übertragung anzuwenden. Wenn der Übertragungsverfahrensschritt abgeschlossen ist, so wird der nächste darauffolgende Farbstoffilm auf der leitenden Bahn aufgetragen/ und die vorhergehenden Schritte der Folge v/erden für Vielfachkopien wiederholt.609846/0867-63- 26U130PatentansprücheBahnantriebs-Servosteuerungssystem zur Steuerung der Geschwindigkeit von wenigstens zwei Bahnen, gekennzeichnet durch eine erste Servosteuerungseinrichtung zur Steuerung der Fortschreitungsgeschwindigkeit von wenigstens einer Bahn (10) mit einer ersten Servomotoreinrichtung (261) zum Antreiben der ersten Bahn (10) mit geregelter Geschwindigkeit und einer bipolaren Steuerung (262) zur Regelung der Geschwindigkeit der ersten Servomotoreinrichtung (261) dergestalt, daß die erste Bahn (10) mit einer gewünschten Lineargeschwindigkeit angetrieben wird, undeine zweite Servosteuerungseinrichtung zur Regelung der Fortschreitungsgeschwindigkeit einer zweiten Bahn (30) mit einer zweiten Servomotoreinrichtung (274) sum Antrieb der zweiten Bahn (30) mit einer geregelten Geschwindigkeit und mit einer unipolaren Steuerung (275) zur Regelung der Geschwindigkeit der zweiten Servomotoreinrichtung (274) dergestalt, daß die zweite Bahn (30.) mit einer Lineargeschwindigkeit angetrieben wird, die etwas weniger beträgt als die Lineargeschwindigkeit der ersten Bahn (10).
- 2. Bahnantriebs-Servosteuerungssystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Bahn-Trennungseinrichtung (85) zur Führung der fortschreitenden Bahnen (10, 30) in Berührung miteinander und zur anschließenden Trennung der Bahnen außer Berührung miteinander.
- 3. Bahnantriebs-Servosteuerungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Servosteuerungseinrichtung eine Schaltereinrichtung (271) zur Umschaltung zwischen einer Geschwindigkeits- und einer Drehmoment-Referenzbetriebsweise umfaßt.609846/0867" 64 " 26U1
- 4. Bahnantriebs-Servosteuerungssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung immer dann auf Geschwindigkeitsreferenz geschaltet wird, wenn die Bahnen von der Bahn-Trennungseinrichtung voneinander entfernt gehalten werden.
- 5. Bahnantriebs-Servosteuerungssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung immer dann auf Drehmomentreferenz geschaltet wird, wenn die Bahnen mittels der Bahn-Trennungseinrichtung miteinander in Berührung gebracht werden, wodurch die Geschwindigkeit der zweiten Servomotoreinrichtung (274) erhöht und an die Geschwindigkeit der ersten Servomotoreinrichtung (261) angepaßt wird, so daß die zwei Bahnen (10, 30) mit praktisch derselben Lineargeschwindigkeit weitergeführt werden, und daß die zweite Bahn (30) von der ersten Bahn (10) durch Reibungskontakt zwischen den Bahnen angetrieben wird.
- 6. Bahnantriebs-Servosteuerungssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Servomotoreinrichtung (261) einen Gleichstrom-Drehmomentmotor umfaßt, der mit Tachometer-Rückführung bei konstanter Geschwindigkeit versehen ist.
- 7. Bahnantriebs-Servosteuerungssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Servomotoreinrichtung (274) einen Gleichstrom-Drehmomentmotor umfaßt, der mit Tachometer-Rückführung versehen ist, wenn er in Geschwindigkeits-Referenzbetriebsweise betrieben wird.609846/0BB7
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