DE1265462B - Elektrostatischer Datenschreiber - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

G06k

Deutsche Kl.: 42 m6 -15/14

Nummer: 1265 462

Aktenzeichen: O 9813IX c/42 m6

Anmeldetag: 2. Dezember 1963

Äuslegetag: 4. April 1968

Die Erfindung betrifft einen elektrostatischen Datenschreiber mit einem Aufzeichnungskopf für mehrere Schreibspuren, wobei für jede Schreibspur auf derselben Seite des Aufzeichnungsträgers mehrere wenigstens eine Druckelektrode aufweisende und mit Impulsen zur Erzeugung einer latenten Aufzeichnung beaufschlagte Elektroden und auf der gegenüberliegenden Seite des Aufzeichnungsträgers eine plattenförmige Gegenelektrode angeordnet sind.

Solche Anordnungen sind bereits bekannt. So ist z. B. im »Taschenbuch der Nachrichtenverarbeitung«, 1962, S. 745, 746, eine Anordnung beschrieben, bei der ein Papierstreifen als Aufzeichnungsträger zwischen einem aus Metallstiften bestehenden Aufzeichnungskopf einerseits und einer plattenförmigen Gegenelektrode hindurchgeführt wird.

Weiterhin sind Anordnungen bekannt, bei denen auf einer Seite des Aufzeichnungsträgers zwei Elektroden nebeneinander angeordnet sind, deren eine als Druckelektrode und deren andere als Auslöseelektrode dient. Jeder Elektrode ist eine eigene Spannungsquelle zugeordnet, deren anderer Pol, wie die plattenförmige Gegenelektrode, geerdet ist. Dabei werden beide Elektroden gleichzeitig, jedoch mit entgegengesetzter Polarität, mit Impulsspannungen beaufschlagt.

Derartige Anordnungen sind z. B. der deutschen Patentschrift 1 097 456 und der französischen Patentschrift 1 224 349 zu entnehmen. Nachteilig ist dabei jedoch der hohe Aufwand, da für jede Elektrode ein separates Hochspannungsversorgungsteil vorgesehen sein muß.

Ferner ist bekannt, z. B. aus der deutschen Auslegeschrift 1 051 870, dem Aufzeichnungsträger eine Blende vorzulagern, die der Form des Ladungsbildes entsprechende Ausnehmungen aufweist, wodurch eine Verbesserung der Konturenschärfe erzielbar ist.

Ausgehend von diesem bekannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Qualität der Zeichen zu verbessern, indem höhere Kontraste gegenüber der Umgebung erzielt werden, was z. B. eine höhere Lesegeschwindigkeit ermöglicht, dabei aber zugleich den bei bekannten Anordnungen erforderlichen Aufwand für doppelte Impulserzeugung zu verringern.

Die Lösung dieser aus einander anscheinend widersprechenden Forderungen bestehenden Aufgabe liegt in der gleichzeitigen Anwendung mehrerer Maßnahmen, nämlich:

a) für jede Schreibspur sind auf derselben Seite des Aufzeichnungsträgers zwei Paar Druckelektroden einander gegenüberliegend angeordnet, Elektrostatischer Datenschreiber

Anmelder:

Borg-Warner Corporation,

Chicago, JIl. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr.-Ing. H. Negendank, Patentanwalt,

2000 Hamburg 36, Neuer Wall 41

Als Erfinder benannt:

Dr. Herman Epstein, Philadelphia, Pa.;

George A. Harris, Malvern, Pa.;

Edward M. Johnson, Detroit, Mich.;

Thomas L. Thourson,

Arlington Heights, JIl. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. ν. Amerika vom 3. Dezember 1962
(241 839)

deren erstem Paar die Impulse zugeführt werden und dessen zweites Paar von dem ersten durch eine Isolierschicht getrennt und geerdet ist;

b) zwischen den beiden Druckelektrodenpaaren einerseits und dem Aufzeichnungsträger andererseits ist eine eine Öffnung aufweisende Blende angeordnet;

c) eine einer einpolig geerdeten Gleichspannungsquelle entnommene Vorspannung ist den Elektrodenpaaren und der Blende zugeführt, und die Gegenelektrode ist geerdet.

Einmal erhält man dadurch saubere und kontrastreiche Markierungen, die auch bei hohen Lesegeschwindigkeiten ein fehlerfreies Auslesen gewährleisten. Weiterhin sind die mit besonderen Auslöseimpulsen beaufschlagten Auslöseelektroden und mit ihnen die besonderen Impulsgeneratoren und Synchronisiermittel entbehrlich.

An Hand der Zeichnung wird die Erfindung näher beschrieben. Darin zeigt

F i g. 1 die Vorderansicht eines Druckkopfes gemäß der Erfindung,

Fig. 2 eine teilweise unterbrochene Seitenansicht des in Fi g. 1 gezeigten Druckkopfes,

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F i g. 3 einen Teilschnitt nach der Linie 6-6 der werten wünschenswert sein kann, da hierdurch eine

F i g. 2, der im Vergleich zu der F i g. 2 einen Teil Druckcharakteristik des Systems zu verändern ist,

dieses Stückes in vergrößertem Maßstab zeigt, wie noch beschrieben wird.

Fig. 4 einen Teilschnitt nach der Linie7-7 in In Fig. 3 ist im einzelnen gezeigt, wie alle Leiter

F i g. 1 in vergrößertem Maßstab, der dieses Bauteil 5 202 abwärts führen und im Arbeitsteil des Druck-

der Erfindung einschließlich der Art, wie das Band kopfes zusammenlaufen. Sie sind dort in entsprechen-

leicht seitlich eingeschoben werden kann, darstellt, den Blöcken aus Isolationsmaterial 203 und 204 eän-

F i g. 5 eine Teildarstellung, an der durch die gebettet, die zweckmäßigerweise durch eine dünne

Linie 8-8 in F i g. 4 angegebenen Stelle, welche die Isolationsschicht 205 aus Quarz oder anderem ge-Lage der Blende zu den Elektrodenreihen in dieser io eigneten Material getrennt sind. Die Materialien für

Ausführung darstellt, diese Teile wie auch ihre Herstellungstechnik sind

F i g. 6 eine perspektivische Ansicht der Blende bekannt. In F i g. 3 ist zusätzlich zu den Leitungen

mit einem an ihr angebrachten Befestigungsteil zur 202 eine weitere Leitung 214 vorgesehen, welche die

Erleichterung ihres Einschubes und ihrer Abnahme elektrische Verbindung zwischen der elektrisch unter dem Druckkopf, und die 15 leitenden Blende mit Feder und den äußeren Strom-

F i g. 7 bis 10 schematische, teilweise in Block- und Zuführungen an den Druckkopf herstellt. Symbolform gehaltene Schaltbilder, die verschiedene An dem Boden oder der Arbeitsfläche des Kopfes Ausführungen der Erfindung darstellen. ist die Blende 209 mit einer Befestigungsfeder 206 F i g. 1 stellt den Druckkopf 33 dar, der an einer angebracht, die beide in F i g. 6 gezeigt sind. Dieses Befestigungs- oder Unterstützungswand 190 ange- 20 ganze Gerät wird von einem Paar Befestigungsfedern bracht ist, die zwei auf gleicher Höhe liegende Öff- 188, von denen in Fig. 3 nur eine gezeigt ist, genungen 191 und 192 für die Anbringung des ganzen halten. Jede Feder 188 hat ein Unterteil, das durch Gerätes an einer nicht gezeigten Wand besitzt. Ein Schrauben 189 am unteren Teil des Druckkopfes be-Strahlenauffangschirm oder eine Blende 193 ist am festigt ist, und fingerförmige Teile, die, wie gezeich-Boden des Beladungs- oder Druckkopfes eingezeich- 25 net, unter die Blende fassen und sie an der Stelle net, und eine gewöhnliche Elektrode oder ein Auf- halten. Durch seitliche Verschiebung von der Platte lageblock 34 befindet sich in gleichem Abstand von 190 fort kann die Blende leicht entfernt und in der Blende. Dieser Abstand beträgt vorzugsweise gleicher Weise auch ausgewechselt werden. Wie in 0,25 bis 0,3 mm. Das Band 20 läuft wie angegeben F i g. 6 zu sehen ist, hat die Blende mehrere öffnundurch das System, wobei die untere leitende Fläche 30 gen 207; eine dieser öffnungen 208 hat eine von den des Bandes auf der Elektrode 34 liegt und die obere anderen abweichende Form. Das entspricht der nicht leitende Fläche Abstand von der Blende hat. Arbeitsweise, wenn auf dem Band in gleichen Ab-Eine bewegliche Bandführung 195 ist drehbar derart ständen eine Führungsmarke als ein Bezugspunkt befestigt, daß sie durch eine Feder 196 in der in benötigt wird, dessen Lage nicht von den anderen, F i g. 1 gezeigten Stellung festgehalten wird. Diese 35 dem Band aufgedruckten Informationen abhängt Bandführung 195 kann, wie in Fig. 4 gezeigt, um In der Seitenteilansicht der Fig. 4 ist jede einzelne eine Drehachse oder einen Drehzapfen 197 gegen den Elektrodenreihe 210 eingezeichnet. Der Ausdruck Druck einer Vorspannfeder 196 in eine Einlege- »Reihe« wird dazu benutzt, alle Elektroden zusamstellung gedreht werden, die gegenüber der in F i g. 1 menzufassen, die bei der Aufbringung einer Menge dargestellten Betriebsstellung verschoben ist. 40 geladener Teilchen an einer Stelle des Bandes zu-F i g. 2 und 4 zeigen ferner eine Befestigungs- und sammenarbeiten, gleichgültig, ob sie auf der einen, Justierschraube 198 zur Feststellung des Auflage- der anderen oder beiden Seiten des Bandes angeblockes an der Befestigungsplatte 190. Durch eine bracht sind. In dieser Seitenansicht sind nur zwei andere Schraube 211 ist die Vorspannfeder 196 an Elektroden jeder Reihe sichtbar, aber jede Reihe dem Auflageblock 34 befestigt. Da in der Platte 190 45 besteht entsprechend der folgenden Beschreibung atis für die Schraube 198 eine längliche, nicht gezeigte vier symmetrisch angeordneten Leitern. In Fig. 1 Öffnung vorgesehen ist, kann diese Schraube zur sind ferner weitere Einzelheiten des Auflageblockes Einstellung der Lage des Auflageblockes 34 zum 34, der Bandführung 195 und der Vorspannungs-Boden der Blende gelöst und nach der Justierung feder 196 zu sehen.

der Spaltentfernung wieder angezogen werden. 50 Die vergrößerte Ansicht der Fi g. 5 zeigt allgemein F i g. 2 zeigt den Beladungskopf mit einem teilweise die Stellung der einzelnen Elektrodenreihen, wie man abgetrennten Wandstück 199, an dem mehrere iso- sie sieht, wenn man von dem leitenden Band aufwärts lierte elektrische Leitungen 200 zu sehen sind, die zur Blende blickt, welche die öffnungen 207 begrenzt, von dem äußeren Stromkreis über Stecker 187 an Obgleich die Leitungen vorher durch die Zahl 202 einen anderen Stromkreis im Inneren des Druck- 55 bezeichnet wurden, sind für die Erläuterungen in kopfes führen, wo die Leitungen über mehrere F i g. 5 die Eingangselektroden mit 212 und die AusImpedanzen 201 (hier als Widerstände gezeichnet) an gangselektroden mit 213 gekennzeichnet. Die geeine gleiche Zahl einzelner Leitungen 202 führen, die ladenen Teilchen werden bei ihrer Bewegung von ihrerseits mit den entsprechenden Elektrodenreihen dem Körper der Blende 209 aufgehalten und können am Arbeitsboden des Druckkopfes verbunden sind. 60 das Band nur durch die öffnungen 207 erreichen. Der Druckkopf 33 hat ein Isolationswandstück 186, Es ist wichtig, daß ohne jede Blende zwischen dem aus dem mehrere Stecker 187 herausragen, welche Beladungskopf und dem Auflageblock durch Verdie Verbindung mit entsprechenden Buchsen her- Wendung von mehr als zwei Elektroden in jeder stellen, die an die betreffenden Leiter 200 angeschlos- einzelnen Elektrodenreihe eine deutlich überlegene sen sind. Solch eine Anordnung sorgt für die Mög- 65 Ausführung erreicht worden ist. So ist bei der Herlichkeit einer einfachen und schnellen Auswechslung stellung scharf umrissener und undurchsichtiger einzelner Druckköpfe, was bei der Verwendung ge- Punkte oder Marken auf dem Druckband nach der trennter Druckköpfe mit verschiedenen Widerstands- dauerhaften Fixierung des Pulvers in der Druck-

fixierstation unter Verwendung von vier Elektroden, etwa denen durch die Nummern 212 und 213 in F i g. 5 bezeichneten, ein hervorragendes Ergebnis erzielt worden. Eine weitere Verbesserung kann mit einer zusätzlichen Blende oder Auffangvorrichtung selbst aus nicht leitendem Material erreicht werden, aber die Verbesserung auf Grund der Verwendung von mehr als zwei Elektroden in jeder Reihe auch ohne Blende ist wesentlich.

F i g. 7 zeigt in vereinfachter Weise den Betrieb einer einzelnen Elektrodenreihe 212 und 213, die über einen Teil des Auflageblockes 34 angeordnet sind. Die in Fig. 2 allgemein eingezeichneten Widerstände 201 sind in F i g. 7 durch verschiedene Widerstände oder Potentiometer 215 ersetzt, die zwischen dem Entladungsregler 35 und den Ausgangselektroden 212 liegen, sowie durch verschiedene Widerstände 216, die zwischen den Ausgangselektroden 213 und einer gewöhnlichen Leitung 217 liegen, die ihrerseits mit einem Bezugspotential oder der Erde verbunden ist. Es ist an Hand der in F i g. 7 dargestellten Schaltung offensichtlich, daß sowohl der Gesamtwiderstand in dem Entladungskreis (d. h. die Summe der Widerstände zwischen dem Entladungsregler 35 und dem Leiter 217) wie auch das Widerstandsverhältnis, d. h. das Verhältnis des Gesamtwiderstandes entweder in dem Eingangszweig (zwischen Anlage 35 und Elektroden 212) oder in dem Ausgangszweig (zwischen den Elektroden 213 und der Leitung 217) im Verhältnis zu dem Gesamtwiderstand des Entladungskreises verändert werden kann. Wie vorher erwähnt, dient die Veränderung dieser Parameter bei mehr als zwei Elektroden in einer einzelnen Reihe nicht nur zur Steigerung der Qualität der gedruckten Marken, sondern auch zur Regelung verschiedener Besonderheiten, wie etwa der effektiven Breite, Dichte und Abgrenzung der beladenen Flächen.

F i g. 8 stellt die gleiche Ausführung dar, wie sie in F i g. 7 gezeigt wurde, zusätzlich mit einer Blende 209, deren eingezeichnetes Teil eine Öffnung 207 begrenzt. Es wurde festgestellt, daß bereits mit einer Blende aus nichtleitendem Material eine schärfere Begrenzung der beladenen Flächen erreicht wird. Eine wesentliche Verbesserung wurde jedoch mit einer Blende erreicht, die entweder aus leitendem Material oder aus einem Unterteil aus nichtleitendem Material mit einer aufgebrachten leitenden Schicht, wie etwa einem leitenden Anstrich, hergestellt wurde. Wenn die Blende in der Ausführung der F i g. 8 aus leitendem Material besteht, »schwebt« sie in bezug auf die anderen Teile des Stromkreises.

F i g. 9 zeigt eine andere Ausführung, bei der eine Gleichspannungsstufe 218 zwischen die Blende und ein Bezugspotential, wie etwa die Erde, geschaltet ist. Zur Veränderung der Höhe der Vorspannung und dadurch auch der Eigenschaften der beladenen Flächen kann eine durch einen Einstellknopf 219 dargestellte Einstellvorrichtung vorgesehen werden. Im Grenzfall kann die Vorspannung auf Null verringert werden, so daß dann Erdpotential an der Blende liegt.

In F i g. 10 wurde ein Spannungsteiler zur Aufgabe einer pulsierenden oder wechselnden Vorspannung auf die Blende hinzugefügt. Wie dort gezeigt, ist ein Potentiometer 220 mit verstellbarem Abgriff 221 zwischen dem Entladungsregler 35 und die Erde gelegt. Der bewegliche Abgriff 221 ist mit der Blende 209 verbunden, so daß ein proportionaler, durch die Einstellung des Abgriffes 221 bestimmter Teil des Entladungsstoßes auf die Blende geleitet wird, allerdings nur dann, wenn die Entladung zwischen den Eingangs- und Ausgangselektroden erfolgt. Mit dieser Anordnung wurden sehr gute Ergebnisse erzielt, und der Energiebedarf wurde durch Verringerung der Zeit, während der die Vorspannung wirkt, vermindert. In einigen Fällen wurde eine Kombination aus einer Gleichspannungs- und einer pulsierenden Vorspannung verwendet. Diese Anordnung wird durch die angegebene Verbindung der Gleichspannungsanlage 218 mit dem oberen Ende des Entladungsstoßpotentiometers 220 erreicht. Für die bildliche Darstellung und die Erklärung wurden die Widerstände 215 und 216 als veränderbar angegeben, damit die Einstellung des Gesamtwiderstandes zwischen dem Entladungsregler 35 und der Erde sowie ferner das Verhältnis des Widerstandes zwischen den Eingangselektroden und der Anlage 35 zu dem Gesamtwiderstand in dem Entladungskreis und damit auch die Druckeigenschaften verändert werden können. In der Praxis ist es wünschenswert, diese Widerstände konstant, d. h. auf einem festen Wert zu lassen, so daß ein gegebener Druckkopf verschlüsselte und alphanumerische Schriftzeichen von gegebener Gestalt erzeugt. Der Druckkopf ist jedoch leicht zu entfernen, und ein anderer Kopf mit unterschiedlichen Widerstandswerten in den Eingangs- und Ausgangszweigen kann zur Erreichung einer gewünschten Druckeigenschaft angeschlossen werden. Solch eine Auswechslung entspricht etwa dem einfachen Entfernen und Wiedereinsetzen des Druckkopfes an jenen Schreibmaschinen, bei denen sich der Kopf quer zum Papier bewegt und die Buchstabenform auf dem Kopf alle einer gegebenen Typenart angehören.

Durch die beschriebenen Merkmale wurde ein wesentlich verbesserter elektrostatischer Druckkopf geschaffen. Für die Verwirklichung der verbesserten Arbeitseigenschaften ist es wichtig, daß mehr als zwei Elektroden in jeder Reihe, die eine einzelne beladene Fläche bildet, vorgesehen werden und daß der Gesamtwiderstand zwischen der Entladungsanlage und Erde sowie das Widerstandsverhältnis aus dem Widerstand des Eingangs- oder Ausgangszweiges und dem Gesamtwiderstand in dem Entladungskreis verändert werden kann. Verschiedene Druckeigenschaften können einfach durch Entfernung des Beladungskopfes und Anschluß eines zweiten Kopfes mit unterschiedlichen Widerständen in den Eingangsund Ausgangszweigen erreicht werden.

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Elektrostatischer Datenschreiber mit einem Aufzeichnungskopf für mehrere Schreibspuren, wobei für jede Schreibspur auf derselben Seite des Aufzeichnungsträgers mehrere wenigstens eine Druckelektrode aufweisende und mit Impulsen zur Erzeugung einer latenten Aufzeichnung beaufschlagte Elektroden und auf der gegenüberliegenden Seite des Aufzeichnungsträgers eine plattenförmige Gegenelektrode angeordnet sind, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

a) für jede Schreibspur sind auf derselben Seite des Aufzeichnungsträgers (20) zwei Paar Drackelektroden (212, 213) einander gegenüberliegend angeordnet, deren erstem Paar

(212) die Impulse zugeführt werden und dessen zweites Paar (213) von dem ersten (212) durch eine Isolierschicht (205) getrennt und geerdet ist;

b) zwischen den beiden Druckelektrodenpaaren S (212, 213) einerseits und dem Aufzeichnungsträger andererseits ist eine eine Öffnung (207) aufweisende Blende (209) angeordnet;

c) eine einer einpolig geerdeten Gleichspannungsquelle (218 in F i g. 13) entnommene Vorspannung ist den Elektrodenpaaren (212) und der Blende (209) zugeführt, und die Gegenelektrode (34) ist geerdet.

2. Datenschreiber nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch mehrere Elektrodenreihen (210 in Fig. 4), von denen jede aus vier Elektroden(212, 213 in Fig. 5) besteht, deren sämtliche Enden auf derselben Seite des Bandes (20) liegen und die auf dem benachbarten Bandstück eine einzige beladene Fläche erzeugen.

3. Datenschreiber nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen ersten Stromleitersatz (202 in F i g. 2 und 3) in einem Druckkopf (33), der mehrere einzelne, mit den zugehörigen Elektroden (212,213) verbundene Impedanzen (201) enthält, einen zweiten Leitersatz (200 in Fig. 2) außerhalb des Druckkopfes (33) für die Zuführung der Spannungsstöße und mehrere an dem Druckkopf (33) befestigte und an ihm hervorstehende Verbindungsklemmen (187) zur Verbindung des ersten Leitungssatzes (202) mit dem zweiten Leitungssatz (200), wodurch der Druckkopf (33) einfach an das System angeschlossen und von ihm abgetrennt werden kann und die Verbindungsklemmen (187) die elektrische Verbindung und wenigstens ein gewisses Maß von mechanischem Halt schaffen.

4. Datenschreiber nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch ein Gerät (35) zur Erzeugung der Entladungsstöße, einer ersten Impedanz (215), die zwischen dem Entladungsstoßgerät (35) und einer der Elektroden (212) liegt, einer zweiten Impedanz (216), die zwischen den anderen Elektroden (213) und einem Bezugspotential liegt, wobei die Größe mindestens einer Impedanz (215, 216) und damit die Eigenschaften der beladenen Flächen veränderbar sind.

5. Datenschreiber nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Größen der ersten und zweiten Impedanzen (215, 216) in gleicher Weise veränderbar sind, wodurch etwa das gleiche Impedanzverhältnis erhalten bleibt, aber die gesamte Impedanz zwischen dem Entladungsstoßgerät (35) und dem Bezugspotential veränderbar ist.

6. Datenschreiber nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Blende (209) mehrere Öffnungen (207) enthält, deren jede einer Elektrodenreihe (210) zugeordnet ist.

7. Datenschreiber nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Gleichspannungsquelle (218) mit einer Vorrichtung (219) zur Einstellung der Größe der Vorspannung und dementsprechend der Begrenzung der aufgebrachten Beladungen vorgesehen ist.

8. Datenschreiber nach Anspruch 6 oder 7, gekennzeichnet durch einen mit dem Errfladungsstoßgerät (35) und über den Abgriff (221) mit der Blende (209) verbundenen Spannungsteiler (220 in F i g. 10), mit dem der Blende (209) eine Vorspannung erteilt wird, die im RhytirmtjS -der Erregung der Elektrodenreihen (210) schwankt und durch den die Begrenzung der auf das Band (20) aufgebrachten Beladungen veränderbar ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 1 097 456;
deutsche Auslegeschrift Nr. 1051870;
französische Patentschrift Nr. 1224 349;
USA.-Patentschrift Nr. 2486985;
K. Steinbach, Taschenbuch der Nachrichten-Verarbeitung, 1962, Springer-Verlag, S. 745, 746.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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