DE1274654B

DE1274654B - Dielektrischer Speicher mit band- oder blattfoermigem Aufzeichnungstraeger sowie Verfahren und Anordnung zum Erzeugen von elektrostatischen Raumladungen in einem derartigen Aufzeichnungstraeger

Info

Publication number: DE1274654B
Application number: DEA29987A
Authority: DE
Inventors: Donald Elmer Richardson
Original assignee: Armour Research Foundation
Current assignee: Armour Research Foundation
Priority date: 1958-04-18
Filing date: 1958-07-28
Publication date: 1968-08-08

Description

Dielektrischer Speicher mit band- oder blattförmigem Aufzeichnungsträger sowie Verfahren und Anordnung zum Erzeugen von elektrostatischen Raumladungen in einem derartigen Aufzeichnungsträger Die Erfindung bezieht sich auf einen dielektrischen Speicher mit band- oder blattförmigem Aufzeichnungsträger, der beispielsweise zur Aufnahme und Wiedergabe von Sprache und Musik od. dgl. geeignet ist, und betrifft ferner ein Verfahren zum Erzeugen von elektrostatischen Raumladungen in einem Aufzeichnungsträger eines solchen Speichers sowie eine Anordnung zur Ausführung eines derartigen Verfahrens.
Zur Aufzeichnung und Wiedergabe von Informationen wie Sprache, Musik u. dgl. sind bereits die verschiedensten Informationsspeicher und Aufzeichnungsverfahren bekannt. Das bisher üblichste Speicherverfahren ist das Magnetbandaufzeichnungsverfahren, bei dem in Abhängigkeit von der zu speichernden Information innerhalb eines ferromagnetischen Aufzeichnungsträgers eine unterschiedliche Ausrichtung der magnetischen Dipole erfolgt. Dieses bekannte Aufzeichnungsverfahren besitzt gewisse prinzipielle Nachteile, beispielsweise einen relativ geringen Wiedergabepegel sowie den Nachteil einer mechanischen Abnutzung des Aufzeichnungsträgers bei oftmaliger Wiedergabe und damit Verringerung der Wiedergabequalität im Laufe der Zeit. Es sind auch bereits schon elektrostatische Speicherverfahren bekannt, bei denen auf einem dielektrischen Material eine Ausrichtung der molekularen Dipole durch Anlegung eines gesteuerten elektrostatischen Feldes vorgenommen wird, indem bei anliegendem Feld zugleich auch das molekulare Gefüge des Dielektrikums beispielsweise durch Wärmeeinwirkung aufgelockert wird. Dieses bekannte Verfahren beruht auf einem Richteffekt auf die in dem dielektrischen Material an sich in zugeordneter Lage vorhandenen Dipole, wie dies von den sogenannten Elektreten her bekannt ist.
Bei der Ausrichtung von magnetischen oder elektrischen Dipolen findet kein Ladungstransport statt. Es werden vielmehr die örtlichen Dipole unter der Richtkraft des Feldes verdreht, so daß sich eine durchgehende Kette von Dipolen in Richtung des Feldes ergibt. Auch der erreichbare Wiedergabepegel ist sehr beschränkt, da der Ausrichtungseffekt bei elektrischen Dipolen nur gering ist.
Es ist ferner bereits bekannt, die Aufzeichnung von Informationen durch elektrostatische Beeinflussung einer Speicherschicht, beispielsweise einer Halbleiterschicht, durchzuführen, die unmittelbar nach der Aufzeichnung durch spezielle Fixierungsmethoden dauerhaft gemacht wird. Dieses bekannte Verfahren entspricht etwa dem bekannten Xerox-Kopierverfahren, bei dem auf einem dielektrischen Material den aufzuzeichnenden Informationen entsprechende Oberflächenladungsmuster erzeugt werden, die anschließend durch ein Pulver optisch sichtbar gemacht und dann fixiert werden. Dieses Verfahren ist zur Aufzeichnung und anschließenden elektrischen Wiedergabe praktisch nicht geeignet, da einerseits die unmittelbare Aufzeichnung sehr leicht zerstörbar ist, indem die Ladungen bereits durch einen Wischvorgang oder durch Berührung mit anderen Gegenständen beeinträchtigt, wenn nicht sogar gelöscht werden können und außerdem zur Fixierung der Aufzeichnung besondere Maßnahmen notwendig sind, welche eine elektrische Abtastung der Aufzeichnung erschweren. Auch hier ist der erreichbare Wiedergabepegel infolge des nur geringfügigen Ausrichtungseffektes beschränkt.
Um diese Nachteile der bekannten dielektrischen Speicher mit band- oder blattförmigem Aufzeichnungsträger zu vermeiden, sollen erfindungsgemäß die Informationen als elektrostatische Raumladungen in Form von Ladungen entgegengesetzter Polarität innerhalb des Informationsträgers und konzentriert auf gegenüberliegende, oberflächennahe Bereiche des Trägers aufgezeichnet werden. Der Aufzeichnungsträger besteht dabei z. B. aus Polyester. Vorzugsweise weist das Trägermaterial auf beiden gegenüberliegenden Oberflächen durch die oberflächennahen Raumladungen festgehaltene Ionen von einer Anzahl und Verteilung auf, daß die elektrische Wirkung der Raumladungen nach außen im wesentlichen neutralisiert ist.
Nach der Erfindung werden also in den oberflächennahen Bereichen des dielektrischen Aufzeichnungsträgers Raumladungskonzentrationen entgegengesetzter Polarität erzeugt, deren Konzentration und Verteilung sich über die Länge des Aufzeichnungsträgers ändert. Bei der Erzeugung dieser Raumladungen handelt es sich nicht, wie bei den bekannten Speicherverfahren, um einen Ausrichtungseffekt, sondern um einen echten Ladungstransport, bei dem in den dielektrischen Aufzeichnungsträger Ladungen eingeführt bzw. aus diesem Ladungen abgesaugt werden. Die Raumladungen innerhalb des Aufzeichnungsträgers entwickeln auf Grund ihres geringen gegenseitigen Abstandes sehr starke gegenseitige Anziehungskräfte und sorgen dafür, daß das erzeugte Ladungsbild im Aufzeichnungsträger über lange Zeit aufrechterhalten bleibt. Das nach der Erfindung erzeugte Raumladungsbild kann nicht durch Abwischen oder durch einfache Berührung mit anderen Teilen beeinträchtigt werden. Der erfindungsgemäße Aufzeichnungsträger kann auch ohne Nachbehandlung unmittelbar nach der Aufzeichnung beispielsweise in Bandform auf einer Rolle aufgewickelt werden.
Zum Erzeugen von elektrostatischen Raumladungen in einem Aufzeichnungsträger eines dielektrischen Speichers nach der Erfindung, bei dem das Band oder Blatt fortlaufend an einer Aufnahmestation vorbeigeführt wird, in der es der Einwirkung eines von den aufzuzeichnenden Informationen modifizierten elektrischen Feldes ausgesetzt wird, hat sich gemäß einer Weiterbildung der Erfindung als besonders vorteilhaft ein Verfahren erwiesen, nach dem eine Aufzeichnungsfeldstärke zwischen der für das Band- oder Blattmaterial charakteristischen Grenzfeldstärke und der Durchschlagsfeldstärke verwendet wird, so daß in sich gegenüberliegenden Flächenbereichen des Trägermaterials elektrostatische Raumladungskonzentrationen von gleicher für die aufzuzeichnenden Informationen charakteristischer Größe, aber entgegengesetzter Polarität durch Injizieren bzw. Absaugen von Elektronen hervorgerufen werden.
Dem erfindungsgemäßen Verfahren liegt die Erkenntnis zugrunde, daß beim Hindurchführen eines dielektrischen Aufzeichnungsträgers zwischen einem Elektrodenpaar und Anlegen einer Spannung ab einem gewissen Schwellwert der Spannung der Stromfluß im Elektrodenkreis schnell anwächst. Bei Spannungswerten oberhalb dieser sogenannten Grenzfeldstärke und unterhalb der Durchschlagsspannung des Dielektrikums fließt ein ständiger Strom merklicher Größe, und zwar so lange, wie der Aufzeichnungsträger an den Elektroden vorbeibewegt wird. Unterhalb der Grenzfeldstärke ist der beobachtete Elektrodenstrom vernachlässigbar klein. Er läßt sich auf der Grundlage von gewöhnlicher Oberflächenladung des Aufzeichnungsträgers erklären. Bei Spannungen oberhalb der Grenzfeldstärke fließt jedoch ein merklicher Strom, der im wesentlichen linear mit steigender Spannung anwächst. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren spielt sich also ein wesentlich anderer Vorgang ab, der erfindungsgemäß als Ladungsinjektion bezeichnet wird. Wenn in dem Aufzeichnungsträger ein Signal durch Anlegen eines elektrischen Feldes oberhalb der Grenzfeldstärke aufgezeichnet wird, so erhält der Aufzeichnungsträger ein Ladungsmuster, das durch Wischen auf der Oberfläche nicht entfernt werden kann. Weiterhin kann in das so gespeicherte Signal wiederholt wiedergegeben werden, ohne gelöscht zu werden, wenn der Aufzeichnungsträger an den Wiedergabeelektroden entlanggeführt wird.
Es hat sich weiterhin als vorteilhaft erwiesen, wenn einem konstanten Feld ein in Abhängigkeit von dem aufzuzeichnenden Signal variierendes Feld überlagert wird und die Feldstärke des konstanten Feldes wenigstens so groß gewählt wird, daß die Summe bei der Feldstärke stets oberhalb der Grenzfeldstärke, aber unterhalb der Durchschlagfeldstärke, liegt. Ferner kann der Träger vor der eigentlichen Aufzeichnung zunächst dem Einfluß eines vorzugsweise elektrostatischen Feldes mit einer Feldstärke zwischen der Grenzfeldstärke und der Durchschlagfeldstärke derart ausgesetzt werden, daß sich auf einander gegenüberliegenden Seiten des Trägers Raumladungen entgegengesetzten Vorzeichens und gleichbleibender Größe ausbilden, und daß bei der nachfolgenden Aufzeichnung die Größe dieser Raumladungen in Abhängigkeit von dem aufzuzeichnenden Signal modifiziert wird, beispielsweise derart, daß sich die eigentliche Signalaufzeichnung der Voraufladung des Trägers unmittelbar anschließt. Diese Voraufladung des Trägers dient vorzugsweise zugleich zur Löschung von auf dem Träger von früheren Aufzeichnungen her vorhandenen Signalspuren, wobei die Richtung des Voraufladungsfeldes derjenigen des zwischen den von früheren Aufzeichnungen stammenden Raumladungen des Trägers herrschenden elektrischen Feldes entgegengesetzt gewählt wird. Die Feldrichtung des konstanten Signalaufzeichnungsfeldes kann derjenigen des Verhandlungsfeldes entgegengesetzt gewählt werden, und die Größe der Feldstärke des Voraufladungsfeldes und des konstanten Anteils des Aufzeichnungsfeldes können sich etwa wie 1,5: 1 verhalten.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung hat es sich noch als vorteilhaft erwiesen, wenn der Träger vor und/oder nach dem Passieren der Aufnahme- und/oder Wiedergabestation zwecks Kompensation von Oberflächenladungen auf dem Träger bzw. von dem äußeren Feld der elektrostatischen Raumladungen innerhalb des Trägers durch eine ionisierte Atmosphäre geführt wird. Hierdurch kann die Wiedergabequalität noch wesentlich gesteigert werden. Das Trägermaterial wird vorzugsweise vor dem Aufzeichnen von Signalen zunächst über einen längeren Zeitraum in trockener Atmosphäre gelagert, beispielsweise über 7 Tage oder mehr. Das Trägermaterial kann dabei vor dem Lagern zunächst noch der Einwirkung eines, vorzugsweise zweier entgegengesetzter elektrischer Felder mit einer Feldstärke zwischen der Grenzfeldstärke und der Durchschlagfeldstärke ausgesetzt werden.
Einzelheiten für die bevorzugte Ausgestaltung einer Anordnung zur Ausführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert. F i g. 1 stellt eine schematische Zeichnung einer Ladungsinjektions-Aufnahme- und Wiedergabeeinrichtung dar; F i g. 2 ist eine vergrößerte Darstellung des in F i g. 1 dargestellten Injektionskopfes; F i g. 3 ist eine noch weiter vergrößerte Darstellung eines Teiles der F i g. 2; F i g. 4 entspricht weitgehend F i g. 3, jedoch sind zur Erzielung einer größeren Klarheit Teile weggelassen oder weggebrochen dargestellt; F i g. 5 stellt schematisch den Zustand eines Aufzeichnungsträgers nach seinem Durchgang durch den Vorbehandlungskopf der F i g. 3 dar; F i g. 6 ist eine schematische Darstellung des Aufzeichnungsträgers nach Durchlaufen des Aufnahmekopfes nach F i g. 3; F i g. 7 zeigt schematisch den Zustand eines Teils eines Aufzeichnungsträgers, in welchem er vom Hersteller geliefert wird; F i g. 8 zeigt schematisch den Zustand eines Aufzeichnungsträgers, nachdem er die zweite Elektrode der F i g. 27 durchlaufen hat; F i g. 9 zeigt schematisch bevorzugte elektrische Schaltung zur Verwendung mit der Apparatur nach F i g. 2 für die Aufnahme; F i g. 10 zeigt schematisch eine bevorzugte elektrische Schaltung zur Verwendung mit der Apparatur nach F i g. 2 für die Wiedergabe bzw. das Abspielen eines Ladungsinjektions-Aufzeichnungsträgers; F i g. 11 zeigt schematisch andere bevorzugte elektrische Schaltung zur Verwendung mit der Einrichtung nach F i g. 2 für die Aufnahme; F i g. 12 stellt das Schaltschema einer weiteren bevorzugten elektrischen Schaltung für die Aufnahme mit der Einrichtung nach F i g. 2 dar; F i g. 13 ist eine abgewandelte Einzelheit, die bei der in F i g. 12 dargestellten Schaltung angewandt werden kann; F i g. 1.4 stellt das Schaltbild eines weiteren, vorzugsweise bei der Aufnahme in Verbindung mit einer Vorrichtung nach F i g. 2 verwendeten elektrischen Stromkreises dar; F i g. 15 und 16 stellt je eine abgewandelte Einzelheit dar, die in der Schaltung nach F i g. 14 abgewandt werden kann; F i g. 17 ist eine Teilansicht im wesentlichen ähnlich der in F i g. 3 und zeigt eine modifizierte Elektrodenform; F i g. 18 und 19 zeigen je eine weitere abgewandelte Elektrodenform, die der in F i g. 3 gezeigten ähnlich ist; F i g. 20 zeigt in einem vergrößerten Maßstab eine geschnittene Teilansicht einer modifizierten Führungsrichtung für den Aufzeichnungsträger, wie sie bei der in F i g. 3 gezeigten Konstruktion angewandt werden kann; F i g. 21 zeigt schematisch in perspektivischer Ansicht und teilweise weggebrochen die in F i g. 1 dargestellte lonenquelle; F i g. 22 ist eine vergrößerte Ansicht der Kopfanordnung gemäß F i g. 24; F i g. 23 zeigt schematisch eine abgewandelte Elektrodenanordnung zur Verwendung bei der Einrichtung nach F i g. 22; F i g. 24 zeigt schematisch ein Aufzeichnungssystem mittels Ladungsinjektion, welches sich von demjenigen nach F i g. 1 ein wenig unterscheidet; F i g. 25 zeigt schematisch eine elektrische Schaltung für die Aufzeichnung unter Verwendung der Einrichtung nach F i g. 22; F i g. 26 ist eine Schaltung, nach der man die Vorrichtung nach F i g. 22 mit der Schaltung nach F i g. 10 für das Rückspiel eines Ladungsinjektionsaufzeichnungsträgers verwenden kann; F i g. 27 zeigt schematisch eine aus Teilen der F i g. 9 und 21 zusammengesetzte Schaltung zur Behandlung eines Bandes.
Die Grundgedanken der Erfindung lassen sich mit besonderem Vorteil im Rahmen einer elektrostatischen Aufzeichnungs- und Wiedergabeeinrichtung, wie sie in F i g. 1 dargestellt und dort allgemein mit der Ziffer 10 bezeichnet ist, anwenden. Die Einrichtung weist eine drehbar gelagerte Vorratsspule 11, eine drehbar gelagerte Aufwickelspule 12 und eine zwischen diesen angeordnete, den Kopf 13 umfassende Einrichtung auf. Dieser nimmt einen von der Vorratsspule 11 zur Aufwickelspule 12 laufenden bandförmigen Aufzeichnungsträger 14, z. B. aus Polyäthylenglycolterephthalat, auf. Zwischen der Vorratsspule 11 und dem Kopf 13 ist eine Bandführung vorgesehen, um sicherzustellen, daß der Aufzeichnungsträger stets an der gleichen Stelle in den Kopf 13 eintritt. An der Austrittsseite des Kopfes 13 erfüllt eine äußere Rolle 16 eine ähnliche Funktion, um sicherzustellen, daß der Aufzeichnungsträger 14 auf seinem Weg zur Aufwickelspule 12 den Kopf unter einem konstanten Winkel verläßt. Unmittelbar vor der Stelle, an der der Aufzeichnungsträger 14 in den Kopf 13 eintritt, ist eine Ionenquelle 17 und unmittelbar vor der Stelle, an der der Aufzeichnungsträger 14 auf die Aufwickelspule 12 aufgewickelt wird, ist eine zweite Ionenquelle vorgesehen.
Der Kopf 13, der in F i g. 1 dargestellt ist, ist in F i g. 2 perspektivisch in einem etwas größeren Maßstab und ohne Schutzdeckel dargestellt.
Der Kopf 13 weist ein vorzugsweise aus Metall bestehendes Gehäuse 20 auf, in dem eine Vorbehandlungselektrode 21, eine Aufnahmeelektrode 22, eine Gegenelektrode 23, eine Einrichtung 24 zum Justieren der Gegenelektrode, eine Antriebsrolle 25 und eine verschiebbare Druckrolle 26 angeordnet sind. Zwischen der Vorbehandlungselektrode 21 und der Aufnahmeelektrode 22 sind ein Führungsstift 27 und eine geerdete Abschirmung 43 für die Vorbehandlungselektrode angeordnet. Wie aus den F i g. 1 bis 3 zu ersehen ist, tritt der Aufzeichnungsträger 14 durch einen Schlitz 29 in das Gehäuse 20 ein, läuft unter gleichzeitiger Berührung an den Elektroden 21 bis 23 vorbei, über die Antriebsrolle 25 und zwischen dieser und der Druckrolle 26 hindurch. Er läuft weiter unter der Druckrolle 26 und unter einem Winkel nach oben durch den Schlitz 30 zu der Rolle 16, um dann auf der Aufwickelspule 12 wieder aufgewickelt zu werden. Da der Aufzeichnungsträger 14 ein wenig elastisch ist, werden die Rollen 25 und 26 vorzugsweise so nahe wie möglich an den Elektroden 21 bis 23 angeordnet, um Störgeräusche zu vermeiden. Der Aufzeichnungsträger durchläuft zunächst eine Vorbehandlungszone, und zwar unter Berührung mit der unteren Kante der Vorbehandlungselektrode 21, die auch zur Löschung dient. Darauf durchläuft der Aufzeichnungsträger eine zweite Aufzeichnungszone, und zwar in Anlage an der Unterkante der Aufzeichnungselektrode 22. Bei der hier erläuterten Ausführungsform der Erfindung sind die Elektroden 21 und 22 im wesentlichen identisch. Sie bestehen vorzugsweise aus korrosionsbeständigem Stahl und weisen Schneiden 31 bzw. 32 auf, die an einer Seite des Aufzeichnungsträgers anliegen, wie aus F i g. 3 am besten zu ersehen ist. Jede der Schneiden 31 und 32 stellt vorzugsweise die Schnittkante von zwei geläppten Flächen dar, die an ihrer Berührungsstelle mit dem Aufzeichnungsträger 14 verchromt sind. Die Schneiden 31 und 32 können schon mit einem Radius von 0,6 mm verwendet werden; man erhält jedoch einen viel besseren Frequenzgang und bessere Verhältnisse bezüglich des Signal-Störpegels, wenn der Radius der Schneiden auf 0,012 mm vermindert wird. Daher ergibt eine weitere Verringerung des Radius der Schneiden, wie sie durch die Verwendung der Schnittkante von zwei geläppten Flächen erhalten wird, eine weitere Verbesserung des Frequenzganges und des Verhältnisses von Signal und Störpegel.
Eine vom Gehäuse 20 unterstützte Halterung 33 beispielsweise aus Isolierstoff trägt eine oder beide Elektroden 21 und 22. In diesem Ausführungsbeispiel ist jede der Elektroden 21 und 22 mit zwei durch diese hindurchgeführten Schrauben 34 an der Halterung 33 befestigt. Eine der Schrauben kann auch zur Befestigung der zu der betreffenden Elektrode führenden elektrischen Leitung 35 verwendet werden. Wie aus F i g. 4 am besten zu ersehen ist, kann die Halterung 33 auch ein an ihr befestigtes Zwischenstück 36 aufweisen, das zwei Schrauben 37 aufnimmt, die sich durch Schlitze einer Platte 38 erstrecken, welche den Führungsstift 27 trägt. Bei dieser Ausführungsform hat jede Schneide 31 bzw. 32 bei Verwendung eines Aufzeichnungsträgers von 6 mm Breite eine Länge von 8 mm. Der Führungsstift 27 weist zwei sich gegenüberstehende Schultern auf, zwischen denen sich der Aufzeichnungsträger 14, und zwar über der Mitte der Schneiden erstreckt, die zur Anlage für die Kanten des Aufzeichnungsträgers 14 dienen. Die Platte 38 ist in vertikaler Richtung verstellbar, so daß der Führungsstift 27 zwischen den Elektroden 21 und 22 vertikal bewegt werden _kann.
Die Gegenelektrode 23 weist einen leitenden Unterstützungskörper 40 mit einer Vielzahl feiner Drähte beispielsweise aus Wolfram oder Nickel auf, die in einer Schicht dicht nebeneinanderliegen, um bei den Schneiden 31 und 32 die Rückseite des Aufzeichnungsträgers 14 zu berühren. Wolfram ist dauerhafter, aber Nickel hat einen weiter unten beschriebenen Vorteil. Die besten Ergebnisse wurden erzielt, wenn der Durchmesser der Drähte 41 möglichst klein gewählt wurde. Besonders gute Resultate wurden bei Benutzung von 175 Drähten mit einem Durchmesser von 0,025 mm, die nebeneinander angeordnet eine Breite von weniger als 4,7 mm einnahmen, bei Verwendung eines Aufzeichnungsträgers von 6 mm Breite erzielt. Ausgezeichnete Ergebnisse wurden auch bei Verwendung eines Drahtes mit einem Durchmesser von 0,017 mm erhalten. Der dünnere Draht ist jedoch etwas schwieriger zu handhaben und anzuordnen. Jeder der Drähte ist sowohl mechanisch als auch elektrisch mit dem leitenden Unterstützungskörper 40 verbunden. i Wie am besten aus F i g. 3 zu ersehen ist, wird der Aufzeichnungsträger von außen kommend unter die Schneide 31 und gegen die Drähte 41 geführt und weiter zwischen den Anschlägen 39 über den Führungsstift und unter der Schneide 32 gegen die Drähte 41 und zur anderen Seite wieder herausgeführt. Die Vorbehandlungselektrode 21 und die Gegenelektrode 23 dienen gemeinsam als Vorbehandlungskopf, während die Aufnahmeelektrode 22 und die Gegenelektrode 23 gemeinsam als Aufnahmekopf dienen. Daher weist die hier beschriebene Einrichtung einen Vorbehandlungs- und einen Aufnahmekopf mit einer gemeinsamen Gegenelektrode auf. Um die Beeinflussung zwischen der Vorbehandlungs- und der Aufnahmeelektrode 21 bzw. 22 auf ein Mindestmaß herabzudrücken, kann die Abschirmung 43 an dem Gehäuse 20 geerdet und von diesem unterstützt sein. Vorzugsweise erstreckt sich die Abschirmung 43 im wesentlichen um die Vorbehandlungselektrode 21 herum. Sie weist jedoch eine schmale Öffnung auf, durch welche die Schneide 31 hervortritt.
Falls notwendig, können in dem Gehäuse 20 auch eine oder mehrere Anschlußklemmen 44 vorgesehen sein.
Die Gegenelektrode 23 kann durch eine exzentrisch angeordnete Schraube 45 an der Unterstützungsplatte 46 od. dgl. befestigt sein, wie am besten aus F i g. 2 zu ersehen ist. Die Platte 46 ist um einen unterhalb der Elektroden 21 und 22 angeordneten Zapfen 47 um einen Winkel hin- und herbewegbar oder drehbar. Wenn die Gegenelektrode 23 um die Schraube 45 verschwenkt wird, findet eine differentielle Einstellung zwischen den Berührungsstellen der Drähte 41 bezüglich der Schneiden 31 und 32 statt. Wenn also die Gegenelektrode 23 im Uhrzeigersinn verdreht wird, erfolgt eine leichte Zunahme des bei der Aufnahmeelektrode 22 ausgeübten Berührungsdruckes, während gleichzeitig der Druck an der Vorbehandlungselektrode 21 abnimmt. Die Platte 46 weist einen mit ihr starr verbundenen Ansatz 48 auf, an dem eine Schraube 49 angreift, die sich durch das Gehäuse 20 erstreckt und in einem armförmigen Teil 50 eingeschraubt ist. Wenn die Schraube 49 angezogen wird, wirkt sie gegen den Ansatz 48, um die Platte 46 um den Zapfen 47 zu verschwenken und eine seitliche Einstellung der Gegenelektrode 23 zu bewirken. Wenn diese Schraube 49 zurückgedreht wird, greift ein von dem Teil 50 getragenes Federblatt 51 an der Gegenseite des Ansatzes 48 an, um eine entgegengesetzte seitliche Einstellung der Platte 46 zu bewirken.
Der Teil 50 ist am Gehäuse 20 über einen Zapfen 52 drehbar gelagert und durch Betätigung einer Schraube 53, die im Gehäuse 20 eingeschraubt ist und auf einen Hebelarmabschnitt des Teils 50 einwirkt, um diesen Zapfen 52 verschwenkbar. Wenn die Schraube 53 angezogen wird, wird auch der Zapfen 47 vorgeschoben, so daß die Gegenelektrode 23 gegen die andere Vorbehandlungs- bzw. Aufnahmeelektrode 21 bzw. 22 bewegt wird, und wenn die Schraube 53 zurückgedreht wird, wird der Zapfen 47 in entgegengesetzter Richtung verschoben, so daß die Elektrode 23 gleichzeitig von den beiden Elektroden 21 und 22 zurückgezogen wird. Da der Hebelarm zwischen dem Zapfen 52 und der Schraube 53 ziemlich lang ist, ergibt sich bei Nachstellung der Schraube 53 nur eine sehr kleine differentielle Einstellung zwischen den Schneiden. Wenn ein Aufzeichnungsträger 14 in den Kopf 13 einzufädeln ist, wird die Schraube 53 selbstverständlich zurückgedreht. Die Einstellung der Schrauben 49 und 53 wird so gewählt, daß die Drähte 41 den Aufzeichnungsträger federnd mit der gewünschten Spannung gegen die Schneiden 31 und 32 pressen. Es versteht sich natürlich, daß alle hier beschriebenen Teile elektrisch isoliert sind. Die Isolation kann weggelassen werden, wenn einer der Teile in einem Stromkreis verwendet wird, in welchem er Erdpotential besitzt.
Die Verwendung einer gemeinsamen Gegenelektrode erleichtert auch die Anwendung eines anderen Merkmals der vorliegenden Erfindung, welches weiter unten beschrieben wird. überdies besteht, wenn die Schneiden 31 und 32, wie in F i g. 22 gezeigt, im merklichen Abstand voneinander angeord- 1 net sind, die Tendenz, daß ein Punkt oder eine Linie entlang des Aufzeichnungsträgers mit der einen Gegenelektrode nicht in genau der gleichen Weise zusammenwirkt wie mit der folgenden Gegenelektrode. Durch die Verwendung einer gemeinsamen Gegenelektrode wird diese Tendenz des Aufzeichnungsträgers jedoch vermieden. Dieses Problem besteht besonders bezüglich der Kanten des Aufzeichnungsträgers, da dieser breiter als die Gesamtbreite der Drähte 41 sein muß, um sicherzustellen, daß kein direkter elektrischer Kontakt oder Kurzschluß über oder um den Aufzeichnungsträger herum entsteht. Aus diesem Grund gibt es einen kleinen Bereich an beiden Kanten, der nicht direkt der elektrischen Einwirkung ausgesetzt ist, und die Verwendung einer gemeinsamen Gegenelektrode vereinfacht etwas das Problem, den Aufzeichnungsträger an der Aufnahmeelektrode genau an der gleichen Stelle wie an der Vorbehandlungselektrode aufzusetzen. In dieser Hinsicht geben die mit Abstand voneinander angeordneten Schultern 31 des Führungsstiftes 27 dem Aufzeichnungsträger eine genaue seitliche Führung in bezug auf die Drähte 41. Der Führungsstift 27 dient auch zum Anheben des Aufzeichnungsträgers von der Gegenelektrode, um den Reibungswiderstand an dieser Stelle zu verringern.
In den F i g. 2 und 3 ist auch der Durchmesser der Drähte stark übertrieben und die Anzahl der Drähte ist sehr untertrieben dargestellt. Bei einer praktischen Ausführungsform ist die genaue Anzahl der Drähte nicht kritisch. Natürlich ist die Anzahl der Drähte durch den Drahtdurchmesser und die Breite des Aufzeichnungsträgers 14 begrenzt. Die kleinste erforderliche Anzahl wird lediglich durch die Betriebssicherheit bestimmt. Bislang durchgeführte Experimente zeigen, daß selbst nur ein Draht noch vorteilhaft verwendet werden kann.
Wenn der Aufzeichnungsträger 14 beim Passieren der Vorbehandlungselektrode 21 des Kopfes 13 vorbehandelt wurde, nimmt er einen Zustand entsprechend dem in F i g. 5 schematisch dargestellten an. Um den in F i g. 5 dargestellten Zustand zu erzeugen, wird an die Schneide 31 des Kopfes 13 eine negative Spannung angelegt, so daß in einem inneren Bereich des Aufzeichnungsträgers nahe seiner oberen Oberfläche 54 Elektronen injiziert werden. In ähnlicher Weise ist in F i g. 5 die Gegenelektrode positiv, so daß die Elektroden aus einem inneren Bereich in der Nähe der unteren Oberfläche 55 des Aufzeichnungsträgers entfernt werden, um in diesem Bereich eine entsprechende positive Ladung zu hinterlassen. Wenn die Vorbehandlungsspannung auf einen konstanten unveränderlichen Wert gehalten wird, ist in dem Bereich in der Nähe seiner Oberfläche die Ladung pro Längeneinheit im wesentlichen konstant.
Wenn der behandelte Aufzeichnungsträger, wie es in F i g. 5 dargestellt ist, an der Aufnahmeelektrode 5 vorbeiläuft, wird das Ladungsmuster längs des Aufzeichnungsträgers verändert, so daß die Ladungsverteilungen in den oberen und den unteren Bereichen des Aufzeichnungsträgers in übereinstimmung mit den an der Aufnahmeelektrode angelegten Signal @o variiert, wie in F i g. 6 sehr schematisch dargestellt ist. Es wurde nicht der Versuch unternommen, in F i g. 6 die wirklichen Ladungspolaritäten, welche man erhält, darzustellen. Wenn kein Signal anliegt, werden im wesentlichen alle in F i g. 5 dargestellten 5 Ladungen neutralisiert, so daß der Aufzeichnungsträger den Kopf in einem ungeladenen bzw. gelöschten Zustand verläßt.
F i g. 9 zeigt einen bevorzugt verwendeten Aufnahmestromkreis in Verbindung mit dem Kopf nach ao F i g. 2. Wie ersichtlich, wird die Vorbehandlungsgleichspannung an die Elektrode 22 gelegt, und der Gleichstromkreis erstreckt sich dann durch den Aufzeichnungsträger 14 zur Gegenelektrode 23 und nochmals durch den Aufzeichnungsträger 14 zur a5 Vorbehandlungselektrode. Zu diesem Zweck ist der Gleichstromkreis auch mit einer Stromquelle 56 mit einer Spannung von 1500 Volt versehen. Ein Strombegrenzungswiderstand 57 mit etwa 1,5 Megohm ist zum Schutz sowohl des Bedienungspersonals als auch 3o der Gegenelektrode 23 als Reihenwiderstand in den Stromkreis eingefügt. In der vorliegenden Ausführungsform ergibt ein Kupplungswiderstand 58 von 1 Megohm eine weitere Begrenzung des Stromes im Gleichstromkreis. Wie weiter zu sehen ist, dient jeder 35 von einer Auswahl von Kondensatoren 59 bis 61 als Sperrkondensator, um die Ausbildung eines Gleichstroms zu verhindern. In diesem Stromkreis ist der Spannungsabfall zwischen der Vorbehandlungselektrod'e 21 und der Gegenelektrode 23 in der 4o Größenordnung von 900 Volt, während der Spannungsabfall über den Aufzeichnungsträger 14 an der Aufnahmeelektrode 22 ungefähr 600 Volt beträgt. Wenn die Spannung der Stromquelle 56 verändert wird, bleibt die Spannungsdifferenz über den Aufq.5 zeichnungsträger an der Aufnahmeelektrode im wesentlichen 600 Volt. Wie ersichtlich, ist der negative Pol der Spannungsquelle 56 geerdet, und ebenso sind die Vorbehandlungselektrode 21, der Führungsstift 27 und das Gehäuse 20 geerdet. Daher liegt an der 5o Aufnahmeelektrode 22 ein positives Potential, während die Gegenelektrode gegenüber der Aufnahmeelektrode negativ und gegenüber der Vorbehandlungselektrode 21 positiv ist, wobei die Gegenelektrode gegenüber Erde eine Gleichspannung hat, die 55 60 % der an der Aufnahmeelektrode 22 liegenden Gleichspannung beträgt. Es sei weiter bemerkt, daß nur eine einzige abgeschirmte Leitung 62 zum Kopf 13 führt, wie in F i g. 10 gezeigt ist.
Das Signal bzw. die Signalspannung wird, wie dar-6o gestellt, durch einen Ausgangsübertrager 63 mit einer Primärwicklung 64 und einer Sekundärwicklung 65 eingespeist. Die Primärwicklung 64 ist an einen übertragungsverstärker 66 angeschlossen, dem bei 67 eine passende Eingangsspannung zugeführt wird. Parallel 65 zur Sekundärwicklung 65 des Transformators 63 ist ein Widerstand 68 geschaltet, um sicherzustellen, daß der Transformator mit seiner entsprechenden Belastungsimpedanz arbeitet. Der Widerstand 68 hat in der hier beschriebenen Ausführungsform 100 000 Ohm. Durch die Schaltelemente 58, 59 und 68 wird sichergestellt, daß der Transformator 63 mit einem im wesentlichen konstanten Belastungswiderstand arbeitet. Sie schützen die Sekundärwicklung 65 auch vor Überlastung. Der Widerstand 68 dient auch dazu, einen induktionslosen Entladungsweg zu dem Stromkreis zu schaffen. Der Widerstand 58 dient dagegen auch als Mischglied, um den Gleichstrom und den Signalstrom der gemeinsamen Leitung 62 einzuspeisen.
Es sei bemerkt, daß der Ausgang des Verstärkers einseitig geerdet ist und daß die Sekundärwicklung des Ausgangstransformators ebenfalls geerdet ist. Der Wechselstromkreis erstreckt sich durch den Kupplungskondensator 59, der eine Kapazität von etwa 0,005 mF hat, und durch die einadrige Leitung 62 zur Aufnahmeelektrode 22. Hier wird das Wechselstromsignal dem hindurchfließenden Gleichstrom überlagert und fließt ebenfalls durch das bewegte Registrierband 14 zu der Gegenelektrode 23 und von dort über den Kondensator 61, der eine Kapazität von 0,000050 mF hat, zur Erde.
Der Sperrkondensator 60 hat eine Kapazität von 0,03 mF. Er bildet gemeinsam mit dem Kondensator 59 und den Widerständen 68 und 58 einen RC-Kreis, der dazu dient, die vorhandenen normalerweise gedämpften höheren Tonfrequenzen anzuheben. Die oben angegebenen Widerstandswerte sind vorteilhaft, sie wurden jedoch vor allem deshalb angegeben, um ohne weiteres einen Vergleich zwischen diesem Stromkreis und anderen sogleich zu beschreibenden Stromkreisen zu ermöglichen. Jedoch wird die gerade erwähnte Anhebung der höheren Frequenzen sogar besser bewerkstelligt, wenn der Widerstand 68 auf ungefähr 8 Megohm und der Widerstand 58 auf ungefähr 10 Megohm vergrößert werden.
Das Verhältnis von Primär- zu Sekundärwicklung des Transformators 63 ist 1: 50. Es wird als vorteilhaft angesehen, wenn bei Aufzeichnungen auf ein Polyesterband mittels der Schaltung der Elektrode 22 die positive Polarität der Gleichspannung zugeordnet wird, obgleich diese Polarität nicht unbedingt notwendig ist.
Weiter ist es ein Vorteil der augenblicklich betrachteten Schaltung, daß, wenn die Elektrode 21 wie oben beschrieben aus Metall hergestellt ist, die Abschirmung 43 weggelassen werden kann. Nichtsdestoweniger hat die Beibehaltung der Abschirmung einen kleinen Vorteil. Weiter kann die Elektrode 21, da sie geerdet ist, direkt an dem Gehäuse 20 in leitender Verbindung mit diesem befestigt werden.
F i g. 10 zeigt den Wiedergabekreis. Wie deutlich ersichtlich, kann dieser Stromkreis mit dem Stromkreis nach F i g. 9 so kombiniert werden, daß der eine eingeschaltet werden kann, wenn der andere ausgeschaltet ist. Wo eine einzelne Leitung 62 als Zuleitung zum Kopf 1.3 verwendet wird, ist diese zwischen dem Kopf 13 und dem Verstärker 66 vorzugsweise mit einer Abschirmung 70 versehen. Bei der Wiedergabe schmiegt sich das Band 14 in der gleichen Weise wie bei der Aufnahme an die Elektroden 21 bis 23 an. An den Ausgang des Verstärkers 66 ist ein geeignetes Ausgangsgerät, ein Lautsprecher 71, angeschlossen. Die Gegenelektrode 23 bleibt kapazitiv mit dem Gehäuse 20 verbunden, und der von diesem ausgehende Rückleitungskreis kann über die Abschirmung 70 gehen. Gewisse bekannte Verstärker besitzen einen Ausgleichsstromkreis mit einer kontinuierlich veränderlichen Regelung bzw. Einstellung, um eine Anpassung an jede Aufzeichnungscharakteristik zu ermöglichen. Der Verstärker 66 soll vorzugsweise ein solches Gerät mit diesem Merkmal sein. Wenn dieses Merkmal jedoch nicht vorhanden ist, kann in die Leitung 62, wie in F i g. 10 dargestellt, ein RC-Kreis eingeschaltet werden. Der veränderliche Kondensator (0,0005 mF) und der veränderliche Widerstand (2 Megohm) des RC-Gliedes können je nach Wunsch bzw. persönlichem Geschmack eingestellt werden. Natürlich kann dieses Merkmal wegfallen, falls der Verstärker oder der Geschmack des Besitzers dies nicht erfordert.
Wenn das Band ungebraucht verwendet wird, besitzt es, wie festgestellt wurde, einen gewissen Betrag statischer Elektrizität und infolge seiner geringen Dicke neigt das Band dazu, sich fast genauso wie das Goldblatt eines Goldblättchenelektroskops zu verhalten, indem es von benachbarten Gegenständen, die entgegengesetzt oder gleichgeladen sind, angezogen bzw. abgestoßen wird. Es besteht auch die Möglichkeit, daß diese Oberflächenladungen zu unerwünschten Geräuschen beitragen. Weiter nimmt das Band, wenn es neutralisiert wurde, während der Aufnahme und Wiedergabe infolge der Reibung wieder Ladungen auf. Aus diesem Grunde sind, wie in F i g. 1 dargestellt, zwei identische Ionenquellen 17 und 18 zur Neutralisierung aller auf dem Band 14 mitgeführter Ladungen vorgesehen.
In F i g. 21 ist die Ionenquelle 18 genauer dargestellt. Die Ionenquelle 18 umfaßt ein leitendes Gehäuse 72, das an einer Seite 73 offen ist. Quer zur Öffnung 73 ist eine elektrostatische Abschirmung 74 vorgesehen. Die Öffnung 73 ist in unmittelbarer Nähe des Bandes 14 angeordnet, wie aus F i g. 1 am besten zu ersehen ist. Das Gehäuse 72 ist vorzugsweise geerdet. Die Ausgangsspannung eines Transformators 75 liegt zwischen Gehäuse 72 und einer im Gehäuse angeordneten spitzen Wolframelektrode 76.
Der Transformator 75 kann von üblicher Ausführung sein und wird vorzugsweise mit Netzspannung und Netzfrequenz betrieben. Der Transformator hat ein solches Windungsverhältnis von Primär- zu Sekundärwicklung, daß die Ausgangsspannung ungefähr 4000 Volt beträgt. Bei dieser Ausführungsform ist eine Seite der Sekundärwicklung geerdet, während die andere Seite in Serie mit einem Strombegrenzungswiderstand 77, der in diesem Ausführungsbeispiel einen Widerstand von 5 Megohm besitzt, über den Gleichrichter 78 und über die Hochspannungsleitung 79 mit der Elektrode 76 verbunden ist. Bei Anlegen der Spannung in der erwähnten Weise entsteht an jeder Spitze der Elektrode 76 eine leichte Korona. Die durch die Öffnung 73 eindringende Luft wird ionisiert und kann im ionisierten Zustand wieder gegen das Band 14 zurückgelungen. Mit den hier genannten Materialien wirkt die Ionenquelle 18 selbst gleichrichtend, so daß Ladungen mit passendem Vorzeichen erzeugt werden und außerhalb der Abschirmung zur Neutralisierung der Ladungen auf dem Band 14 verfügbar sind. Daher kann der Gleichrichter 78 weggelassen oder beibehalten werden. Wenn die Anordnung jedoch in umgekehrter Weise betrieben wird, so stehen außerhalb der Abschirmung 74 Ionen mit entgegengesetzten Vorzeichen zur Verfügung. Die Rolle 26 besteht vorzugsweise aus leitendem Gummi, der gegenüber dem von der Ionenquelle 18 erzeugten Ozon widerstandsfähig ist und alle vom Band 14 aufgenommenen Oberflächenladungen ableitet.
Wie ersichtlich, liegt das Wechselstromfeld zwischen der Elektrode 76 und dem Schutzgitter 74, so daß es sich daher nicht außerhalb der Ionenquelle erstreckt und keine Quelle für Störungen oder für ein Dauersignal ist.
In F i g. 7 ist der Zustand eines ungebrauchten Bandes schematisch dargestellt. Wie zu ersehen ist, befinden sich zwischen den Oberflächen 54 und 55 bzw. in der Dicke des Bandes eine Anzahl elektrostatischer Ladungen, wobei in F i g. 7 die Stärke des Bandes gegenüber der tatsächlichen Banddicke von 0,00625 mm (0,00025 inch) stark übertrieben ist.
Wenn das Band dem elektrischen Vorbehandlungsfeld ausgesetzt worden ist, nimmt es zunächst den in F i g. 5 schematisch dargestellten Zustand an. Wenn das in F i g. 5 gezeigte vorbehandelte Band 14 danach einem ähnlichen Feld entgegengesetzter Polarität ausgesetzt wird, wird das Ladungsbild entlang des Bandes so verändert, daß die Ladungen im Band effektiv neutralisiert sind. Theoretisch sollte das Band sich dann in einem ungeladenen Zustand befinden. Erfahrungsgemäß erreicht man jedoch keine vollständige Neutralisierung; jedoch ergibt sich eine wesentliche Abnahme der Zahl der im Band in willkürlichen Abständen auftretenden Ladungen, wie in F i g. 8 dargestellt ist.
Weiter wurde gefunden, daß die besten Ergebnisse erhalten werden, wenn das Band 14 nach der Neutralisierung der Ladungen in dem Zustand nach F i g. 8 eine gewisse Zeit gelagert wird. Die sich ergebende Verbesserung ist nicht allzugut vorher bestimmbar, bevor nicht eine Ablagerungszeit von wenigstens 7 Tagen verstrichen ist. Nach dieser Zeit führt eine weitere Ablagerung zu einer Verminderung des Störpegels.
Weiter ergibt sich eine Reduzierung des Störpegels, wenn das ungebrauchte Band in einer Trockenkammer in Gegenwart von aktiven Silikagel gelagert wird, selbst dann, wenn das Band nicht in der beschriebenen Weise elektrisch vorbehandelt ist. Die besten Ergebnisse werden jedoch erzielt, wenn das Band sowohl elektrisch vorbehandelt als auch während der darauffolgenden Ablagerungszeit getrocknet wird.
Wie erwartet werden kann, treten die größten Verbesserungen während des ersten Abschnittes der Ablagerungsperiode, insbesondere nach den ersten 7 Tagen der Ablagerungszeit auf. Jedoch konnte beobachtet werden, daß der Störpegel wenigstens während einer Periode von 46 Tagen weiter abnimmt.
Wenn ein Polyesterband in dem Zustand, wie es ankommt, verwendet wird, ist die Tendenz vorhanden, daß infolge Reibung mit Stoffen, mit denen das Band in Berührung kommt, statische Oberflächenladungen auftreten. Diese Ladungen ziehen an, wenn sie entgegengesetzte Vorzeichen haben, und stoßen ab, wenn sie gleiche Vorzeichen haben, und zwar in bekannter Weise ganz ähnlich einem Elektroskop. Es wurde jedoch gefunden, daß dadurch, daß das Band der Einwirkung einer der Ionenquellen 17, 18 ausgesetzt wird, im wesentlichen alle Oberflächenladungen neutralisiert werden. Während es der Hauptzweck einer solchen Behandlung des Bandes ist, daß dieses leichter gehandhabt werden kann, verhindert die Neutralisierung der Oberflächenladung, daß die Ladungen einen Beitrag zum Störpegel des Bandes liefern.
In den F i g. 1, 9 und 21 sind Apparaturen gezeigt, durch die die vorhin erwähnten elektrischen Verfahrensschritte ausgeführt bzw. vervollständigt werden können. In F i g. 27 ist der Teil der Apparatur, welcher zur Bewirkung der elektrischen Vergütung benutzt werden kann, dargestellt. Das Band 14 wird zwischen den Elektroden 21, 22 und der gemeinsamen Gegenelektrode 23 hindurchgezogen. Eine Gleichstromvorspannung von 1500 Volt wird von der Stromquelle 56 geliefert und liegt an den beiden Oberflächen des Bandes 14, während dieses in Bewegung ist. In diesem Betriebszustand teilt sich die ganze Vorspannung automatisch ungefähr im Verhältnis 1,5 : 1 zwischen der ersten Schneide und der Gegenelektrode und der zweiten Schneide und der Gegenelektrode auf. Durch diese Spannungsteilung ist die Spannung am Band während seines übergangs zwischen den zwei Schneiden ungefähr gleich der halben Schwellspannung des Bandes, wobei die Schwellspannung des Bandes diejenige Spannung ist, die an das ungebrauchte bewegte Band angelegt werden muß, bevor ein nennenswerter Stromfluß durch das Band stattfindet.
Die gemeinsame Gegenelektrode 23 berührt die den Elektroden 21 und 22 gegenüberliegende Seite des Bandes 14, und außer dieser Berührung ist die Gegenelektrode vom Stromkreis elektrisch isoliert. Da die beiden Schneiden im Gleichstromkreis über zwei in Serie liegende Dicken des Bandes 14 in Reihe geschaltet sind, ist der fließende Vorbehandlungsgleichstrom des Bandes unter den beiden schneidenartigen Kanten identisch gleich, fließt jedoch in entgegengesetzter Richtung durch das Band. Aus diesem Grund tritt das Band in einem im wesentlichen ungeladenen Zustand aus den Elektroden aus.
Die Ionengeneratoren 17 und 18 sind jeweils auf einer Seite und in der Nähe der Elektroden 21 und 22 angeordnet, so daß der Ionengenerator 17 dem Band 14, bevor es durch die Elektrode 21 elektrisch beeinflußt wird, Ionen zuführen kann und der Ionengenerator 18 das Band 14 durch die Elektrode 22 beeinflußt.
Es ist daher ersichtlich, daß das Band 14 einem einheitlichen elektrischen Vorbehandlungsfeld ausgesetzt wird, dessen Stärke den Grenzwert für die Oberfläche des Aufzeichnungsträgers überschreitet, jedoch unterhalb der elektrischen Durchschlagfeldstärke liegt. Dies bewirkt eine Injizierung von entgegengesetzten elektrischen Ladungen auf gegenüberliegenden Seiten des Bandes, welche sich innerhalb des Bandes befinden und gleichmäßig verteilt sind. Mit anderen Worten wird der Aufzeichnungsträger einem gleichmäßigen elektrischen Feld ausgesetzt, welches einen gleichstromartigen Fluß von Ladungen durch die Oberflächenbarriere und in die darauffolgenden sehr kleinen Bereiche des Trägers hinein bewirkt, wobei die Ladungen unter der Oberfläche innerhalb des Bandes gebunden werden. Während für diesen Schritt an sich eine relative Bewegung benötigt bzw. verwendet wird, wird eine solche Bewegung vorzugsweise durch Bewegung des Aufzeichnungsträgers 14 erreicht.
Die oben erwähnte Maßnahme wird daher z. B. mit Hilfe der Elektroden 21 und 23 auf das Aufzeichnungsmaterial angewandt. Danach wird das Material in einer zweiten Zone, welche durch die Elektroden 22 und 23 bestimmt ist, einem zweiten Feld von ähnlicher Beschaffenheit wie das Feld, dem das Material zunächst ausgesetzt wurde, aber mit entgegengesetzter Richtung und Polarität und mit ungefähr zwei Drittel der Spannungsdifferenz des ersten Feldes ausgesetzt.
Vorzugsweise wird das Aufzeichnungsmaterial sowohl vor wie nach diesen Maßnahmen, bei denen ein elektrisches Feld verwendet wird, der Ionenquelle ausgesetzt, die alle elektrostatischen Oberflächenladungen auf dem Aufzeichnungsträger neutralisiert. Danach wird das Band, wie oben beschrieben, mehr als 7 Tage lang vorzugsweise in trockener Luft abgelagert.
Das folgende Beispiel wird mitgeteilt, um die Bedeutung der durch die oben erwähnten Maßnahmen erreichten Ergebnisse anzuzeigen. Es muß jedoch betont werden, daß diese Werte zwar typisch sind, jedoch nicht zur Begrenzung der Erfindung angegeben wurden. Ein Band besaß einen durchschnittlichen Störpegel von 0,329 Millivolt vor seiner Verwendung. Nach 7tägiger Ablagerung in einem Trockenschrank hatte der durchschnittliche Störpegel auf 0,296 Millivolt abgenommen. Nach ungefähr 46 Tagen Ablagerung hatte sich der durchschnittliche Störpegel auf ungefähr 0,237 Millivolt erniedrigt. Natürlich ist der Störpegel nicht konstant. Der Streubereich des Störpegels war nach 7 Tagen in der Größenordnung von 0,085 Minivolt, während er sich nach 46 Tagen auf 0,071 Millivolt erniedrigt hatte.
Ein ähnliches Band, das einen anfänglichen Durchschnittsstörpegel von 0,329 Minivolt hatte, wurde sowohl den oben beschriebenen Maßnahmen im elektrischen Feld wie auch der wasserfreien Lagerung unterworfen. Nach 7 Tagen betrug der durchschnittliche Störpegel 0,319 Millivolt, während nach 46tägiger Lagerung der Durchschnittsstörpegel 0,204 Minivolt betrug. Der Streubereich des Störpegels betrug nach 7 Tagen 0,065 Millivolt und erniedrigte sich nach 46 Tagen auf 0,037 Minivolt.
Obgleich noch andere Werte und Beispiele verfügbar sind, stellen die oben angegebenen Werte typische Ergebnisse dar. Eine Analyse dieser Zahlen zeigt, daß der Durchschnittsstörpegel sowohl infolge der Trocknung als auch infolge der beschriebenen elektrischen Behandlung abnimmt. Es ist auch gezeigt, daß eine weitere Verbesserung durch Anwendung beider Behandlungsverfahren bewirkt wird. Weiter nimmt die Streuung zwischen den Spitzenwerten der Störspannung schon allein durch Trocknung ab, die Abnahme ist jedoch größer, wenn sowohl Trocknung als auch elektrische Behandlung angewandt werden.
Da sowohl der Durchschnittsstörpegel wie auch die Streuung zwischen den Spitzenwerten abnimmt, werden offenbar die höchsten oder oberen Spitzen der Störspannung wirksamer vermindert bzw. neutralisiert als die unteren Spitzen.
Es wird angenommen, daß beim Vorgang der Ladungsinjektion der übergang von Ladung in flache innenliegende Bereiche unterhalb der Oberfläche des Aufzeichnungsträgers eine Rolle spielt. Der induktive i Blindwiderstand des bewegten Materials ändert sich bei einer bestimmten Bandgeschwindigkeit- und -breite umgekehrt proportional zur Banddicke.
Es wurde auch festgestellt, daß die Grenzspannungen bei Polyesterbändern mit Dicken von 0,0125, t 0,00625 und 0,025 mm (0,00025, 0,00050 und 0,001 inch) ungefähr gleich sind. Dies legt nahe, daß die Schwellspannung ein oberflächenabhängiges Band-Metall-Grenzschichtphänomen ist und wahrscheinlich unabhängig von der Banddicke ist, soweit die Oberflächeneigenschaften nicht als Folge des Herstellungsprozesses von der Dicke des Bandes abhängen.
Versuche, bei denen zwei oder drei Polyesterbänder übereinandergeschichtet und zwischen den Aufnahmeelektroden hindurchgezogen wurden, zeigten, daß die Schwell- oder Grenzspannung für eine Band-Band-Grenze ungefähr 100 Volt beträgt. So wurde bei einem zweischichtigen Polyesterband ein ungefähr 100 Volt größerer Schwellspannungswert als bei einem einzelnen Band gefunden, während bei einem dreischichtigen Band ein Schwellspannungswert gefunden wurde, der ungefähr 220 Volt größer als bei einem einzelnen Band ist.
Ein zweischichtiges Band wurde in zwei einschichtige Bänder zerlegt und auf verschiedene Spulen aufgewickelt und diese beiden Bänder wurden einzeln zurückgespielt; die Wiedergabe der beiden Bänder war ungefähr gleich, obgleich bei dem Band, welches während der Aufnahme in Berührung mit den schneidenförmigen Elektroden gekommen war, eine ein wenig größere Ausgangsspannung anfällt. Ein dreischichtiges Band wurde für das Rückspiel getrennt; alle drei Bänder ergaben beim Rückspiel ungefähr die gleiche Ausgangsspannung, aber das Band, das während der Aufnahme in Berührung mit der schneidenförmigen Elektrode gekommen war, ergab wieder eine etwas größere Ausgangsspannung. Diese Versuche neigen dazu, zu zeigen, daß die Anzahl der Elektronen, die von einer Aufzeichnungselektrode dem Band entzogen werden, im wesentlichen die gleiche ist wie die Anzahl der Elektronen, die von der anderen Aufzeichnungselektrode ins Band hinein injiziert werden, wenn die Elektrodenkonstruktion nach F i g. 3 benutzt wird.
Es wurden Aufzeichnungen mit verschieden großen Vorbehandlungsspannungs- und Aufzeichnungsvorspannungswerten gemacht. Hierbei wurde gefunden, daß es zu jeder Vorbehandlungsspannung anfänglich eine optimale Aufzeichnungsvorspannung gibt; und zwar bezüglich des Umfangs des Ausgangs und der Störfreiheit der Wiedergabe, wobei niedrigere Rückspielspannungswerte und etwaige Verzerrungen sowohl bei höheren wie bei niedrigeren Aufzeichnungsvorspannungen auftreten. Bei diesen optimalen Bedingungen werden auch nahezu maximale Werte für die Signal-Störspannungs-Verhältnisse erzielt. Weiter wurde, als die Aufzeichnungen mit den verschiedenen Verhältnissen von Vorbehandlung zu Vorspannung nach Tagen wieder rückgespielt wurden, gefunden, daß bei Aufzeichnungen mit Vorbehandlungsspannungswerten oberhalb 1000 Volt (z. B. 1100 und 1200 Volt) das Optimum am Ausgang und die größte Verzerrungsfreiheit bei niedrigeren Aufzeichnungsvorspannungen als ursprünglich beobachtet auftreten. In ähnlicher Weise treten bei Aufzeichnungen, die mit Vorbehandlungsspannungen von 900 Volt oder weniger (z. B. 800 oder 700 Volt) aufgenommen wurden, die optimale Ausgangsspannung und die größte Störfreiheit bei höheren Aufnahmevorspannungen, als zunächst beobachtet, auf. Unabhängig von der an-:änglichen Vorbehandlung nähern sich die optimaen Werte der Aufzeichnungsvorspannung bei allen Aufzeichnungen nach einer Wartezeit von einer Woche bis zu 10 Tagen in unmittelbarer Nähe um , 600 Volt liegenden Werten. Diese Werte gelten für ein unter dem Warenzeichen »Polyester« im Handel erhältliches Band der Qualität C, wie es von der Firma E. I. Dupont de Nemours &Co., Inc., hergestellt wird, mit einer Dicke von 0,00625 mm (0,00025 inch). Bei dieser Bandqualität wurde insbesondere festgestellt, daß eine Kombination für Vorbehandlungsspannung - Aufzeichnungsvorspannung von -1000, -I- 600 V im Bezugszentrum, in dessen Nähe von Beginn der Aufzeichnung an und auch danach nahezu optimale Bedingungen bestehen, und zwar gleichzeitig für Ausgangsspannung, Verzerrungsfreiheit und ein hohes Verhältnis von Signal- zu Störspannung.
Es wird angenommen, daß die Maxima der Rückspielausgangsspannung in Abhängigkeit von der Aufnahmevorspannung für verschiedene Vorbehandlungsspannungen von der effektiven Tiefe bis zu der Ladungseindringung, welche bei dem Aufzeichnungsverfahren mittels Ladungsinjektion auftritt, geht, abhängt. Wenn die Aufzeichnungsvorspannung bei gegebener Vorbehandlungsspannung erhöht wird, nimmt die Eindringtiefe der Ladungsinjektion weiter zu. Hierbei werden die innerhalb des Bandes auf beiden Seiten seiner Mittelebene befindlichen Ladungen immer fester aneinandergebunden, da ihr Abstand abnimmt. Auch die Stärke des äußeren elektrischen Feldes wird (und zwar relativ gesehen) mit der Abnahme des Ladungsabstandes immer geringer, so daß, obgleich die innere Ladungsdichte an den gegenüberliegenden Seiten der Mittelebene des Bandes mit anwachsender Aufzeichnungsvorspannung immer größer wird, eventuell ein Zustand erreicht wird, bei dem und oberhalb dessen immer weniger induzierte, gebundene Rückspielladungen zu der Metalloberfläche der dem Band benachbarten Elektroden gezogen werden können. Dabei gibt es zu einer gegebenen Vorbehandlungsspannung eine besondere Aufzeichnungsvorspannung, bei der die Rückspielausgangsspannung ein Maximum ist, wobei die Ausgangsspannung bei kleineren Werten der Aufzeichnungsvorspannung wegen der anfänglich schwächeren inneren Ladungsinjektion schwächer und bei größeren Werten der Aufzeichnungsvorspannung wegen der zur Erzeugung elektrostatischer Induktion in der elektrostatischen Abtastvorrichtung weniger günstigen Placierung der Ladungen im Inneren des Bandes geringer ist.
Es ist möglich, auf zwei direkten Wegen experimentell zu zeigen, daß das hier offenbarte elektrostatische Aufnahmeverfahren nicht die Polarisation ferroelektrischer Materialien benutzt, wie dies z. B. bei Verwendung von Bariumtitanat der Fall ist: Erstens, die beobachtete Polarität des remanenten elektrischen Feldes des Aufzeichnungsmaterials ist so, wie man bei der Ladungsinjektion erwartet und entgegengesetzt zur Polarität, die man bei ferroelektrischer Polarisation erwartet; zweitens besitzt das Aufzeichnungsmaterial (Polyester) keine ferroelektrischen Eigenschaften. Es gibt ein beträchtliches Beweismaterial, sowohl direkte wie indirekte Beweise, die das Vorherrschen von Ladungsinjektion gegenüber dem Auftreten von Ferroelektrizität nahelegen bzw. begünstigen. Dies könnte ebenfalls ausgeführt werden, aber für den vorliegenden Zweck ist das Folgende ausreichend.
Ladungsinjektion bedeutet hier die Überführung von Ladungen durch eine Zwischenschicht zwischen Elektrode und Dielektrikum und das nachfolgende konsequente Einfangen oder Festlegen der leitungsfähigen Ladungen im Dielektrikum. Hierdurch wird im Dielektrikum eine Volumendichte von eingefangenen Ladungen hervorgebracht. Wenn zwei Elektroden in Berührung mit dem Dielektrikum stehen und zwischen den Elektroden ein Potential anliegt, können gleichzeitig Ladungen des gleichen Vorzeichens an der einen Elektrode injiziert und an der anderen Elektrode abgesaugt werden. Die Volumendichte der eingefangenen Ladungen, die im Dielektrikum jeweils in der Nähe einer Elektrode erzeugt wird, stimmt in ihrer Polarität mit der Polarität dieser Elektrode überein.
Die ferroelektrische Polarisation ist ein relativ gutbekanntes Phänomen. Ein Nettodipolmoment pro Volumeinheit oder eine Polarisation werden im Dielektrikum erzeugt. Die Polarisation kann auch durch Anhäufungen von Ladungen entgegengesetzter Polarität an zwei Oberflächen hervorgerufen werden. Die ferroelektrische Polarisation unterscheidet sich von der Ladungsinjektion dadurch, daß der Ladungstransport durch eine Zwischenschicht Elektrode-Dielektrikum und die Erzeugung einer Volumendichte eingefangener Ladungen im Dielektrikum nicht auftreten.
Wenn die Elektroden in einem System zur Ladungsinjektion auf der gleichen Spannungsdifferenz gehalten werden, während sie vom Dielektrikum zurückgezogen werden, bleibt die Volumendichte der im Dielektrikum eingefangenen Ladungen erhalten. Das äußere elektrische Feld ist auf die Oberfläche, welche in ihrer Nähe negativ eingefangene Ladungen aufweist, und von der Oberfläche weggerichtet, in deren Nähe die positiv eingefangenen Ladungen sind. Diese Richtung des äußeren elektrischen Feldes ist für die Ladungsinjektion charakteristisch.
Wenn die Elektroden einer ferroelektrischen Aufzeichnungsvorrichtung in ähnlicher Weise zurückgezogen werden, so bleibt dort eine ferroelektrische Polarisation, und das äußere elektrische Feld hat bezüglich der Polarität der Elektroden die entgegengesetzte Richtung wie dasjenige, welches durch die Ladungsinjektion erzeugt wird.
Durch Versuche wurde für ein Polyesterband festgestellt, daß die Richtung des äußeren Feldes die für die Ladungsinjektion charakteristisch ist und nicht die für die ferroelektrische Polarisation.
Eine andere experimentelle Untersuchung wurde weiterhin zur Klärung der Frage gemacht, ob Polyesterfilme eventuell ein ferroelektrisches Verhalten aufweisen. Ein ferroelektrisches Material muß Hysterese und Sättigungseigenschaften zeigen. Insbesondere muß die mittlere Wechselstrom-Dielektrizitätskonstante bei Überlagerung eines statischen elektrischen Feldes abnehmen. Ein experimenteller Aufschluß über ein mögliches ferroelektrisches Verhalten des Polyesterbandes wurde durch Messung der zusätzlichen Dielektrizitätskonstante von Polyester und von Bariumtitanat unter vergleichbaren Bedingungen erhalten. Die Messungen zeigen, daß Polyester innerhalb des Meßbereichs kein ferroelektrisches Verhalten zeigt.
Gewisse Merkmale der hier offenbarten Ausführungsformen werden als von großer Bedeutung für eine hohe Qualität der Aufnahme und Wiedergabe von Musikzeichen u. ä. betrachtet, obgleich sie für eine befriedigende Aufnahme bzw. Wiedergabe, insbesondere bei weniger hohen Anforderungen, nicht erforderlich sind. Zum Beispiel wird die Drahtelektrode, welche eine große Anzahl federnder Drähte von relativ kleinem Durchmesser aufweist, zur Sicherstellung einer innigen Berührung zwischen den Elektroden und dem Band als von großer Wichtigkeit angesehen.
Es ergeben sich einige Vorteile, wenn der Durchmesser der für die Elektroden verwendeten Drähte kleiner als 0,025 mm (0,0010 inch) oder weniger ist. Drähte dieser Feinheit ergeben eine Elektrode von erheblicher Flexibilität. Eine große Anzahl von Kontaktstellen mit dem Band durch Verwendung von Drähten mit kleinem Durchmesser wird geschaffen. Eine kleine Kontaktfläche ergibt einen kleinen Strom pro Kontakt, und es wird hierdurch eine gleichförmige »linienhafte Verteilung« des Stroms bzw. der injizierten Ladungen erzielt, die die Ansprechbarkeit für hohe Frequenzen und eine lange Lebensdauer des Signals begünstigt. Dünne Drähte ergeben pro Kontakt eine geringe Kraft senkrecht gegen das Band und eine geringe senkrechte Gesamtkraft bei einer gegebenen Abbiegung bzw. Durchbiegung der Elektrode. Dies ergibt wenig oder kein Einschneiden bzw. Abnutzen des Bandes durch die Schneiden der Elektroden und nur eine vernachlässigbare Ansammlung von Material zwischen jeder Schneide und dem Band, wodurch sich nur eine geringfügige Abnahme der effektiven Breite der Elektronen mit der Zeit ergibt. Auch eine geringe Bandreibung ergibt sich infolge der geringen senkrecht wirkenden Kraft, und dies bewirkt eine Verminderung der Vibration, eine Reduzierung der »Wau«-Töne und eine Verminderung der Tendenz zum Pfeifen des Bandes. Wegen des geringen senkrechten Druckes und der großen Biegsamkeit der Elektrode können Kleb- und Verbindungsstellen des Bandes, Marken usw. frei durch den Kopf hindurchgeführt werden. Weiter wird mit dünnen Drähten ein höheres Verhältnis von Signal zu Störspannung und eine größere Frequenzansprechbarkeit erhalten als bei dickeren Drähten. Die in F i g. 1 gezeigte Konstruktion hat mit einem Verhältnis von Signal zu Störspannung von 137,8 oder 42,7 db, bei 800 Hz (800 cP) und einer Bandgeschwindigkeit von 28,5 cm pro Sekunde (111/4 inches per second) gearbeitet.
Die Verwendung eines Polyesterfilms für Aufzeichnungsbänder wird als sehr vorteilhaft betrachtet, insbesondere, da die hohe Zerreißfestigkeit des Films, die 1400 kg/cm (20 000 pound per squäre Inch) erreichen kann, einen sehr starken Film ergibt, auch wenn er sehr dünn ist. Ein sehr dünner Film ist nicht nur zur Verminderung der erforderlichen Elektrodenspannungen, sondern auch zur Erhöhung der Kräfte, mit denen die Ladungen innerhalb des Bandes gebunden werden, wünschenswert. Vorzugsweise hat der Aufzeichnungsträger eine Dicke von ungefähr 0,00625 mm (0,00025 inch). Im allgemeinen wird es als ideal betrachtet, die Dicke des Bandes so zu wählen, daß die Durchschlagsspannung ungefähr den doppelten Wert der Schwellspannung eines Aufzeichnungsträgers hat, der noch nicht unter der Einwirkung einer Vorspannung gestanden hat.
Obgleich gewisse Merkmale jetzt für eine hohe Aufnahme bzw. Wiedergabegüte als sehr wichtig betrachtet werden, wird die Erfindung im weiteren Sinne nicht durch die beschriebenen speziellen Ausführungsbeispiele begrenzt, da, wie dem Fachmann geläufig ist, die verschiedensten Elektroden- oder Ladungsinjektionskonstruktionen und -materialien, Schaltungen, Aufzeichnungsanordnungen und -materialien angewandt werden können.
Als Erläuterung von Ausführungsbeispielen, die im weiteren Sinne innerhalb des Anwendungsbereiches der vorliegenden Erfindung liegen, kann bemerkt werden, daß Aufzeichnungen auch mit nur einer einzigen Elektrode ausgeführt werden können. Aufzeichnungen können auch mit anderen Materialien, welche die gewünschten mechanischen und dielektrischen Eigenschaften besitzen, durchgeführt werden. Zelluloseacetat ist ein anderes Beispiel eines für viele Anwendungen geeigneten Materials. Während die speziellen Ausführungsbeispiele, die in den Zeichnungen dargestellt sind, bei der Aufzeichnung und Wiedergabe von Sprache und Musik besondere Vorteile bringen, ist es leicht einzusehen, daß die Erfindung bei zweckmäßigen Abänderungen der Schaltung und der Elektrodenformen, wie sie dem Fachmann geläufig sind, für die Aufnahme und Wiedergabe von Zeichen aller Arten anwendbar ist.
Der Ausdruck »diskrete Ladungen« wird in den Ansprüchen für Ladungen verwendet, die in einem gegebenen Bereich durch Elektronenüberschuß oder -mangel gebildet werden, um diese von den Ladungen, die durch Polarisation von Molekülen oder von größeren Teilchen ohne irgendeine Änderung der Nettoladung in dem gesamten polarisierten Bereich erhalten werden können, zu unterscheiden.
Die Schaltung nach F i g. 9 kann in verschiedener Hinsicht abgeändert werden, ohne daß ihre vorteilhaften Merkmale verlorengehen. Jede der F i g. 11, 12 und 14 zeigt eine Abänderung oder Modifikation des Stromkreises nach F i g. 9, die eine oder mehrere der vorteilhaften Merkmale der Schaltung der F i g. 9 aufweisen.
In F i g. 11 ist eine Schaltung gezeigt, die bei einer Kopfkonstruktion, bei der die Aufnahme- und Wiedergabeelektrode 22 geerdet ist, verwendet werden kann. Daher hat die Schaltung nach F i g. 11 den Vorteil, daß sie ohne Abschirmung 43 benutzt werden kann. Es ist jedoch einleuchtend, daß die Verwendung einer Abschirmung vom Betriebsstandpunkt aus vorteilhaft ist. Die 1500-Volt-Spannungsquelle 56 ist wie vorhin geschaltet, so daß sie einseitig geerdet ist, jedoch ist in diesem Fall der positive Pol geerdet. Der negative Pol führt zu einem Strombegrenzungswiderstand 81, der einen Widerstand von 200 000 Ohm besitzt. Der Gleichstromkreis setzt sich über eine Leitung 82 zu der Vorbehandlungselektrode 21 fort, die in diesem Fall vorzugsweise aus Metall besteht. Wie zuvor beschrieben, kann sich der Gleichstromkreis vom positiven Pol der Spannungsquelle 56 über Erde zu der Aufnahmeelektrode 22, von dort durch den Aufzeichnungsträger 14 zur Gegenelektrode 23, nochmals durch den Aufzeichnungsträger 14 zur Vorbehandlungselektrode 21 erstrecken und von dort zurücklaufen. Zwei Sperrkondensatoren, der eine, 83, mit einer Kapazität von 0,02 mF und der andere, 84, mit einer Kapazität von 0,0001 mF isolieren den Gleichstromkreis gegen die Wechselströme.
Ein Belastungswiderstand, 85, mit 200 000 Ohm ist über die Sekundärwicklung 65 des Transformators 63 geschaltet, der vom Verstärker 66, wie oben beschrieben, gespeist wird. Der Wechselstromkreis erstreckt sich von dem einen Ende der geerdeten Sekundärwicklung 65 über den Kupplungs- und Sperrkondensator 84 zur Gegenelektrode 23, von dort durch den Aufzeichnungsträger 14 zur Aufnahme-und Wiedergabeelektrode 22 und über Erde zurück. Der Sperrkondensator 83 dient dazu, die Vorbehandlungselektrode 21 auf das gleiche Wechselstrompotential wie die Gegenelektrode 23 zu legen. Da zwischen der Gegenelektrode 23 und der Vorbehandlungselektrode 21 kein Spannungsabfall besteht, fließt zwischen ihnen kein Wechselstrom. Es sei bemerkt, daß es für einen Teil der aus der Sekundärwicklung 65 austretenden Wechselstromleistung einen abweichenden Weg gibt, der sich durch den Widerstand 81 und einen weiteren Überbrückungskondensator 86, der über die Gleichstromspannungsquelle 56 geschaltet ist, erstreckt. Da die Widerstände 81 und 85 parallel geschaltet sind, wird an der Sekundärwicklung 65 eine gleichwertige Belastung erhalten, indem man jeden von ihnen etwa doppelt so groß wie den Widerstand 68 der F i g. 9 wählt. Die Kapazität des Kondensators 86 kann 0,02m17 betragen. Dieser Kondensator dient auch zur Ableitung von Störungen oder von Spannungsschwankungen im Gleichstromkreis, welche, wenn die Stromquelle 56 eine Batterie ist, durch innere Widerstandsänderungen hervorgerufen werden können, wenn die Spannungsquelle Gleichstrom durch Gleichrichtung liefert. Der Widerstand 85 bietet auch einen nichtinduktiven Entladungsweg für die Sekundärwicklung 65. So hat auch der Widerstand 81 sowohl im Wechselstrom- wie im Gleichstromkreis eine den Strom begrenzende Funktion. Bezüglich anderer Punkte ist die Wirkungsweise der Schaltung nach F i g. 11 ähnlich derjenigen der Schaltung nach F i g. 9.
In F i g. 12 ist eine Schaltung gezeigt, bei der die Gegenelektrode 23 geerdet ist. Es sei bemerkt, daß sich der Gleichstromkreis nicht über Erde erstreckt. Zu diesem Zweck ist der positive Pol der Spannungsquelle 56 an einen Strombegrenzungswiderstand 87 mit einem Widerstand von 1 Megohm angeschlossen, der in Serie mit einem zweiten Strombegrenzungswiderstand 88 mit einem Widerstand von 100 000 Ohm liegt. Der Widerstand 88 ist durch eine Leitung 89 mit der Aufnahmeelektrode 22 verbunden. Der Stromkreis erstreckt sich wie beim vorherigen Beispiel durch den Aufzeichnungsträger 14, die Gegenelektrode 23, den Aufzeichnungsträger 14, die Vorbehandlungselektrode 21 und zurück zum negativen Pol der Spannungsquelle 56. Es sei darauf hingewiesen, daß die Erdleitung 90, die an der Gegenelektrode 23 angeschlossen ist, keinen Teil des betrachteten Stromkreises bildet und daß der Gleichstromkreis daher Teile aufweist, deren Potentiale sowohl oberhalb wie auch unterhalb des Erdpotentials liegen.
In dieser Schaltung kann der Kondensator 86 wie vorher eine Kapazität von 0,02 mF haben und dient dazu, jede Welligkeit der Spannung, welche von der Gleichrichtung oder von Schwankungen des inneren Widerstandes herrühren, zu eliminieren.
Der Widerstand 88 dient außerdem als Belastungswiderstand für die Sekundärwicklung 65. Weiter sind zwischen der Sekundärwicklung 65 und dem Widerstand 88 zwei Sperrkondensatoren 69 und 91 vorgesehen, von denen jeder eine Kapazität von 0,025 mF aufweist.
Der Wechselstromkreis erstreckt sich, wie vorher beschrieben, vom ungeerdeten Ende der Sekundärwicklung 65 über die Leitung 89 zur Aufnahmeelektrode 22 und von dort durch den Aufzeichnungsträger 14 zur Gegenelektrode 23. Durch die Einschaltung eines Querkondensators 92 mit einer Kapazität von 0,00025 mF parallel zum Elektrodenpaar der Vorbehandlungszone kann sich der Rückweg des Wechselstromsignals von der Gegenelektrode 23 durch den Kondensator 92, den Kondensator 84, den Widerstand 87 und den Kondensator 91 zurück zur Sekundärwicklung 65 erstrecken. Es ist daher klar, daß die Erdleitung 90 zur Vervollständigung des Wechselstromkreises nicht notwendig ist.
Diese Schaltung erfordert für die gleichstromführenden Teile die Verwendung guter Isolation, um einen Gleichspannungsleckstrom zur Erde hin zu verhindern, da dieser zu Unsymmetrien des durch die Elektrode fließenden Gleichstroms führt. Für den Fall, daß ein kleiner Leckstrom vorhanden ist, so daß durch die Erdleitung 90 ein Strom fließt, kann, wie in F i g. 13 dargestellt, ein veränderliches Potentiometer 93, dessen Schleifkontakt geerdet ist, über die Spannungsquelle 56 geschaltet sein. So ist es durch Einstellung des Schleifkontakts des Potentiometers 93 möglich, die Potentiale so abzugleichen, daß durch die Leitung 90 weniger als 0,01 Mikroampere fließen. Das Potentiometer 93 wird daher im wesentlichen in der gleichen Weise benutzt wie der variable Zweig einer Wheatstoneschen Brücke. Wie ersichtlich ist, wird wie zuvor auf diese Weise ein RC-Kreis zur Belastung der Sekundärwicklung geschaffen, der sowohl den Strom des Wechsel- wie des Gleichstromkreises begrenzt und das Wechselstromsignal in den Gleichstromkreis einmischt.
F i g. 14 zeigt eine Schaltung, die gegenüber derjenigen nach F i g. 9 etwas verfeinert ist. Wie ersichtlich, sind der Verstärker 66 und der Ausgangstransformator 63 wie vorhin geschaltet und die Elektroden im wesentlichen so angeordnet, wie in F i g. 9 gezeichnet. Bei dieser Ausführungsform besteht die Erde der Vorbehandlungselektrode 21 und des Kondensators 61 jedoch aus einer Leitung 94.
Der Gleichstromkreis beginnt bei der Spannungsquelle 56, deren positiver Pol zu einem Belastungswiderstand 68 führt, der eine geringe Strombegrenzungswirkung hat, und weiter zu einem zusätzlichen Strombegrenzungswiderstand 95 mit einem Widerstand, der im allgemeinen zwischen 1 und 20 Megohm beträgt und von dort zur Aufnahmeelektrode 22. Wie vorhin erstreckt sich der Gleichstromkreis von der Aufnahme- und Wiedergabeelektrode durch den Aufzeichnungsträger 14 zur Gegenelektrode 23 nochmals durch den Aufzeichnungsträger 14 zur Vorbehandlungselektrode 21 und dann über einen zusätzlichen, in seiner Größe wählbaren Strombegrenzungswiderstand 96 mit einem Widerstand zwischen 0 und 100 Megohm und von dort über die Leitung 94 zum negativen Pol der Spannungsquelle 56. Da der negative Pol der Spannungsquelle 56 geerdet ist, dient jeder der in der Schaltung eingezeichneten Kondensatoren als Sperrkondensator, um einen Kurzschluß der Gleichspannungsquelle zu verhindern.
Wie vorhin dient der Widerstand 68 zur Belastung der Sekundärwicklung 65 und ist über zwei Kupplungskondensatoren 97 und 98 an diese angeschlossen. Die Kapazität des Kondensators 97 beträgt 0,005 mF oder mehr, und die des Kondensators 98 ist gleich 0,03 mF.
Der Wechselstromkreis reicht von dem einen Ende der Sekundärwicklung 65 durch den Strombegrenzungswiderstand 95 zur Aufnahme- und Wiedergabeelektrode 22, wo das Wechselstromsignal dem durch den Aufzeichnungsträger 14 fließenden Gleichstrom überlagert wird. Danach fließt der Wechselstrom zur Gegenelektrode 23 und wird über den Kondensator 61, der an die Rückleitung 94 angeschlossen ist, abgeleitet.
Durch die Reihenschaltung der Gegenelektrode im Gleichstromkreis wird sichergestellt, daß die Gleichstromkomponente des durch das bewegte Band fließenden Stromes, welches durch die Aufzeichnungsvorspannungselektroden zugeführt wird, die gleiche Größe annimmt wie diejenige, welche durch die Vorbehandlungselektrode zugeführt wird, und daß die beiden Ströme in entgegengesetzten Richtungen durch das Band fließen.
Da die beiden Elektrodenspannungen durch den Widerstand des Bandes automatisch so geteilt werden, daß durch die beiden Elektrodensätze bei bewegtem Band die gleichen Ströme fließen, reicht eine einzelne Spannungsquelle aus. Die Grenzspannung und die innere Spannung des Bandes, die es nach Verlassen der Vorbehandlungselektroden hat, sind auch Faktoren, die zu dieser Spannungsteilung beitragen.
Wird die Schaltung nach F i g. 14 in der dargestellten Weise verwendet, so ist die Spannungsverteilung an den beiden Elektrodensätzen im wesentlichen die gleiche, wie im Zusammenhang mit F i g. 9 beschrieben wurde, wobei die Gleichspannung der Gegenelektrode gegenüber Erde ungefähr 900 Volt beträgt. Für den Fall jedoch, daß eine abweichende Gleichspannung zwischen Erde und Gegenelektrode gewünscht wird, kann nach F i g. 15 ein Potentiometer 99, dessen Schleifkontakt geerdet ist, über die Spannungsquelle 56 geschaltet werden. Wenn dies geschehen ist, sollte zur Isolierung der Transformatorerde gegen die Potentiometererde ein Kondensator 100, dessen Größe nicht kritisch ist, zusätzlich, wie dargestellt, eingeschaltet werden. Das Potentiometer bewirkt auch, daß der Abfall der Kondensatorspannungen in einer relativ kurzen Zeit erfolgt, wenn die Gleichspannungsquelle abgetrennt wird.
F i g. 16 zeigt eine ähnliche Schaltung mit zwei in Serie geschalteten Spannungsquellen 56 a und 56 b, wobei ein Punkt zwischen diesen geerdet ist. Es sei darauf hingewiesen, daß bei der abgeänderten Schaltung nach F i g. 16 die gleichen Ergebnisse wie bei der Schaltung nach F i g. 15 erzielt werden mit dem Unterschied, daß die Einstellmöglichkeit nicht vorhanden ist.
Es ist leicht einzusehen, daß der Kondensator 61, der an der Gegenelektrode 23 angeschlossen ist, eine etwas größere Kapazität als 0,002 mF haben kann. Es wird jedoch bevorzugt, an dieser Stelle einen Kondensator mit einer kleinen Kapazität zu verwenden, so daß, wenn der Kondensator durch direkte Berührung zwischen der Gegenelektrode und einer der anderen Elektroden entladen wird, der tatsächlich fließende Entladungsstrom vernachlässigbar ist und dadurch keine Beschädigung der sich berührenden Flächen oder Schneiden eintritt.
Es ist offensichtlich, daß die Elektrodenkonstruktion nach F i g. 3 mit jeder der verschiedenen Schaltungen, die hier offenbart sind, verwendet werden kann. In mehreren dieser Schaltungen kann eine der Elektroden geerdet und ein Kopf etwas einfacherer Form, falls erwünscht, verwendet werden. Dies wird durch die in F i g. 17 gezeigte Ausführungsform erläutert. In dieser Ausführungsform wird die Aufnahmeelektrode 22a von einem isolierten Trag- oder Unterstützungsglied 33 a getragen, das seinerseits z. B. durch Schrauben an einer leitenden Konsole oder Platte 101 befestigt ist, die einen Teil des Gehäuses 20 bildet oder mit diesem fest verbunden ist.
Die Art und Weise der Befestigung der einzelnen Elektroden ist wählbar. Die hier dargestellte Aufnahme- und Wiedergabeelektrode 22 a ist an der isolierten Halterung 33 a angeklebt bzw. festzementiert. Die Vorbehandlungselektrode 21 a ist innerhalb einer Abschirmung 43 a angeordnet, die von der leitenden Platte 101 getragen wird und mit dieser elektrisch verbunden ist. In dieser Ausführungsform ist die Vorbehandlungselektrode 21a mittels einer Schraube 34a an der leitenden Platte 101 befestigt. Falls es gewünscht wird, kann dazwischen ein Abstands- bzw. Zwischenstück 102 eingefügt werden. Der Führungsstift 27a ist bei dieser Ausführungsform direkt an der leitenden Platte 101 befestigt (durch Einpressen). Die Gegenelektrode 23 ist die gleiche wie die in F i g. 3 dargestellte. F i g. 17 zeigt weiter, daß die Vorbehandlungs- und die Aufnahme- bzw. Wiedergabeelektroden relativ klein ausgeführt sind, wobei sie im dargestellten Fall aus einem Ferrit-Halbleitermaterial bestehen. Eine große Anzahl von Versuchen hat ergeben, daß ein Ferrithalbleiter von allen nicht überzogenen Elektroden- bzw. Schneidenmaterialien, soweit bekannt, in der Praxis die beste Leistung im Rahmen der Erfindung ergibt. Das Ferritmaterial hat die Zusammensetzung Nio,4Zno,,Fe204. Seine Verwendung erfordert zur Erzielung höchster Leistungsfähigkeit eine Abschirmung der Vorbehandlungselektrode. Die Elektroden zeigen, wenn sie gereinigt sind, typische Widerstände von 6 bzw. 30 Megohm.
Während der Führungsstift 27 in F i g. 3 als vertikal verstellbar und in F i g. 1 als starr befestigt beschrieben wurde, ist es einleuchtend, daß die Führungsmittel auch in anderer Weise sowohl fest wie einstellbar konstruiert werden können.
In F i g. 19 ist eine abgewandelte Ausführungsform zur seitlichen Führung des Aufzeichnungsträgers dargestellt. In diesem Fall ist sowohl die Vorbehandlungselektrode 21 als auch die Aufnahmeelektrode 22 mit einer Führungsplatte 103 versehen, die durch Befestigungsschrauben 34 an der betreffenden Elektrode befestigt ist. Jede der Führungsplatten 103 weist an ihrer unteren Querkante eine nach unten gerichtete Aussparung 104 auf, die von zwei gegenüberstehenden Schultern bzw. Anschlägen 105 begrenzt wird, die zur Aufnahme des Aufzeichnungsträgers 14 mit Abstand voneinander angeordnet sind. Es sei bemerkt, daß sich die Aussparung bzw. Durchgangsöffnung 104 nach oben über die Schneiden 31 und 32 hinaus erstreckt. In dem Fall, wo die Schneiden 31 und 32 eng zusammenliegen, kann eventuell eine der Platten 103 weggelassen werden.
In F i g. 20 ist noch eine weitere Ausführungsform eines justierbaren Führungsstiftes dargestellt. Bei dieser Ausführungsform dient die Gegenelektrode 23 a zur Unterstützung eines nach oben gerichteten Armes 106, der an ihr durch zwei Schrauben 107 und 108 befestigt ist. Die Schraube 45 kann gegebenenfalls als eine der beiden zuletzt genannten Schrauben verwendet werden. Wie ersichtlich, ist bei 109 im Arm 106 ein weitgehend ringförmiger Schlitz bzw. Aussparung vorgesehen, so daß der Arm gegenüber Gegenelektrode 23 a um die Schraube 107 schwenkbar und durch Anziehen der Schraube 108 in einer gegebenen Winkelstellung arretierbar ist. Der Arm 106 trägt an seinem oberen Ende einen Bandführungsstift 110, der durch Reibungsschluß gehalten wird. Das äußere Ende 111 des Führungsstiftes 110 ist so ausgebildet, daß es mittels eines Schraubenziehers gedreht werden kann, während das gegenüberliegende Ende hinterdreht ist, um zwei mit Abstand voneinander angeordnete Schultern bzw. Anschläge 112, 112 zu begrenzen, zwischen denen das Band 14 geführt wird. Der hinterdrehte Bereich 113 ist vorzugsweise so ausgebildet, daß er bezüglich des Hauptabschnittes des Stiftes 110 exzentrisch angeordnet ist. Wenn daher der Stift 110 gedreht wird, kann der Abstand, mit dem der Aufzeichnungsträger 14 über die obere Fläche der Drähte 41 der Gegenelektrode 23 a angehoben wird, eingestellt werden.
Durch Schwenkung des Armes 106 um die Schraube 107 werden Verstellungen hervorgerufen, die sowohl eine vertikale wie eine senkrecht zur Zeichenebene stehende Komponente haben, wodurch der Führungsstift 110 bei jeder Einstellung der in F i g. 2 gezeigten Justierschraube 49 und 53 bequem eingestellt werden kann.
Es ist bereits darauf hingewiesen worden, daß der Durchmesser der einzelnen Drähte 41 der Gegenelektrode 23 0,025 mm (0,001 Inch) oder kleiner ist.
Es ist leicht abzusehen, daß, wenn ein so feiner Draht mit einer Länge benötigt wird, welche ein Vielfaches seines Durchmessers beträgt, die Kraft, welche durch einen Draht auf die Unterseite des Bandes 14 ausgeübt werden kann, relativ gering ist. Ein Verfahren und Mittel, durch die die von den Drähten 41 der Gegenelektrode ausgeübten Kräfte verstärkt werden können, sind in F i g. 18 dargestellt. In F i g. 18 wird eine Konstruktion gezeigt, die mit derjenigen nach F i g. 3 identisch ist, mit dem Unterschied jedoch, daß zu den Elektroden ein Magnetfeld hinzugefügt worden ist. Da zwischen den Elektroden 21 und 22 üblicherweise ein Gleichspannungspotential von 1500 Volt anliegt, ist wenigstens auf einer der Elektroden 21 bzw. 22 eine dünne isolierende Schicht bzw. ein Belag aufgebracht. F i g. 18 zeigt die Verwendung eines Isolationsmaterials, welches Polyester in einer Dicke von 0,025 mm (0,001 Inch) umfaßt. Wenn ein magnetischer Spalt dieser Feinheit vorgesehen wird, tritt nur ein sehr geringer Verlust an magnetischer Kraft auf. Ein magnetisches Feld kann dann durch Verwendung eines Permanentmagneten 115 geschaffen werden, der so angeordnet und gestaltet ist, daß er von selbst an den Elektroden 21 und 22 anhaftet. Es ist leicht einzusehen, daß, falls diese Besonderheit verwendet wird, die Elektroden 21 und 22 magnetisches Material, z. B. Nickel, aufweisen müssen. Weiterhin ist es vorteilhaft, zur Herstellung der Drähte 41 Nickel zu verwenden, da Nickel ferromagnetisch und korrosionsbeständig ist. Zur Erreichung des beabsichtigten Ziels kann der magnetische Weg jedoch irgendwelche ferromagnetischen Materialien umfassen. Der magnetische Weg erstreckt sich von den Polen des Magneten 115 durch die beiden Elektroden 21 und 22, durch das i Band 14 und durch die Drähte 41. Die Schneiden 31 und 32 stellen Zonen starker Flußdichtekonzentration dar, welche durch den Aufzeichnungsträger 14 wirken, um die Drähte 41 gegen die Unterseite des Aufzeichnungsträgers 14 zu ziehen und dadurch i ihren Druck gegen diese Oberfläche und den Kontaktdruck jedes Drahtes zu vergrößern. Eine vorteilhafte Konstruktion, mit der man diese Ergebnisse ebenfalls erzielt, erhält man, wenn ein oder beide der Elektroden 21 und 22 selbst Magneten sind oder mit einem magnetischen Feld ausgerüstet sind, wenn auch durch die Drähte 41 kein vollständiger magnetischer Fluß hergestellt wird. Daher können die in der Nähe der Drähte 41 angeordneten Elektroden 21 und 22 gleiche magnetische Polarität haben.
Es ist anzuerkennen, daß die beschriebene Anordnung auch eine elektrostatische Kapazität zwischen der Vorbehandlungs- und der Aufnahme- bzw. Wiedergabeelektrode aufweisen kann und daß das magnetische Feld einen gewissen Ablenkungseffekt auf die injizierten Ladungen ausüben kann. Es ist jedoch nicht bekannt, ob einer dieser Effekt vorliegt, dagegen bewirkt die offenbarte Konstruktion eine weitgehende Verbesserung des Frequenzganges.
Es sei darauf hingewiesen, daß es mehrere neue Merkmale gibt, von denen jedes so mit den anderen zusammenwirkt, daß verbesserte Verfahren und Einrichtungen zur elektrostatischen Aufnahme- bzw. Wiedergabe entstehen. So weist jede der Schaltungen das neue Merkmal auf, nach dem an jeder Elektrode ein Gleichstromvorspannungsstrom so durch die Aufzeichnungsträger geschickt wird, daß der Strom an der einen Elektrode gleich dem an der anderen Elektrode ist. Während dieses Merkmal mit verschiedenen Konstruktionen oder Mitteln ausgeführt werden kann, ist mit der hier offenbarten neuen gemeinsamen Gegenelektrode ein geeignetes Mittel geschaffen, um sicherzustellen, daß der Gleichstrom durch die Vorbehandlungselektrode gleich demjenigen durch die Aufnahmeelektrode ist. Weiter wurden noch verschiedenartige Elektroden und Konstruktionen zur Führung des Aufzeichnungsträgers geschaffen. Ferner umfaßt die Erfindung ein Verfahren und Einrichtungen zur zwangläufigen Neutralisierung jeder elektrostatischen Oberflächenladung und zur Vorbehandlung des Bandes.
In den F i g. 24 und 25 ist eine andere Aufnahme-und Wiedergabeapparatur dargestellt, nach der die Erfindung angewendet werden kann. Das als Aufzeichnungsträger dienende Band 14 wird von der Vorratsspule 11 abgewickelt und mittels einer Antriebsrolle 25a und einer schwenkbaren leichten Gummirolle 26a durch das metallene Abschirmungsgehäuse 20 a mit dem darin enthaltenen Aufnahme-bzw. Wiedergabekopf gezogen. Das Band wird dann auf eine Aufwickelspule (nicht gezeichnet) gewickelt. Ein Führungsstift 15a und eine Rolle 16a sind zur Führung des Bandes auf seinem Wege zwischen der Vorrats- und Aufwickelspule vorgesehen.
In F i g. 22 ist der Aufnahme- bzw. Wiedergabekopf im Schutzgehäuse 20a bei entferntem Deckel mehr ins einzelne gehend dargestellt. Es sei bemerkt, daß das Band 14 durch einen Schlitz 29 a in das Gehäuse 20 eintritt und dieses durch einen Schlitz 30 a verläßt. Innerhalb des Gehäuses läuft das Band zuerst durch einen Vorbehandlungs- oder Löschkopf 19 und dann durch einen Aufnahme- oder Wiedergabekopf 28.
Die Köpfe 19 und 28 sind im wesentlichen gleichgestaltet. Jeder dieser Köpfe umfaßt einen Stahlblock 130 mit einer schneidenförmigen Elektrode 131, die eine Seite des Bandes berührt und einen halbzylindrischen leitenden Klotz 40 mit vielen sich von diesen aus bogenförmig erstreckenden Stahldrähten 41, die in Berührung mit der Unterseite des Bandes 14 stehen. Die unteren Elektrodenklötze 40 sind an Armteilen 138 befestigt, welche um die Schrauben 139 schwenkbar sind, um eine Bewegung der Drähte 41 zum Band 14 und von diesem weg zu ermöglichen. An den Schrauben 143 sind Regulierungs- bzw. Justiernocken 142 befestigt, um die oberste Stellung der Arme 138 zu bestimmen. Um das Band in die Vorrichtung einzufädeln, werden die Schrauben 139 gelöst und die Arme 138 heruntergedreht. Nachdem das Band durch die Vorrichtung geführt worden ist, werden die Arme nach oben geschwenkt, bis sie gegen die Justiernocken 142 stoßen, und dann in dieser Stellung festgeklemmt. Die Winkelstellung der Nokken 142 wird so gewählt, daß die Drähte 41 das Band mit dem gewünschten Druck federnd gegen die Schneiden der Elektrode 131 drücken. Es ist leicht einzusehen, daß die hier beschriebenen Teile natürlich alle isoliert sind, um zu verhindern, daß die an den Elektroden angelegte Spannung auf das Gehäuse 20a übergreift.
Für die oberen schneidenförmigen Elektroden nach F i g. 22 wurden sowohl weiche wie auch hochgehärtete korrosionsbeständige Stähle verwendet. Letztere sind gegenüber der Verschleißwirkung des Bandes widerstandsfähiger. Durch Feinschleifen und anschließendes Polieren der Schneidenoberflächen 148 und 149 bis zu einer hohen Oberflächengüte wird die beste Qualität der Schneiden erhalten. Es ist zweckmäßig, ein hartes Material zu verwenden, das gegen Abrieb widerstandsfähig ist, aber einen niedrigen Reibungskoeffizienten hat, um den Laufwiderstand des Bandes zu vermindern, und einen niedrigen Dampfdruck hat, um den Effekt einer gelegentlichen Funkenbildung durch das Band zu verringern. Es wurde festgestellt, daß ein Schneiden- bzw. Kantenwinkel von 30, 45 und 60° zwischen den Flächen 148 und 149 brauchbar ist, indessen ergab ein Winkel von 90° zwischen den Flächen 148 und 149 bei der Wiedergabe der Signale mit einer Anordnung nach F i g. 22 eine deutliche Dämpfung. Mit Rücksicht auf den Verschleiß des Bandes und im Hinblick auf dessen Führung wurde es als zweckmäßig befunden, die Schneiden 131 ein wenig breiter als das Band auszubilden. Zum Beispiel kann die Schneide 131 bei einer Bandbreite von 6,25 mm (1/4 Inch) 6,64 mm (17/s4 inch) breit sein. Wie festgestellt wurde, läßt sich eine sehr wesentliche Verbesserung durch Anbau von flachen Platten an die parallelen Stirnflächen der schneidenförmigen Elektroden, wie bei 152 und 153 gezeichnet, erzielen, die eine Führung für die Seitenkanten des Bandes bei seinem Durchlauf durch die Kopfvorrichtung bilden. Der Anbau einer Bandführung, wie sie bei 152 und 153 gezeichnet ist, die von den Schneiden 131 mitgetragen wird, kann als außerordentlich wichtiges Merkmal der Kopfeinrichtung ; gelten, um das Band störungsfrei durch diese hindurchzuführen.
Die Gegenelektroden, wie sie in den F i g. 22 und 23 gezeichnet sind, müssen eine genügend geringere Breite als das Band haben, um sicherzustellen, daß t alle Drähte der Gegenelektrode stetig am Band entlanggleiten mit einem ausreichenden Bandrand an jeder Seite der Gegenelektrode, um eine hohe Spannungsisolation zwischen der Gegenelektrode und der schneidenförmigen Elektrode, die die gegenüber- f liegende Seite des Bandes berühren, zu schaffen. Zum Beispiel wird 0,18 inch bei einer Bandbreite von 0,25 ± 0,4 mm (1/4 ±1/64 inch Herstellungstoleranz) für die Gegenelektrode eine Breite von 4,5 bis 5 mm bevorzugt.
Während ursprünglich ein Führungsstift, wie bei 160 gestrichelt gezeichnet, angebracht wurde, über den das Band zwischen den Köpfen 19 und 28 lief, stellte sich heraus, daß die Arbeitsweise dieser Ausführungsform durch Entfernung des Führungsstiftes und dadurch, daß zwischen den Köpfen 19 und 28 eine freie Spannweite für das Band geschaffen wurde, wie bei 161 gezeichnet, und damit verhindert wurde, daß das Band über irgendeinen zwischen den Köpfen gelegenen Gegenstand gleitet, verbessert wird.
Es wurde gefunden, daß die untere Drahtelektrode nach F i g. 22 sehr vorteilhaft ist und die Wiedergabegüte sehr verbessert. Es wurde weiter gefunden, daß, falls anstatt der Drahtelektrode eine ebene Platte verwendet wird, das Band nicht auf einer Linie über seine ganze Breite gegen die Schneide gepreßt wird, sondern daß es lediglich an einigen relativ wenig erhöhten Stellen der Platte angedrückt wird. Wenn jedoch nach F i g. 22 eine Drahtelektrode verwendet wird, erhält man an vielen Stellen des Bandes einen Kontaktdruck, weil jeder einzelne Draht 41 eine entsprechende Stelle des Bandes gegen die Schneide drückt. Bei der Ausführungsform der Drahtelektrode nach F i g. 22 ist jedes Ende der Drähte in gut leitender Verbindung an dem leitenden Klotz 40 befestigt, und die einzelnen Drähte 41 sind frei, um sich ein wenig nach innen zu biegen, wenn sie das Band gegen die Schneide 131 pressen. In der abgewandelten Konstruktion, die in F i g. 23 gezeigt ist, ist nur ein Ende der Drähte 41' an dem leitenden Block 40' befestigt, aber die Drähte sind so gebogen, daß sie in der gleichen Weise, wie in F i g. 22 dargestellt, einen idealen Punktkontakt mit der unteren Oberfläche des Aufzeichnungsträgers 14 ergeben. Die Drähte 41' haben eine genügende Steifheit, um das Band 14 in der gleichen Weise wie die Drähte 41 der F i g. 22 federnd gegen die Scheibe 131 zu drücken. Der Klotz 40' wird genau in der gleichen Weise montiert, wie dies für den Klotz 40 in F i g. 22 dargestellt ist, und seine Wirkung ist im wesentlichen die gleiche wie die der Drahtelektrode nach F i g. 22.
Während in F i g. 22 die Verwendung von zwei Köpfen 19 und 28 dargestellt ist, ist es leicht einzusehen, daß Aufzeichnungen gemäß der vorliegenden Erfindung auch nur mit einem Kopf durchgeführt werden können. Zum Beispiel kann das Band zur Vorbehandlung zunächst durch ein einzelnes Elektrodenpaar laufen und dann das gleiche Elektrodenpaar ein zweites Mal zur Aufnahme durchlaufen. Weiter kann das Vorbehandlungsverfahren natürlich weggelassen werden, und die Aufzeichnung kann durch nur einmaliges Hindurchlaufen des Bandes durch ein einzelnes Elektrodenpaar ausgeführt werden. Bei Aufzeichnungen unter Anwendung der Vorbehandlung mit einem einzelnen Elektrodenpaar kann die Polarität der Elektroden für die Aufnahme umgekehrt werden oder das Band nach der Vorbehandlung und vor der Aufnahme umgewendet werden, so daß die durch eine Schneide, z. B. 131, erzeugten negativen vorbehandelten Bereiche während der Aufnahme in der Nähe der unteren Drahtelektrode durch das Elektrodenpaar hindurchlaufen. Es ist jedoch nicht notwendig, daß die Vorbehandlung und die Aufnahme mit Spannungen von entgegengesetzter Polarität ausgeführt werden, da es z. B. möglich ist, Aufzeichnungen mit der Schneide eines einzelnen Elektrodenpaares, z. B. 131, auszuführen, wenn diese Schneide sowohl während der Vorbehandlung wie auch während der Aufnahme positiv ist.
Es wurde gefunden, daß der Doppelkopf nach F i g. 22, abgesehen davon, daß er geeigneter als ein einzelner Kopf ist, soweit eine Vorbehandlung oder Löschung in Frage kommt, außerdem eine wesentliche Verbesserung des Verhältnisses von Signal zu Störspannung ergibt, möglicherweise dadurch, daß auf das Band zwischen Vorbehandlung und Aufnahme nicht eingewirkt zu werden braucht.
In F i g. 5 ist der Zustand des Bandes 14, nachdem es beim Durchlaufen des Kopfes 19 der F i g. 22 vorbehandelt worden ist, schematisch dargestellt. Um den in F i g. 5 dargestellten Zustand des Bandes zu erzeugen, ist eine negative Spannung an die Schneide 131 des Kopfes 19 angelegt worden, so daß Elektronen in einem inneren Bereich nahe der Oberfläche oder Oberseite 54 des Bandes injiziert werden. Um einen ähnlichen Zustand wie den in F i g. 5 dargestellten zu erzeugen, muß die Drahtelektrode positiv sein, so daß Elektroden aus einem inneren Bereich des Bandes in der Nähe seiner unteren Oberfläche bzw. Unterseite 55 herausgesaugt werden, um in diesem Bereich eine entsprechende positive Nettoladung zu hinterlassen. Wenn die Vorbehandlungsspannung auf einem konstanten unveränderlichen Wert gehalten wird, sollte die Ladung pro Längeneinheit längs des Bandes in den Bereichen nahe jeder Oberfläche im wesentlichen konstant sein.
Wenn das in F i g. 5 schematisch dargestellte vorbehandelte Band durch den Aufnahmekopf 28 läuft, wird das Ladungsbild entlang des Bandes so geändert, daß die Ladungsverteilungen in den oberen und unteren Teilen bzw. Bereichen des Bandes gemäß des an den Aufnahmekopf angelegten Signals variieren, wie in F i g. 6 in schematischer Form dargestellt ist.
Es wurde festgestellt, daß bei einer Vorbehandlungsspannung von ungefähr -1000 Volt die maximale Ausgangsspannung von ungefähr 600 Volt die maximale Ausgangsspannung und das größte Verhältnis von Signal zu Störspannung sowie die geringsten Verzerrungen erhalten werden. (In dieser Beschreibung hat die Vorspannung ein negatives Vorzeichen, wenn die negative Seite der Vorspannungsquelle an der schneidenförmigen Elektrode angeschlossen ist.) Die Signalspannung kann z. B. bei einer Aufnahmevorspannung von 600 Volt (Gleichspannung) eine maximale Amplitude von ungefähr 300 Volt haben, jedoch ist eine maximale Signalamplitude von 200 Volt vorteilhafter.
Für den Fall, daß Aufzeichnungen ohne Vorbehandlung vorgenommen werden, liegt eine geeignete Aufnahmevorspannung in der Umgebung von 880 Volt.
Die Aufnahmevorspannung kann beliebige Polarität haben. Wenn das Band indessen ein vorhergehend aufgezeichnetes Signal trägt, sollte die Polarität bei der neuen Aufzeichnung entgegengesetzt zu derjenigen sein, welche bei der vorhergehenden Aufnahme verwendet wurde, um eine Löschung der vorhergehenden Aufzeichnungen sicherzustellen. Die Polarität für die neue Aufzeichnung kann entweder durch Umwenden des Bandes oder durch Umpolen der an den Elektroden anliegenden Aufnahmevorspannung umgekehrt werden. Das Durchsprühen oder Durchschlagen beginnt bei einem im Handel erhältlichen Polyesterband mit einer Dicke von 0,00625 mm (0,00025 Inch) bei Spannungen gerade oberhalb 1200 Volt, so daß die einer Aufnahmevorspannung von 880 Volt überlagerte Signalspannung nicht größer als ungefähr 320 Volt sein sollte. Vorzugsweise soll die an den Elektroden anliegende Signalspannung plus der Aufnahmevorspannung auch nicht unter die Grenzspannung fallen, so daß, falls die Grenzspannung ungefähr bei 560 Volt liegt, diese für eine Aufnahmevorspannung von 880 Volt die maximale Signalspannungsamplitude auch auf 320 Volt begrenzt. Ähnlich sollte für den Fall, daß eine Vorbehandlung angewandt wird, wie in F i g. 22 dargestellt, bei einer Aufnahmevorspannung von 600 Volt und einer effektiven Schwellenspannung von ungefähr 160 Volt die Signalspannungsamplitude theoretisch 440 Volt nicht übersteigen.
Bei den Aufnahmen wurde gefunden, daß es sehr wünschenswert ist, eine kompakte feste Elektrode zu verwenden, die in inniger Berührung mit dem Aufzeichnungsträger steht, um die Ladungsinjektion in das Band hinein zu erleichtern. Für die Wiedergabe ist eine Berührung zwischen den Elektroden und dem Band jedoch nicht erforderlich, da keine Ladungen die Grenze zwischen Band und Elektrode überqueren und das mit Ladungen belegte Band durch einfache Induktion auf Grund der Variation der Ladungsverteilung entlang des Bandes im Elektrodenstromkreis einen Stromfluß induziert.
In F i g. 25 ist eine vorzugsweise in Verbindung mit dem Kopf nach F i g. 22 zu verwendende Schaltung für Aufnahme und Wiedergabe dargestellt. Es sei bemerkt, daß die Vorbehandlungsspannung durch abgeschirmte Leitungen 170 und 171 zu den Elektroden 19 geführt ist. Die Abschirmung ist bei 173 dargestellt und über das bei 20 a in F i g. 25 schematisch dargestellte Abschirmungsgehäuse geerdet. Eine negative Spannung 170 liegt an der schneidenförmigen Elektrode 180 des Kopfes 19 an. Der negative Pol der Vorbehandlungsspannungsquelle ist, wie das Abschirmgehäuse 20a, vorzugsweise geerdet. Das positive Potential liegt an der Draht- oder Gegenelektrode des Kopfes 19, die allgemein mit dem Bezugszeichen 181 bezeichnet ist. Die Aufnahmevorspannung ist über die Leitungen 184 und 185 angeschlossen. Die Leitung 185 ist über die Sekundärwicklung 186 des Transformators 187 mit dem geerdeten positiven Pol der Aufnahmevorspannungsquelle verbunden und führt zu der schneidenförmigen Elektrode, die allgemein durch das Bezugszeichen 188 gekennzeichnet ist, während die Leitung 184 mit der negativen Seite der Aufnahmevorspannungsquelle verbunden ist und zu der Gegenelektrode 189 des Aufnahmekopfes 28 führt. Das Signal wird, wie gezeichnet, durch Verwendung des Transformators 187 eingespeist, der an den Verstärker 66 angeschlossen ist. Der Verstärker hat bei 67 einen Eingang. Um sicherzustellen, daß der Transformator mit dem richtigen Belastungswiderstand arbeitet, ist ein Widerstand 195 über die Sekundärwicklung des Transformators 187 geschaltet. Wenn man zur Aufnahme ein im Handel erhältliches Polyesterband in Verbindung mit der dargestellten Schaltung verwendet, wird es als vorteilhaft betrachtet, wenn man die Schneide 88 mit positiver Polarität benutzt, obgleich dies keine notwendige Bedingung ist. Die in der Schaltung gezeichneten Reihenwiderstände 201 und 202 haben die Aufgabe, die Elektroden bei einer zufälligen Berührung oder des Sprühdurchbruches durch das Band vor den Auswirkungen des Sprühens oder der Lichtbogenbildung zu schützen. Die Widerstände 201 und 202 haben vorzugsweise einen Widerstand, der ungefähr 2% des Minimums des »Ohmschen Widerstandes« des bewegten Bandes beträgt (motional ohmic resistance). Die Shuntwiderstände 203 und 204 sind vorgesehen, damit die Signalvorspannungsquelle und Vorbehandlungsspannungsquelle mit einem im wesentlichen konstanten Arbeitswiderstand arbeiten. Die Reihenwiderstände 205 und 206 schützen die Vorbehandlungsspannungsquelle und die Vorspannungsquelle vor zufälliger überlastung.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel haben die Schaltelemente die folgenden Werte: Widerstand 195 ......... 100 000 Ohm Widerstand 201 ......... 2 200 000 Ohm Widerstand 202 ......... 2 200 000 Ohm Widerstand 203 ......... 2 200 000 Ohm Widerstand 204 ......... 2 200 000 Ohm Übersetzungsverhältnis des Transformators: primär zu sekundär wie 1: 50.
Bei der Wiedergabe können die Leitungen 170, 171, 184 und 185 durch geeignete Schalter, die in dem abgeschirmten Gehäuse 20a angeordnet sind, vom Kopf abgeschaltet werden, und das abgeschirmte Kabel 62 kann entsprechend F i g. 10 mit dem Verstärker 66 und mit den Elektroden 188, 189, die in F i g. 26 dargestellt sind, verbunden werden. Die Gegenelektrode 189 ist mit dem Gehäuse 20a vorzugsweise kurzgeschlossen, und zwar entweder durch direkten Kontakt oder kapazitativ, eine leitende Verbindung ist bei 123 eingezeichnet. Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 26 stehen die Elektroden 188 und 189 in der gleichen Weise wie bei der Aufzeichnung mit dem Aufzeichnungsträger 14 in federnder Berührung. Wahlweise können während der Wiedergabe jedoch eine oder mehrere Elektroden über dem Aufzeichnungsträger verteilt angeordnet werden.

Claims

Patentansprüche: 1. Dielektrischer Speicher mit band- oder blattförmigem Aufzeichnungsträger, dadurch gekennzeichnet, daß die Informationen als elektrostatische Raumladungen in Form von Ladungen entgegengesetzter Polarität innerhalb des Informationsträgers (14) und konzentriert auf gegenüberliegende, oberflächennahe Bereiche (54, 55) des Trägers aufgezeichnet werden (F i g. 5 bis 8).
2. Speicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufzeichnungsträger (14) aus Polyester besteht.
3. Speicher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermaterial auf beiden gegenüberliegenden Oberflächen (54, 55) durch die oberflächennahen Raumladungen festgehaltene Ionen von einer Anzahl und Verteilung aufweist, daß die elektrische Wirkung der Raumladungen nach außen im wesentlichen neutralisiert ist.
4. Verfahren zum Erzeugen von elektrostatischen Raumladungen in dem Aufzeichnungsträger eines Speichers nach Anspruch 1 bis 3, bei dem das Band oder Blatt fortlaufend an einer Aufnahmestation vorbeigeführt wird, in der es der Einwirkung eines von den aufzuzeichnenden Informationen modifizierten elektrischen Feldes ausgesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß unter Verwendung einer Aufzeichnungsfeldstärke zwischen der für das Band- oder Blattmaterial charakteristischen Grenzfeldstärke und der Durchschlagfeldstärke in sich gegenüberliegenden Flächenbereichen (54, 55) des Trägermaterials (14) elektrostatische Raumladungskonzentrationen von gleicher, für die aufzuzeichnenden Informationen charakteristischer Größe, aber entgegengesetzter Polarität durch Injizieren bzw. Absaugen von Elektronen hervorgerufen werden.
5. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem das Aufzeichnungsfeld zwischen auf einander gegenüberliegenden Seiten des Trägers angeordneten Elektroden erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (22, 23) bei der Aufzeichnung in Kontakt mit den Oberflächen (54, 55) des Trägers (14) gehalten werden.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß einem konstanten Feld ein in Abhängigkeit von dem aufzuzeichnenden Signal variierendes Feld überlagert wird und die Feldstärke des konstanten Feldes wenigstens so groß gewählt wird, daß die Summe bei der Feldstärke stets oberhalb der Grenzfeldstärke, aber unterhalb der Durchschlagfeldstärke, liegt.
7. Verfahren nach Anspruch 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (14) vor der eigentlichen Aufzeichnung zunächst dem Einfluß eines vorzugsweise elektrostatischen Feldes mit einer Feldstärke zwischen der Grenzfeldstärke und der Durchschlagfeldstärke derart ausgesetzt wird, daß sich auf einander gegenüberliegenden Seiten (54, 55) des Trägers Raumladungen entgegengesetzten Vorzeichens und gleichbleibender Größe ausbilden, und daß bei der nachfolgenden Aufzeichnung die Größe dieser Raumladungen in Abhängigkeit von dem aufzuzeichnenden Signal modifiziert wird. B.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß sich die eigentliche Signalaufzeichnung der Voraufladung des Trägers unmittelbar anschließt.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Voraufladung des Trägers zugleich zur Löschung von auf dem Träger von früheren Aufzeichnungen her vorhandenen Signalspuren dient.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Richtung des Voraufladungsfeldes derjenigen des zwischen den von früheren Aufzeichnungen stammenden Raumladungen des Trägers herrschenden elektrischen Feldes entgegengesetzt gewählt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Feldrichtung des konstanten Signalaufzeichnungsfeldes derjenigen des Vorbehandlungsfeldes entgegengesetzt gewählt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Größe der Feldstärken des Voraufladungsfeldes und des konstanten Anteils des Aufzeichnungsfeldes etwa wie 1,5: 1 verhalten.
13. Verfahren zum Behandeln von Aufzeichnungsträgern aus dielektrischem Material, deren Aufzeichnungen unter der Einwirkung eines von den aufzuzeichnenden Signalen modifizierten elektrischen Feldes erzeugt werden, insbesondere nach Anspruch 4 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger vor und/oder nach dem Passieren der Aufnahme- und/oder Wiedergabestation zwecks Kompensation von Oberflächenladungen auf dem Träger bzw. von dem äußeren Feld der elektrostatischen Raumladungen innerhalb des Trägers durch eine ionisierte Atmosphäre geführt wird.
14. Verfahren nach Anspruch 4 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermaterial vor dem Aufzeichnen von Signalen zunächst über einen längeren Zeitraum - vorzugsweise über 7 Tage oder mehr - in trockener Atmosphäre gelagert wird.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermaterial vor dem Lagern zunächst der Einwirkung eines - vorzugsweise zweier entgegengesetzter elektrischer Felder - mit einer Feldstärke zwischen der Grenzfeldstärke und der Durchschlagfeldstärke ausgesetzt wird.
16. Anordnung zum Ausführen des Verfahrens nach Anspruch 4 bis 15 mit einer Vorrichtung, um ein dielektrisches Trägermaterial geringer Dicke zwischen zwei Elektroden hindurchzuführen, sowie einer Einrichtung, um zwischen den Elektroden ein durch das aufzuzeichnende Signal modifiziertes elektrisches Feld zu erzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß die an den Aufzeichnungselektroden (22, 23) jeweils anliegenden, durch das aufzuzeichnende Signal gesteuerten Potentiale derart unterschiedlich sind, daß das elektrische Feld stets eine Feldstärke besitzt, die zwischen der Grenzfeldstärke und der Durchschlagfeldstärke des Trägermaterials (14) liegt.
17. Anordnung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß dem Aufzeichnungselektrodenpaar (22, 23) ein zweites Elektrodenpaar (21, 23), in Bewegungsrichtung des Trägers (14) gesehen, vorgeschaltet ist, zwischen dessen Elektroden ein vorzugsweise konstantes und dem Aufzeichnungsfeld entgegengerichtetes elektrisches Feld mit einer Feldstärke zwischen der Grenzfeldstärke und der Durchschlagfeldstärke erzeugt werden kann.
18. Anordnung, die auch zur Wiedergabe der aufgezeichneten Signalspuren dienen kann, nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (22, 23) und der Träger (14) in ständiger, vorzugsweise elastischer Berührung stehen.
19. Anordnung nach Anspruch 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils die eine Elektrode (21 bzw. 22) eine sich quer zur Fortbewegungsrichtung des Trägers (14) erstreckende Schneide (31 bzw. 32) aufweist und die Metallelektrode (23) jeweils elastisch ausgebildet ist.
20. Anordnung nach Anspruch 18 und 19, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Elektrodenpaare (21, 23 bzw. 22, 23) elektrisch in Reihe geschaltet sind.
21. Anordnung nach Anspruch 18 bis 20; dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Elektrodenpaare (21, 23 bzw. 22, 23) eine gemeinsame Gegenelektrode (23) aufweisen.
22. Anordnung nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß die an den Elektroden (21, 23 und 22, 23) herrschenden konstanten Potentiale derart gewählt sind, daß sich die Feldstärke des ersten und die des zweiten Elektrodenpaares etwa wie 1,5: 1 verhalten und die von den Feldern verursachten, in entgegengesetzten Richtungen durch das Trägermaterial fließenden Ströme einander gleich sind.
23. Anordnung nach Anspruch 16 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneide (31 bzw. 32) jeder schneidenförmigen Elektrode (21 bzw. 22) einen Radius von 0,0125 mm oder weniger aufweist.
24. Anordnung nach Anspruch 16 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenelektrode bzw. -elektroden (23) von wenigstens einem zumindest an einem Ende in einem Halter (40) eingespannten und in Bewegungsrichtung des Trägers (14) gebogenen Draht (41) gebildet wird, der den Träger gegen die Schneide der anderen Elektrode bzw. Elektroden (21 bzw. 22) drückt.
25. Anordnung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Draht (41) der Gegenelektrode (23) einen Durchmesser von höchstens etwa 0,025 mm besitzt.
26. Anordnung nach Anspruch 16 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Elektroden (21 bis 23) zumindest in ihrem mit dem Träger (14) in Berührung stehenden Bereich aus einem Halbleitermaterial, vorzugsweise aus Nia,4Zno,,F204, besteht.
27. Anordnung nach Anspruch 16 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß in unmittelbarer Nähe der Elektroden (21 bis 23) Führungsmittel (Stift 27, 104) zum seitlichen Führen des Trägers (14) vorgesehen sind.
28. Anordnung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (21 bis 23) und/oder die Führungsmittel (27, 104) jeweils relativ zueinander verstellbar angeordnet sind.
29. Anordnung nach Anspruch 16 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Wege des Trägers (14) vor und/oder hinter den Elektroden (21 bis 23) eine Einrichtung (17 bzw. 18) zum Erzeugen von Ionen von solcher Polarität angeordnet ist, daß die Ionen das äußere Feld der am Träger vorgesehenen elektrostatischen Ladungen kompensieren.
30. Anordnung nach Anspruch 16 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens die eine Elektrode aus magnetisierbarem Material besteht und die andere Elektrode einen Magnetpol zum gegenseitigen Anziehen der beiden Elektroden (21, 23) aufweist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 840 318, 845 710; britische Patentschriften Nr. 549 008, 555 656; französische Patentschrift Nr. 996 932.