DE1449390B2

DE1449390B2 - Verfahren zum Löschen einer thermoplastischen Aufzeichnung

Info

Publication number: DE1449390B2
Application number: DE19631449390
Authority: DE
Inventors: Robert Joseph Yorktown Heights; Schomburg John Francis Stony Point; N.Y. Brown (V.StA.)
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1962-12-31
Filing date: 1963-12-23
Publication date: 1972-11-02
Also published as: US3245053A; CH415754A; BE641996A; GB998449A; SE312579B; DE1449390A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Löschen von in einem thermoplastischen Aufzeichnungsträger durch Oberflächendeformation gespeicherten Informationen mittels Erwärmung.

Bei der thermoplastischen Aufzeichnung wird eine elektrostatische Ladungsverteilung, die ein Informationsmuster repräsentiert, in der Oberfläche eines thermoplastischen Aufzeichnungsmaterials erzeugt. Die Oberfläche wird dann erweicht, und ein Muster von Deformationen, das die Ladungsverteilung repräsentiert, wird auf der Oberfläche erzeugt. Bei einem Verfahren zur Erzeugung der Ladungsverteilung wird eine Koronaentladung verwendet. Bei einer anderen Arbeitsweise zur Erzeugung der Ladungsverteilung, die in dem Aufsatz von W. E. Glenn, Journal of Applied Physics, Bd. 30, Dezember 1959, S. 1870 bis 1873, beschrieben ist, wird ein Elektronenstrahl verwendet. Das Erweichen der Oberfläche des thermoplastischen Materials kann durch Erhitzen des Materials, bis es geeignet viskos ist, erfolgen. Bei einer solchen Erweichungstechnik müssen zwei Wärmespiegel zur Informationsverarbeitung mit einem thermoplastischen Aufzeichnungsträger bezüglich der normalen Temperatur, bei der der Aufzeichnungsträger zu viskos ist, um unter dem angewendeten elektrostatischen Druck deformiert zu werden, vorhanden sein. Die Informationsverarbeitung mit einem thermoplastischen Aufzeichnungsträger schließt ein, daß eine Information sowohl eingeschrieben als auch im Aufzeichnungsträger gelöscht wird. Ein Zyklus oder Arbeitsgang schließt das Einschreiben eines Informationsmusters und dessen Löschung ein. Der erste Wärmespiegel ist ein Spiegel, bei welchem Deformationen in dem Aufzeichnungsträger erzeugt werden, und der zweite Wärmespiegel ist ein Spiegel, bei welchem die Deformationen im Aufzeichnungsträger gelöscht werden.

Die bekannten Arbeitsweisen haben den Nachteil, daß die Temperatur der thermoplastischen Aufzeichnungsoberflächen auf einen verhältnismäßig hohen Wert in bezug auf die Einschreibtemperatur erhöht werden muß, um die darin gespeicherte Information zu löschen. Da die wiederholte Benutzbarkeit eines Materials in direkter Abhängigkeit von der Temperatur und von der Zeit beeinträchtigt wird, wird die Verwendungszeit eines Aufzeichnungsträgers durch jede Erwärmung auf eine höhere Temperatur beträchtlich herabgesetzt. Bei vielen Informationsspeichersystemen ist es wichtig, daß ein besonderer Aufzeichnungsträger unbegrenzt oft beschrieben und gelöscht werden kann.

Es ist bekannt, daß die Geschwindigkeit organischer, chemischer Reaktionen sich etwa je 10° C Temperaturerhöhung verdoppelt. Chemische Reaktionen treten gewöhnlich auf Grund einer Oxydation ein, wenn ein thermoplastisches Material der Luft ausgesetzt ist. Außerdem können chemische Reaktionen zwischen den Bestandteilen innerhalb des thermoplastischen Materials selbst erfolgen. Es ist bekannt, daß jede Temperaturerhöhung für eine lange Brauchbarkeit eines thermoplastischen Aufzeichnungsträgers in jedem Falle unzweckmäßig ist.

Ein weiterer Nachteil der bisherigen Arbeitsweise, die Oberfläche des thermoplastischen Aufzeichnungsträgers zum Löschen einer Information zu erweichen, liegt darin, daß eine Temperatur erforderlich ist, die beträchtlich über der zum Einschreiben erforderlichen liegt. Dies macht eine komplizierte Erhitzungstechnik erforderlich.

Außerdem ist es oft zweckmäßig, einen ausgewählten Informationsbereich in einem thermoplastischen Aufzeichnungsträger löschen zu können. Bisher war dies auf Grund der Schwierigkeit, den Bereich ausreichend zu erhitzen, ohne auch angrenzende Bereiche so hoch zu erhitzen, daß sie ebenfalls gelöscht werden, nicht einfach zu erreichen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Löschverfahren zu schaffen, durch das die Wiederverwendbarkeit des Informationsträgers erhöht wird.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß vor der Erwärmung oder gleichzeitig mit dieser auf der Ober- und Unterseite des Aufzeichnungsträgers eine elektrostatische Ladung entgegengesetzter Polarität aufgebracht wird. In vorteilhafter Weise kann hierdurch die zum Löschen erforderliche Temperatur ganz erheblich herabgesetzt werden. Dies vereinfacht die Erwärmung und erhöht die Lebensdauer der Informationsträger.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann eine gleichförmige Ladung aufgebracht werden.

Mit besonderem Vorteil kann zur selektiven Löschung Ladung auf ausgewählte Bereiche des Aufzeichnungsträgers aufgebracht werden.

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Die Ladung kann in Form eines Ladungsmusters 10 c gezeigt, eine positive Ladungsverteilung 28-1 und

aufgebracht werden. Dabei kann insbesondere La- eine negative Ladungsverteüung 28-2, die ein EIe-

dung auf einen Bereich aufgebracht werden, und die ment der Information repräsentieren, und eine posi-

Erwärmung kann in einem Bereich vorgenommen tive Ladungsverteilung 30-1 und eine negative La-

werden, der sich mit dem aufgeladenen Bereich über- 5 dungsverteilung 30-2, die ein anderes Element der

läppt oder diesen als Teil einschließt oder von die- Information repräsentieren.

sem als Teil eingeschlossen wird. Besonders vorteil- Die Ladungsverteilungen 28-1 und 28-2 sowie haft ist, daß Ladung mit zu der zum Einschreiben 30-1 und 30-2 sind paarweise so angeordnet, daß verwendeten Ladung entgegengesetztem Vorzeichen sich die positive Ladungsverteilung 28-1 und die neaufgebracht wird. io gative Ladungsverteilung 28-2 gegenseitig anziehen. Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung Das gleiche gilt für die Ladungsverteilung 30-1 und soll nun unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeich- die Ladungsverteilung 30-2. Die Ladungsverteilunnung erläutert werden. Es zeigt gen sind derart, daß die anderen anziehenden und Fig. 1 ein Verfahren zum Einschreiben von In- abstoßenden Kräfte von kleinerer Größenordnung formationen in den Stufen A bis D und das erfin- 15 sind. Die Anziehung erzeugt einen Druck, der die dungsgemäße Löschverfahren in den Stufen E und F, Oberfläche 18 der thermoplastischen Schicht 12 in F i g. 2 ein Aufladeverfahren unter Verwendung Richtung zur Oberfläche 20 der dielektrischen Untereiner Koronaentladung zur Erzeugung einer Ladung lage 14 beaufschlagt. Da diese Oberflächen fest sind, auf einem ausgewählten Bereich eines thermoplasti- erfolgt keine Deformation derselben, sehen Aufzeichnungsträgers, 20 In der Stufe C erzeugen die Ladungsverteilungen F i g. 3 die Erzeugung einer Ladungsverteilung auf Deformationen in der Oberfläche 18 des Informader dielektrischen Unterseite des thermoplastischen tionsträgers, und zwar bei einer Zufuhr von Wärme Aufzeichnungsträgers mit entgegengesetztem Vor- bei 32. Die zugeführte Wärme reicht -nicht aus, die zeichen zu dem in F i g. 2 verwendeten Ladungsvor- dielektrische Unterlage so nachgiebig zu machen, zeichen und 25 daß sie unter dem Druck der Ladungsverteilungs-F i g. 4 eine Arbeitsweise zum Erhitzen der thermo- paare deformiert wird. Die zugeführte Wärme reicht plastischen Aufzeichnungsoberfiäche zum Löschen jedoch dazu aus, daß ein Deformationsmuster in der eines ausgewählten Informationsbereichs gemäß der Oberfläche 18 der thermoplastischen Schicht 12 Erfindung. durch die vorstehend erwähnten Druckkräfte erzeugt Es wurde gefunden, daß eine Verteilung von elek- 30 wird. An der Stelle der positiven Ladungsverteilung trostatischen Ladungen auf einem Bereich eines ther- 28-1 wird eine Deformation 34 erzeugt und an der moplastischen Aufzeichnungsträgers dessen Löschen Stelle der positiven Ladungsverteilung 30-1 eine Debei einer gegenüber der bisher erforderlichen Tem- formation 36. Es entsteht der bei 10 d gezeigte Zuperatur herabgesetzten Temperatur ermöglicht. Hier- stand des Informationsträgers, auf beruht das Verfahren zum Löschen von in Form 35 In der Stufe D werden die Deformationen 34 und eines Oberflächendeformationsmusters in einer Ober- 36 durch Abkühlen während eines Zeitabschnittes fläche eines thermoplastischen Aufzeichnungsträgers innerhalb der Station 38 fixiert, und es entsteht der gespeicherter Information. Bei der Durchführung des bei 1Oe gezeigte Zustand des Informationsträgers. Verfahrens wird eine Ladungsverteilung in einem Die Deformationen 34 und 36 sind zwar ohne die Bereich des Aufzeichnungsträgers erzeugt, der gleich- 40 Stufe D stabil, doch erzeugen das Abkühlen und zeitig, beispielsweise durch Erhitzen, erweicht wird. das Lagern einen Zustand 1Oe, in dem der Infor-Bei der thermoplastischen Aufzeichnung erfolgte bis- mationsträger leicht und einfach gehandhabt werden her das Erweichen gewöhnlich nach der Ladungs- kann.

verteilung gemäß dem Informationsmuster. Dies ist In den Stufen £" und F wird das Löschen durchbei dem Verfahren jedoch nicht erforderlich. Es 45 geführt. In Stufe E wird durch selektive Aufladung wurde gefunden, daß die zum Löschen der Aufzeich- des Bereichs 42 der thermoplastischen Oberfläche 18 nung erforderlichen Wärme beträchtlich geringer als bei 40 eine negative Ladungsverteilung 44-1 erzeugt, die ohne Ladungsverteilung erforderliche ist. Eine entsprechende positive Ladungsverteilung 44-2 In Fig. 1, Stufet, weist ein als thermoplastischer wird auf der Oberfläche 20 der dielektrischen Unter-Verbundstoff 10 a ausgebildeter Informationsträger 50 lage 14 erzeugt. Der benachbarte Bereich 46 wird eine thermoplastische Schicht 12 auf, die mit ihrer nicht selektiv aufgeladen, wenn es gewünscht ist, die Oberfläche 16 an einer dielektrischen Unterlage 14 Deformation 36 und damit die entsprechende Inforgebunden ist. Die thermoplastische Schicht 12 hat mation unverändert zu belassen. Es wurde nun geeine Oberfläche 18 und die dielektrische Unterlage funden, daß die Verwendung einer der zum Ein-14 eine Oberfläche 20. Eine gleichförmige Aufladung 55 schreiben in Stufe B verwendeten Ladung entgegenbei 21 der Oberfläche 18 der thermoplastischen gesetzten Ladung eine größere Herabsetzung der zum Schicht 12 mit einer positiven elektrostatischen La- Löschen erforderlichen Temperatur als die Verwendung 22 und der dielektrischen Oberfläche 20 mit dung einer gleichsinnigen Ladung bewirkt. Es ist jeeiner negativen elektrostatischen Ladung 24 ergibt doch möglich, je nach den besonderen Arbeitsbedinden bei 10 b dargestellten Zustand eines Informa- 60 gungen auch eine andere Ladung zu verwenden, tionsträgers. In Stufe F wird der in der Stufe E in den Zustand In StufeB wird in den in Stufet erhaltenen In- 10/ gebrachte Informationsträger bei 48 einer Wärformationsträger bei 26 eine Information eingegeben, meeinwirkung unterzogen, die die Deformation die eine Neuverteilung des Ladungsmusters auf dem löscht und die Deformation 36 unverändert beläßt. Informationsträger bewirkt, welche die bei 26 ein- 65 Die Temperatur zum Löschen ist beträchtlich niedrigegebene Information repräsentiert, so daß der In- ger als diejenige, die erforderlich wäre, wenn die formationsträger den bei 10 c dargestellten Zustand Ladungsverteilungen 44-1 und 44-2 nicht verwendet aufweist. Der Informationsträger hat nun, wie bei würden.

Die Stufen E und F können wie in den F i g. 2 und 3 gezeigt, durchgeführt werden. In F i g. 2 wird eine negative Ladungsverteilung 44-1 im Bereich 42 durch eine Koronaentladungsvorrichtung 50 erzeugt. Die Koronaentladungsvorrichtung 50 weist eine Gleichstrom-Korona-Spannungsquelle 54, die beispielsweise eine Gleichspannung von 6000 Volt erzeugt, auf, die an eine Hochspannungselektrode 56 angeschlossen ist, die in einem isolierten Gehäuse 58 untergebracht ist. Eine Gleichstrom-Steuerspannungsquelle 60, die beispielsweise Gleichspannungen bis zu 1200 Volt erzeugt, ist an das Steuergitter 62 angeschlossen, das zwischen der Hochspannungselektrode 56 und der Oberfläche 18 des thermoplastischen Informationsträgers angeordnet ist. Der thermoplastische Informationsträger, der sich im Zustand 10 e befindet, liegt mit der Oberfläche 20 der dielektrischen Unterlage unmittelbar auf der geerdeten Oberfläche 64 auf. Zwischen dem Steuergitter 62 und der Oberfläche der thermoplastischen Schicht 12 ist eine Metallfolie 66 angeordnet, die die Oberfläche 18 der thermoplastischen Schicht an den Stellen abschirmt, an denen keine Ladungsverteilung erzeugt werden soll. Ein Schalter 68 ist zwischen die Folie 66 und die geerdete Oberfläche 64 eingeschaltet. Nachdem die Ladungsverteilung auf der Oberfläche 18 erzeugt ist, wird der Schalter 68 geschlossen, um die Folie zu entladen. Der Informationsträger befindet sich dann im Zustand 10 /.

Bei der Darstellung in F i g. 3 ist die dielektrische Unterlage 14 des Informationsträgers der Koronaentladungsvorrichtung 50 zugekehrt. Die Höhe, bis zu welcher der Informationsträger dabei angehoben werden soll, läßt sich leicht experimentell bestimmen. Die Größe des Abstandes zwischen dem Informationsträger und der Erdung ist nicht kritisch. Die Metallfolie 66 kann zwar zwischen der Oberfläche 20 der dielektrischen Unterlage 14 und der Koronaentladungsvorrichtung 50 angeordnet sein, doch ist dies zur Durchführung der in F i g. 3 gezeigten Stufe nicht notwendig. Wie in F i g. 3 gezeigt ist, wird auf der Oberfläche 20 die zu der auf der Oberfläche 18 erzeugten Ladung entgegengesetzte Ladung erzeugt. Zu diesem Zweck müssen die Polaritäten der Gleichstrom-Koronaspannung 54 und der Gleichstrom-Steuerspannung 60 geändert werden.

In F i g. 4 ist eine Wärmequelle 70 in der Nähe der Oberfläche 18 der thermoplastischen Schicht angeordnet. Die Wärmequelle 70 liefert einen warmen Luftstrom 72 zum Erhitzen der thermoplastischen Schicht 12. Obgleich die warme Luft die Deformation 36 auf die gleiche Temperatur wie die Deformation 34 erhitzt, wird die Deformation 36 dadurch nicht angegriffen, und demzufolge wird nur die Deformation 34 in der Oberfläche 18 des Informationsträgers gelöscht.

Im folgenden werden als Beispiele experimentelle Ergebnisse angeführt, die die bedeutende Herabsetzung der zum Löschen der thermoplastischen Aufzeichnung erforderlichen Temperatur zeigen.

Material

Vinyltoluolbutadien
Polystyrol-o-Terphenyl

Ti	C	Tempe T₂	C	ratur T₃	C
150°	C	210^c	C	150°	C
100°	200^c	150°

190° C

T₁ = Temperatur zum Einschreiben von Informationsdeformationen.

T₂ = Temperatur zum Löschen nach der bekannten Arbeitsweise.

T₃ = Temperatur zum Löschen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren unter Verwendung einer Ladung mit entgegengesetztem Vorzeichen zu der des Einschreibens.

Ti — Temperatur zum Löschen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren unter Verwendung einer Ladung mit dem gleichen Vorzeichen wie für das Einschreiben.

Es sind verschiedene Abänderungen möglich. Beispielsweise kann zur Bildung einer Ladungsverteilung auf der Oberfläche eines thermoplastischen Informa-

ao tionsträgers ein Elektronenstrahl verwendet werden, wenn das Aufladen in einer Vakuumkammer erfolgt. Die zum Abdecken eines Bereichs eines thermoplastischen Informationsträgers verwendete Folie 66 (F i g. 2) kann verschiedene Formen haben. Sie kann

as ein Gitter sein, dessen Potential gesteuert wird, wodurch verschiedene Ladungsverteilungen auf der Oberfläche 18 der thermoplastischen Schicht 12 erzeugt werden. Das Erhitzen des Informationsträgers im Zustand 10/ kann auch durch Strahlungsheizung, Induktionsheizung und Widerstandsheizung erfolgen. Die Oberfläche 18 der thermoplastischen Schicht 12 ist zwar eben dargestellt, doch kann sie für gewisse Anwendungszwecke die Oberfläche eines ausgewählten Körpers sein. Beispielsweise kann sie die Oberfläche einer Kugel oder die Oberfläche eines Zylinders sein. Bei vielen Anwendungen kann der Informationsträger aus einer thermoplastischen Schicht allein bestehen, und zwar je nach den Arbeitsbedingungen, beispielsweise der Häufigkeit der Handhabung.

Die Gleichstrom-Steuerspannung 60 (Fi g. 2 und 3) kann je nach einer für die Oberfläche 18 der thermoplastischen Schicht 12 in den Stufen E und F erforderlichen besonderen Ladungsverteilung eingestellt werden.

In der Stufe C von F i g. 1 sind die Deformationen 34 und 36 als regelmäßig gezeigt. Für einige Anwendungen ist es zweckmäßig, daß die Deformationen selbst Deformationen aufweisen, damit eine Definition innerhalb enies Informationsmusters vorhanden ist. Außerdem wurden die Ladungsverteilungen als gleichförmig gezeigt und die Deformationen in rechteckiger Form. Dies ist lediglich ein Ausführungsbeispiel. In der Praxis haben die Deformationen, wenn eine gleichförmige Ladungsverteilung in einem besonderen Bereich der thermoplastischen Oberfläche 18 vorhanden ist, das Aussehen einer Mulde, und das Material des Informationsträgers nimmt die Form eines um den Umfang der Mulde verlaufenden Hügels an.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Löschen von in einem thermoplastischen Aufzeichnungsträger durch Oberflächendeformation gespeicherten Informationen mittels Erwärmung, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Erwärmung oder gleichzeitig mit dieser auf der Ober- und Unterseite des Aufzeichnungsträgers eine elektrostatische Ladung entgegengesetzter Polarität aufgebracht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine gleichförmige Ladung aufgebracht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur selektiven Löschung Ladung auf ausgewählte Bereiche des Aufzeichnungsträgers aufgebracht wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß Ladung in Form eines Ladungsmusters aufgebracht wird.

5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß Ladung auf einen Bereich aufgebracht wird und die Erwärmung in einem Bereich vorgenommen wird, der sich mit dem aufgeladenen Bereich überlappt oder diesen als Teil einschließt oder von diesem als Teil eingeschlossen wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Ladung mit zu der zum Einschreiben verwendeten Ladung entgegengesetztem Vorzeichen aufgebracht wird.