DE2218640C3 - Einrichtung zum Aufzeichnen von Schriftzeichen o.dgl - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schreibmaschine mit Schriftzeichenmustern, die auf einer parallel zum Aufzeichnungsträger angeordneten fotoleitenden Schicht wahlweise optisch darstellbar und in ihr durch Zuführung elektrischer Energie in Warmemuster umsetzbar sind, und deren Abdruck durch Übertragung des jeweiligen Wärmemusters auf vor dem Aufzeichnungsträger angeordnete Farbpartikel erfolgt.

Bekannt geworden ist beispielsweise ein Verfahren zum Erzeugen sichtbar verbleibender Schriftzeichen auf einem Aufzeichnungsträger, bei dem — abhängig von einem elektromagnetischen Strahlenbündel — den für die Darstellung des Schriftzeichens auf dem Aufzeichnungsträger vorgesehenen Farbpartikeln ein Energiebetrag zugeführt wird, durch den die Farbpartikel noch während der Strahlungseinwirkung sichtbar und verbleibend in Gestalt des zu schreibenden Zeichens auf dem Aufzeichnungsträger aufgezeichnet werden.

Hierzu wurde vorgeschlagen, daß zum Schreiben nach Art einer Schreibmaschine das Strahlenbündel die durch eine Eingabevorrichtung einzeln ausgewählten Schriftzeichen in Richtung beliebig wählbarer Schreibpositionen einer Zeile des Aufzeichnungsträgers projiziert und daß das Strahlenbündel auf die zur Aufzeichnung verwendeten Farbpartikel, die sich auf dem Aufzeichnungsträger oder auf einem besonderen Farbträger befinden und/oder auf deren Haltemittel einwirkt, wobei dem Strahlenbündel ein Energiebetrag entnommen wird, der die Farbpartikel chemisch oder physikalisch verändert (Deutsches Patent 14 36 647).

Obzwar sich auf diese Weise gute Schriftzeichen auf einem Aufzeichnungsträger erzeugen lassen, sind zur Zeit verfügbare Strahlungsquellen mit ausreichender Strahlungsleistung teuer. Hinzu kommt, daß die derzeit erforderliche Energieversorgung einer geeigneten Strahlungsquelle bei handelsüblichen Schreibmaschinen zu aufwendig würde.

Zwar sind Verfahren und Geräte bekannt geworden, die Strahlungsquellen mit geringerer Strahlungsleistung benutzen. Hierbei muß aber der Aufzeichnungsträger nach der Strahlungseinwirkung nachbehandelt werden, damit die Schriftzeichen sichtbar werden.

Bekannt geworden sind auch sogenannte »Thermalprinter«, die zum Abdruck auf beispielsweise thermografischem Papier fünfunddreißig strombeheizte Rasterelemente benutzen, die in einem Feld mit sieben Reihen und fünf Spalten angeordnet sind.

Nachteilig ist, daß nur eine begrenzte Anzahl von Rasterelementen, zur Zeit maximal etwa 60, ansteuerbar auf der Fläche für eine normale Schreibmaschinentype untergebracht werden kann. Das damit erzielbare Schriftbild reicht zwar für einige Zwecke aus, es kommt aber keinesfalls an das von üblichen Schreibmaschinen oder Druckwerken her bekannte, gestochen scharfe Schriftbild heran. Um dieses nachzubilden, wären mindestens 200 Rasterelemente auf der Typenfläche erforderlich. Mit den derzeit konstruierbaren Thermalprintern kann diese Anzahl nicht erreicht werden. Hinzu kommt, daß die Rasterelemente durch elektronische Mittel einzeln angesteuert und beheizt werden müssen, was einen zusätzlichen Aufwand erfoi dem würde.

Um die Nachteile der genannten Verfahren zu vermeiden und ihre Vorteile zu kombinieren, ist weiter vorgeschlagen worden, ein dem gewünschten Schriftzeichenmuster entsprechendes Lichtbündel auf einen Fotoleiter wirken zu lassen und die dabei leitend werdenden Bereiche in einem magnetischen Wechselfeld induktiv zu erwärmen.

Dies hat aber den Nachteil, daß die Erwärmung der einzelnen Schriftzeichenbereiche von der Form des jeweiligen Schriftzeichens abhängt. Beispielsweise kann sich bei einem »O« aufgrund der geschlossenen Form ein erheblich höherer Heizstrom ausbilden als bei einem »C«, welches Ströme nur in verhältnismäßig engen Strichstärkebereichen zuläßt. Eine genügend feine rasterförmige Unterteilung des Projektionsbildes oder des Fotoleiters in voneinander isolierte Bereiche könnte zwar die Unterschiede der entstehenden Ströme auf einem unteren Niveau ausgleichen, aber diese Ströme und die entsprechenden Leistungsdichten werden dann, wie Rechnungen zeigen, auch bei sehr hohen Feldstär-

ken und sehr hohen Frequenzen so gering, daß ein brauchbarer Abdruck nicht möglich isL

Andere Vorschläge beruhen darauf, daß auf die Oberfläche eines Fotoleiters Haftladun^en aufgebracht und an den danach belichteten Stellen wieder abgeleitet werden. Mit Hilfe der verbleibenden Restladungen wird anschließend an den unbelichtet gebliebenen Stellen durch ein elektrisches Wechselfeld ein dem Schriftzeichenmuster entsprechendes Wärmemuster erzeugt.

Dieses Verfahren weist insbesondere den Nachteil auf, daß die Schritte des Belichtens und des Heizens nacheinander erfolgen müssen und vorzugsweise an verschiedenen Positionen stattfinden. Durch den damit verbundenen Zeitverzug ist dieses Prinzip in Schreibmaschinen nicht anwendbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schreibmaschine mit optisch darstellbaren Schriftzeichenmustern zu schaffen, die einerseits eine nicht zu intensive und damit aufwendige S'rahlungsquelle benötigt, und die andererseits ein besseres Schriftbild als die Thermalprinter, vorzugsweise ein Schriftbild aufzeichnet, das den von Schreibmaschinen her bekannten, gestochen scharfen Schriftbildern entspricht.

Nach der Erfindung erreicht man dieses durch einen im Strahlengang angeordneten optothermischen Verstärker, der aus einer fotoleitenden Schicht besteht, die zwischen zwei der direkten Stromzuführung dienenden Elektroden eingeschlossen ist, von denen die eine lichtdurchlässig ist und die andere mit den zur Aufzeichnung dienenden Farbpartikeln in thermischem Kontakt steht.

Von Vorteil ist, daß als Strahlenquelle eine Glühlampe, Blitzlampe oder dergleichen mit geringer Strahlungsleistung, hoher Lebensdauer und relativ einfacher Energieversorgung verwendet werden kann. Diese läßt sich leicht mit einer Anordnung zur Erzeugung eines Strahlenganges und beispielsweise mit einer bekannten Tastatur kombinieren.

Erfindungsgemäß können unterschiedliche Anordnungen zur Erzeugung des Strahlenganges verwendet werden. Zur Projektion von Zeichenmustern können in bekannter Weise Wechselschablonen vorgesehen sein, die entweder intermittierend in den Strahlengang einschaltbar oder kontinuierlich durch diesen hindurchführbar sind. Ohne am Kern der Erfindung etwas zu ändern, lassen sich auch nach Maßgabe der gewählten Zeichen geführte und intensitätsmodulierte Strahlenbündel einsetzen.

Im optothermischen Verstärker werden zwischen den Elektroden dem projizierten Schriftzeichenmuster entsprechende leitende Kanäle gebildet, in denen beim Anlegen einer elektrischen Spannung Ströme fließen, die ein Wärmemuster erzeugen, welches dem projizierten Schriftzeichenmuster entspricht, und das zum Beispiel durch Wärmeleitung an die zur Aufzeichnung dienenden Farbpartikel übertragen wird. Berechnungen und Versuche haben gezeigt, daß bei günstigen Verhältnissen der Energieinhalt des vom optothermischen Verstärker abgegebenen Wärmemusters das 1000-fache der eingestrahlten Lichtenergie betragen kann.

In einem Ausführungsbeispiel bestehen die Farbpartikel aus einem thermoplastischen Material und befinden sich auf einem zwischen dem optothermischen Verstärker und dem Aufzeichnungsträger angeordneten Träger, der zum Beispiel entsprechend einem herkömmlichen Farbband ausgebildei ist.

In einem anderen Beispiel sind die Farboartikel auf dem Aufzeichnungsträger angeordnet und bestehen aus einem sich bei Wärmeeinwirkung verfärbenden Material.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels, das in der Zeichnung dargestellt ist, beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 die schematische Gesamtdarstellung eines Ausführungsbeispiels,

F i g. 2 einen Ausschnitt aus F i g. 1 in vergrößertem Maßstab.

F i g. 1 stellt schernatisch die prinzipielle erfindungsgemäße Anordnung anhand eines Beispiels dar. Auf dem Aufzeichnungsträger 11 lassen sich Schriftzeichen oder dergleichen mittels einer Lichtstrahlung aufzeichnen. Hierbei ist eine Lichtquelle 1 vorgesehen, die über einen Schalter 31 an eine Spannungsversorgung 2 anschließbar ist. Als Lichtquelle 1 kann eine geeignete Glühlampe, eine Blitzlampe oder dergleichen verwendet werden. Die von ihr erzeugte Lichtstrahlung trifft ■■ auf eine Anordnung 4 zur Erzeugung eines Strahlenganges 6. Diese Anordnung 4 kann beispielsweise Schablonen enthalten, die intermittierend in die Lichtstrahlung einschaltbar oder kontinuierlich durch sie hindurchführbar sind. Die Schablonen sind nach Maßgabe der Zeichen geformt und profilieren die Lichtstrahlung jeweils zum dem angesteuerten Zeichen entsprechenden Strahlengang 6. Die Ansteuerung z. B. der Schablonen der Anordnung 4 erfolgt dabei in zweckentsprechender Wirkverbindung mit der Ansteuerung der Lichtquelle 1 durch eine Anzahl von Schaltern 32, von denen der Übersichtlichkeit halber nur ein Exemplar dargestellt ist. Beispielsweise kann die Anordnung 4 aus an sich bekannten mechanisch und/oder elektromechanisch auswählbaren Schablonen ■ bestehen, auf deren Stellorgane die Schalter 32 einwirken. Die Schalter 32 sowie auch der Schalter 31 sind zweckmäßig als elektronische Zeitschalter ausgebildet, weil die Schaltungen der Lichtquelle 1 und der Anordnung 4 so aufeinander abzustimmen sind, daß der Strahlengang 6 für die jeweils erforderliche Zeitspanne aufrechterhallen bleibt. Der Schalter 31 sowie die Schalter 32 können in bekannter und daher nicht dargestellter Weise von der Tastatur einer Schreibmaschine, von einer Loch- bzw. Magnetstreifen-Lesestation oder auch von der Ausgabeeinrichtung einer datenverarbeitenden Anlage gesteuert werden.

Anstelle von Schablonen kann die Anordnung 4 zur Erzeugung eines Strahlenganges 6 auch Einrichtungen einschließen, mit denen ein von der Lichtquelle 1 ■ι erzeugtes Lichtbündel nach Maßgabe eines Zeichens geführt und intensitätsmoduliert wird. Die entsprechenden Vorgänge bzw. Abläufe werden ebenfalls von den Schaltern 32 ausgelöst. Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung soll unter Strahlengang 6 eine nach dem gewünschten Zeichen profilierte Lichtstrahlung bzw. ein entsprechend geführtes Lichtbündel verstanden werden.

Im Strahlengang 6 ist weiterhin eine nur schematisch angedeutete Optik 5 vorgesehen, mit der sich eine - Anpassung an die jeweiligen Gegebenheiten vornehmen läßt.

In Richtung der Strahlung hinter der Optik 5 trifft der Strahlengang 6 auf einen weiteren unten näher erläuterten optothermischen Verstärker 7, der normalerweise auf einem Träger 8 sitzt. An den optothermischen Verstärker 7 schließt sich ein im Ausführungsbeispiel schematisch angedeuteter, beweglicher Träger 9 für Farbpartikel 10 einer thermoplaste

sehen Farbe an, die mil dem ebenfalls beweglichen Aufzeichnungsträger 11 in thermischem Kontakt stehen. Hinter der Schreibposition des Aufzeichnungsträgers kann eine Platte 12 oder dergleichen als Gcgenlager vorgesehen sein.

Dem optothermischen Verstärker 7 wird vorzugsweise über einen Schalter 33 aus der Spannungsversorgung 2 elektrische Energie zugeführt, die in weiter unten näher erläuterter Weise das vom Strahlengang 6 dargestellte Schriftzeichenmuster in ein äquivalentes Wärmemuster umsetzt. Auch der Schalter 33 kann als elektronischer Zeitschalter ausgebildet sein und von der Schreibmaschinentastatur oder anderen Eingabevorrichtungen gesteuert werden.

Neben der Schreibpositäon ist eine an sich bekannte Vorwärmstation 14 für die Farbpartikel 10 angedeutet. Mit ihr läßt sich vor dem Aufzeichnungsvorgang die jeweils gewünschte Anfangstemperatur der Farbpartikel 10 vorbereiten. Dadurch wird erreicht, daß vom Wärmemuster des oplothermischen Verstärkers 7 nur noch eine geringfügige zusätzliche Erwärmung aufzubringen ist, die für ein örtlich selektives Erreichen der für die Aufzeichnung erforderlichen Temperatur ausreicht.

Zur Erläuterung der erfindungsgemäßen Vorgänge beim Aufzeichnen von Zeichen auf dem Aufzeichnungsträger 11 ist in F i g. 2 ein vergrößerter Ausschnitt aus F i g. 1 dargestellt. Der durch die Projektionseinrichtung 1, 4, 5 (Fi g. 1) profilierte oder geführte Strahlengang 6 durchsetzt den Träger 8 und die transparente Elektrode 72 und trifft auf die fotoleitende Schicht 71. In den belichteten Bereichen dieser Schicht werden freie Ladungsträger erzeugt, die die elektrische Leitfähigkeil der fotoleitenden Substanz selektiv erhöhen unc leitende Kanäle zwischen den Elektroden 72 und 73 bilden.

Als fotoleitende Substanzen lassen sich Selen Bleisulfid, Zinksulfid, Kupferoxydul und Cadmiumsulfid verwenden.

Beim Anlegen einer elektrischen Spannung an dir Anschlußklemmen 74 fließen in den leitenden Kanälen der fotoleitenden Schicht 71 Ströme, die das Material ar diesen Stellen selektiv erwärmen und ein den' Schriftzeichenmuster äquivalentes Wärmemuster 13 erzeugen, das im dargestellten Beispiel durch unmittel baren Kontakt auf den Träger 9 für die Farbpartikel IC übertragen wird. Die thermoplastische Farbe wird nach Maßgabe des Wärmemusters 13 aufgeweicht, wodurch Aufzeichnungspartikel 10a an die Oberfläche des Aufzeichnungsträgers 11 abgegeben werden und vorzugsweise, wie dargestellt, in diesen eindringen.

Um eine optimale Wärmeübertragung und Partikelabgabe zu gewährleisten, liegt während des Schreibvorganges der optothermische Verstärker 7 mit seiner Elektrode 73 eng am Träger 9 für die Farbpartikel 10 an die wiederum den Aufzeichnungsträger 11 berühren.

In nicht dargestellten Ausführungsbeispielen können die Farbpartikel 10 auch auf dem Aufzeichnungsträger 11 angeordnet sein. In diesem Falle bestehen sie nichl aus thermoplastischer Farbe sondern aus einem sich bei Wärmeeinwirkung verfärbenden Material, wie es beispielsweise bei Wärmekopiergeräten bekannt ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Schreibmaschine mil Schriftzeichenmustern, die auf einer parallel zum Aufzeichnungsträger angeordneten fotoleitenden Schicht wahlweise optisch darstellbar und in ihr durch Zuführung elektrischer Energie in Wärmemuster umsetzbar sind, und deren Abdruck durch Übertragung des jeweiligen Wärmemusters auf vor dem Aufzeichnungsträger angeordnete Farbpartikel erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die fotoleitende Schicht (71) zwischen zwei der direkten Stromzuführung dienenden Elektroden (72, 73) eingeschlossen ist und aus einem sich bei Stromdurchgang an den gewünschten Stellen erwärmenden Material besteht, daß mindestens die der Projektionseinrichtung (1, 4, 5) zur optischen Darstellung zugewandte erste Elektrode (72) optisch durchlässig ist und daß die zweite Elektrode (73) mit den Farbpartikeln (10) in thermischem Kontakt steht.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der aus den Elektroden (72,73) und der dazwischenliegenden fotoleitenden Schicht (71) gebildete optothermische Verstärker (7) auf der der Projektionseinrichtung (1, 4, 5) zugewandten Seite auf einem optisch durchlässigen Träger (8) sitzt.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schalter (31) für die Lichtquelle (1), Schalter (32) zur Ansteuerung einer Anordnung (4) für die Schriftzeichenauswahl und ein Schalter (33) zur Zuführung elektrischer Energie zum optothermischen Verstärker (7) miteinander in zweckentsprechender Wirkverbindung stehen.

4. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, gekennzeichnet durch einen in Richtung des Strahlenganges (6) hinter dem optothermischen Verstärker (7) angeordneten Träger (9) für Farbpartikel (10) thermoplastischer Farbe.

5. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbpartikel (IC) auf dem Aufzeichnungsträger (11) angeordnet sind und aus einem sich bei Wärmeeinwirkung verfärbenden Material bestehen.

6. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß während eines Abdruckes der optothermische Verstärker (7), gegebenenfalls der Träger (9) für die Farbpartikel (10) und der Aufzeichnungsträger (11) aneinander liegen.

7. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine an sich bekannte Vorwärmstation (14) für die Farbpartikel (10).