DE2301335A1 - Faksimile-verfahren - Google Patents

Description

Philips Patentverwaltung GmbH., 2 Hamburg 1, Steindamm 94

Faksimile-Verfahren

Die Erfindung bezieht sich auf ein Faksimile-Verfahren mit abwechselnder Verwendung von Empfänger und Sender in einer Endstation, bei denen entweder ein blattförmiges Aufzeichnungsmaterial oder eine abzutastende Vorlage in eine für beide Vorgänge eingerichtete Aufzeichnungs- und Abtaststation eingeführt wird.

Es sind Faksimile-Vorrichtungen bekannt, bei denen entweder ein Aufzeichnungsträger oder eine abzutastende Vorlage auf eine Trommel aufgespannt werden kann. Ein parallel zur Trommelachse bewegliches Aufzeichnungs- und Abtastorgan, z.B. ein Stichel und eine Photodiode, wird bei sich drehender Trommel spiralig über die ganze Aufzeichnungs- oder Vorlagenfläche geführt. Nachteile dieser Anordnungen sind erstens das umständliche. Einspannen von Vorlage bzw. Aufzeichnungsträger auf der Trommel. Ein zweiter Nachteil ist die durch die mechanische Drehung der Trommel begrenzte Geschwindigkeit.

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Drittens erlaubt eine Trommel nur eine rein serielle Abtastung der Bildpunkte. Die serielle Abtastung ist nur eine einfache Batenreduktion, die einen Teil der redundanten Information beseitigen soll, sowohl bei der optischen Abtastung der Vorlage als auch insbesondere bei der Aufzeichnung der empfangenen Information in einer der Vorlage entsprechenden Weise ungeeignet. Andererseits sind Faksimile-Vorrichtungen bekannt, bei denen die letztgenannten Nachteile nicht auftreten. Für diese Vorrichtungen sind jedoch getrennte Abtastgeräte und Aufzeichnungsgeräte erforderlich. Eine ökonomische Lösung ergibt sich erst durch. Kombination solcher Einrichtungen, wenn ein großer Teil, insbesondere die mechanische Führung und Bewegung von Vorlage bzw. Aufzeichnungsträger, in beiden Einrichtungen gleichartig aufgebaut ist. Entscheidend für eine solche Kombination ist ö^e(ioch eine Vorrichtung, mit der sowohl eine Vorlage abgetastet als auch eine Aufzeichnung durchgeführt werden kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile der bekannten Verfahren zu vermeiden und den Aufbau der Abtast- und Aufzeichnungsvorrichtungen wesentlich zu vereinfachen. Gelöst wird diese Aufgäbe dadurch, daß in der Endstation elektrostatisch aufgezeichnet wird, wobei das Ladungsbild durch eine Vielzahl von nebeneinander angeordneten Stiften, die aus Glasfasern mit einem elektrisch leitenden Überzug bestehen, erzeugt wird, und die zu übertragende Vorlage durch die gleiche Anordnung der Stifte optisch abgetastet wird, wobei für die Abtastung der Kern der Glasfasern als Licht-

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leiter dient und der Helligkeitswert der einzelnen Bildpunkte der Vorlage auf optoelektronische Wandler übertragen wird.

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Da für die Abtastung und die Aufzeichnung das gleiche Element eingesetzt werden kann, ergibt sich eine erhebliche Merstellungsvereinfachung. Ferner werden bei dem neuen Verfahren nur wenig mechanisch bewegte Teile benötigt, was Verschleiß und notwendige Wartung vermindert. Durch die Kombination von Aufzeichnungs- und Abtaststation können viele Elemente, sowohl mechanisch als auch elektronisch, doppelt oder gemeinsam benutzt werden, z.B. können bei der Abtastung die Lichtquellen von den gleichen Hochspannungsverstärkern betrieben werden, wie die Elektroden während der Aufzeichnungsphase.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt in der Möglichkeit, mit der gleichen Anordnung von feststehenden, daher kaum einem Verschleiß oder einer eventuellen Deoustierung unterliegenden Stiften sowohl ein schnelles und wahl freien Zugriff erlaubendes nichtmechaniscnes Aufzeichnungsverfahren anwenden zu können als auch die Abtastung mit einer dem Infonnationsinhalt der Vorlage anpaßbaren Geschwindigkeit abtasten zu können.

Die Aufzeichnung geschieht hier nach einem an sich bekannten elektrostatischen Verfahren. Dieses Verfahren besteht im wesentlichen aus zwei oder drei Schritten. Zunächst wird durch geeignete Elektrodenanordnungen, z.B. durch in einer Reihe nebeneinander angeordneten Stifte durch wahlweises Ansteuern dieser Stifte mit Spannungsimpulsen von einigen hundert Volt auf einem dicht an den Stiften vorbeibewegten Aufzeichnungsträger, meistens einem dielektrisch beschichteten Papier, ein Ladungsbild erzeugt. Eine untere Schwellenspannung, unterhalb welcher keine Aufladung erfolgt,

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ermöglicht verschiedene Arten von Koinzidenzansteuerung der Druckstifte, so daß für Geräte, die einen Elektrodenkamm über die gesamte Papierbreite hinweg besitzen, eine erhebliche Einsparung an Schaltmitteln für die Ansteuerung der Stifte möglich ist. Der nächste Schritt des Aufzeichnungsverfahren besteht in der Entwicklung des ursprünglich unsichtbaren Ladungsbildes. Hierfür werden Prozesse eingesetzt, die entweder ein feines trockenes Pulver durch Mischung mit einem grobkörnigen Trägermaterial in geeigneter Konzentration an die bildmäßig aufgeladene Fläche heranbringen oder in dielektrischen Flüssigkeiten verteilte Farbstoffe zur Sichtbarmachung des Ladungsbildes verwenden. In beiden Fällen können die Prozesse so geführt werden, daß die Farbteilchen nur an den aufgeladenen Bereichen des Aufzeichnungsträgers haften bleiben. Eine innige und bleibende Haftung wird schließlich insbesondere bei den trockenen Farbpulvern durch einen Fixierungsvorgang, z.B. Einschmelzen von harzartigen Farbteilchen in die Aufzeichnungsträgeroberfläche, bewirkt .

In einer vorzugsweisen Ausführungsform der Druck- und Abtastvorrichtung werden die Lichtleiterdruckstifte zu Gruppen zusammengefaßt und korrespondierende Stifte der verschiedenen Gruppen miteinander vereinigt. Die vereinigten Stifte können sowohl gemeinsam mit einem elektrischen Impuls beaufschlagt werden als auch das von der abzutastenden Vorlage reflektierte Licht einem gemeinsamen optoelektrischen Wandler zuführen. Durch in der elektrostatischen Aufzeichnungstechnik bekannte getrennt schaltbare Gegenelektroden auf der

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Rückseite des Aufζeichnungsträgers kann eine Auswahl getroffen werden, welcher oder welche der gemeinsam beaufschlagten Stifte den Aufzeichnungsprozeß, d.h. die Ladungsbilderzeugung bewirken soll. Die Auswahl der jeweils aktiven Lichtleitfaser beim Abtasten einer Vorlage erfolgt bei dieser Ausführungsform durch eine zweite Reihe von Lichtleitfasern, die nicht mit einem elektrisch leitfähigen Überzug versehen zu sein brauchen. Diese zweite Reihe ist unmittelbar neben der ersten Reihe von Lichtleitern angeordnet und ist ebenfalls in Gruppen aufgeteilt. Jeder dieser Gruppen wird nun eine Lichtquelle zugeordnet. Die Lichtquellen der verschiedenen. Gruppen werden iinpulsmäßig nacheinander eingeschaltet und gestatten damit eine eindeutige Zuordnung eines von den optoelektronischen Wandlern empfangenen Lichtwertes zu einem bestimmten Ort auf der Vorlage.

Diese und v/eitere Ausführungsformen der Erfindung sind anhand der Figuren der Zeichnung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 den Aufbau einer Lichtleitfaserdruckelektrode gemäß der Erfindung,

Fig. 2 eine Lichtleitfaserdruckelektrode im Zusammenwirken mit den übrigen für eine Aufzeichnung oder Abtastung notwendigen Elementen,

Fig. 3 eine Anordnung vieler Lichtleitfaserdruckelektroden mit rotierender Abtastung,

Fig. 4 eine Koinzidenzanordnung mit vielen Lichtleitfaserdruckelektroden.

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Als Grundelement enthält die Vorrichtung gemäß der Erfindung eine in Fig. 1 dargestellte Lichtleitfaser mit elektrisch 1 eitendem Mantel 3. •Der Kern 1 besteht aus einem transparenten Material mit einem Brechungsindex, der größer ist als der der ebenfalls transparenten inneren Hülle 2, die den Kern umschließt. Unter Umständen können Hülle 2 und Mantel 3 aus gleichem Material bestehen. Durch den geringeren Brechungsindex in Hülle 2 findet bei Durchgang von Licht durch den Kern an der Grenzfläche von Kern und Hülle eine Totalreflexion statt, die eine weitgehend ungedämpfte Lichtfortpflanzung im Kern ermöglicht. Der elektrisch leitende Mantel dient als Leiter für den zur Ladungsbilderzeugung notwendigen Stromimpuls.

Fig. 2 zeigt schematisch die kombinierte Wirkungsweise der Lichtleitfaserdruckelektrode 4. Im Zustand des Abtastens wird die Vorlage 5 von einer Lichtquelle 6 beleuchtet, wobei ein Teil des von der Vorlage 5 gestreuten Lichtes, das vom Helligkeitswert des betreffenden Vorlagenpunktes abhängig ist, in die Lichtleitfaser gelangt und schließlich von der Photodiode 7 detektiert wird. Im Zustand des Empfangene, d.h. des AufZeichnens, wird anstelle einer Vorlage 5 ein Aufzeichnungsträgerpapier in den Spalt zwischen Faser 4 und Auflageplatte bzw. Gegenelektrode 8 eingeführt. Gemäß dem empfangenen Signal gibt der elektrische Pulsgenerator 9 einen Impuls von genügend hoher Spannung auf den leitfähigen Mantel der Faser, wodurch zwischen diesem und der Papieroberfläche eine elektrische Entladung erfolgt. Hierdurch wird ein kreisförmiger Bereich aufgeladen, der infolge der Ausbreitung der Entladung sowohl "den inneren Teil der ringförmigen Elektrode erfaßt als auch etwas über ihren äußeren Rand hinausgeht, gegebenenfalls kann die Endfläche der Faser 4 transparent metallisiert seiru

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Eine vollständige Abtast- und Aufzeichnungsvorrichtung besteht zweckmäßig aus vielen nebeneinander angeordneten Lichtleitfaserdruckelektroden. Die Abtastung und Ansteuerung einer Vielzahl von solchen Fasern kann auf verschiedene Weise geschehen. Beispielhaft sollen jetzt zwei Anordnungen beschrieben werden.

In Fig. 3 werden die im Druckkopf 20 linear nebeneinander angeordneten Fasern 10 zu einem Kreis 21 zusammengefaßt und dort durch einen rotierenden Arm 11 abgetastet. Der Arm 11 enthält einerseits eine Photodiode 12, die während einer Umdrehung seriell den Helligkeitswert aller Punkte einer Linie der Vorlage erfaßt, und andererseits einen Kommutator 13 über den leitfähigen Mantel der einzelnen Fasern mit einem von einem Impulsgenerator erzeugten Impuls beaufschlagt wird. Nach oder während einer Umdrehung wird die Vorlage 30 senkrecht zur Linie um einen Punktabstand durch hier nicht dargestellte Mittel verschoben. Somit wird Linie nach Linie optisch abgetastet. Das durch die Photodiode 12 hieraus entstehende elektrische Signal stellt die Schwarz Weiß-Information der Vorlage dar und kann als Faksimile-Signal einem Faksimile-Empfänger zugeleitet werden.

Für die Verwendung einer solchen Anordnung als Faksimile-Empfänger wird wieder statt einer Vorlage 30 ein Aufzeichnungsträgerpapier eingeführt, das in gleicher Weise wie die Vorlage bewegt wird. Die Herstellung des Ladungsbildes geschieht durch einen Impulsgenerator, der gemäß dem empfangenen Signal über einen ebenfalls an dem rotierenden Arm angebrachten Kommutator 13 den leitfähigen Mantel der einzelnen Fasern mit einem Impuls beaufschlagt. Die Stromzuführung vom Impulsgenerator zum Kommutator kann über einen in der Zeichnung nicht dargestellten Schleifring auf der Achse des rotierenden Armes und eine zugehörige Bürste erfolgen.

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Das Problem des Gleichlaufs der rotierenden Arme von Sender und Empfänger nach Betrag und Phase soll hier nicht näher behandelt werden; denn für eine vorlagegerechte Darstellung sind selbstverständlich Synchronisierungsmittel erforderlich, die aber als bekannt vorausgesetzt werden können und auch nicht Gegenstand der Erfindung sind.

Eine mit der anhand von Fig..3 beschriebenen Vorrichtung nicht mögliche Verringerung der Übertragungszeit durch Verminderung der Redundanz des aus der seriellen Abtastung einer Vorlage entstandenen Signals kann durch die nun zu beschreibende und in Fig. 4 dargestellte Vorrichtung erreicht werden. Die Fig. 4 enthält nur die wesentlichen Teile der Lichtleitfaserdruckelektroden 40 in ihrer Kombination und ist zwecks besserer Veranschaulichung nur schematisch gemeint. Die aktuelle Führung der einzelnen Lichtleitfasern kann durchaus anders erfolgen, insbesondere was ihre Zusammenfassung an den optoelektronischen Wandlern 41 und an den Lichtquellen 42 betrifft, wo eine lineare Anordnung nicht erforderlich ist.

Die eigentliche sich unmittelbar über der .Vorlage 45 befindende Abtast- und Aufzeichnungsstation 43 enthält zwei Reihen direkt nebeneinander liegender Lichtleitfaserenden. Die eine dieser beiden Reihen besteht nur aus Lichtleitfasern mit der erfindungsgemäßen leitfähigen Ummantelung. Diese Lichtleitfasern 40 dienen daher auch zur Erzeugung des Ladungsbildes, wenn das Gerät als Empfänger arbeitet. Die z\*eite Reihe von Lichtleitfasern 44 benötigt eine

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derartige Ummantelung nicht. Sie dient lediglich zur abschnittweisen Beleuchtung der Vorlage während des Arbeitszustandes "Abtasten" bzw. "Senden". Die abschnittweise Beleuchtung der Vorlage ermöglicht auch für das Abtasten einen Koinzidenzbetrieb und erfordert somit nur eine verhältnismäßig geringe Anzahl von optoelektronischen Wandlern 41. Die leitfähig ummantelten Lichtleitfasern 40 sind zu diesem Zweck in Gruppen von jeweils k Fasern aufgeteilt. Es gibt m derartige Gruppen, wenn die Gesamtzahl der über die gesamte Abtastbreite vorhandenen Fasern k.m beträgt. Alle Fasern /uk+1 mit Og Ai -£ m-1 werden nun gemeinsam dem l--ten optoelektronischen Wandler 41 zugeführt, z.B. werden die erste, die (k+1)., die (2k+1)., usw. Faser dem ersten Wandler zugeordnet. Mit Hilfe dieser Anordnung kann das Faksimile-Signal folgendermaßen gewonnen werden. In einer ersten Phase wird die erste der m Lichtquellen 42 gezündet. Hierdurch wird der Bereich unterhalb der ersten k Lichtleitfasern 40 beleuchtet. Alle Wandler 41 erhalten ein dem Helligkeitswert der k Vorlagenpunkte entsprechendes Lichtsignal, das als elektrisches Signal einem analogen oder digitalen Schieberegister zugeführt wird. Serielles Auslesen dieses Schieberegisters liefert die ersten k Werte des Faksimile-Signals. Nach dem Auslesen des Schieberegisters kann die (in Fig. 4 nicht dargestellte) zweite der m Lichtquellen gezündet werden, was in entsprechender Weise die zweiten k Werte des Faksimile-Signals ergibt. Die m-te Lichtquelle beendet schließlich die Abtastung einer Linie, aus der dann k.m Werte gewonnen wurden. Durch kontinuierlichen oder diskreten Vorschub der Vorlage um einen Punktabstand kann nun in gleicher Weise die nächste Linie

abgetastet werden. -

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Die Ausnutzung der geschilderten Anordnung als Empfänger zur Faksimile-Aufzeichnung erfordert noch einen kleinen Zusatz. Aus der elektrostatischen Aufzeichnungstechnik ist die Verwendung von getrennt schaltbaren Gegenelektroden bekannt (s.z.B. DOS 1 946 815). Unterhalb des jetzt als Aufzeichnungsträger dienenden Blattes 45 müssen also in Höhe der Abtaststation 43 Gegenelektroden in gleicher Anordnung wie die Lichtleitfasergruppen 44 angebracht werden. Ein unbehandeltes, d.h. nicht von Redundanz befreites Faksimile-Signal wird nun in der Weise aufgezeichnet, daß in der ersten Phase die erste Gegenelektrode eingeschaltet und nacheinander den verschiedenen an den Stellen 46 zusammengefaßten Lichtleitfasern, die Jetzt als Druckelektroden fungieren, ein aus dem Faksimile-Signal abgeleiteter Hochspannungsimpuls zugeführt wird. Dieser Impuls kommt wegen des eingangs erläuterten elektrischen Aufladeprozesses, der erst oberhalb einer bestimmten Schwellenspannung einsetzt, nur im Bereich der eingeschalteten Gegenelektrode zur Wirkung. Durch serielles Einschalten aller Gegenelektroden nacheinander kann schließlich die gesamte Linie aufgezeichnet werden.

Andere Formen und Gruppierungen der Koinzidenzanordnungen sind mit den erfindungsgemäßen Lichtleitfaserdruckelektroden ebenfalls denkbar und möglich. Einige solche Formen sind beispielsweise in DOS 1 946 815 näher beschrieben.

Wenn auf der Sendeseite der Faksimile-Station eine Datenreduktion zwecks schnellerer Übertragung vorgenommen worden ist, so muß

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zur Wiedergewinnung eines dem Original entsprechenden Mldes im Empfänger eine Dekodierung vorgenommen werden. Eine solche Dekodierung kann sehr viel einfacner sein, wenn die Aufzeichnung nicht in streng serieller Ansteuerung aller Druckelektroden erfolgen muß. Dies wäre z.B. bei mecnanisch bewegten Aufzeichnungssystemen der Fall.

Das zuletzt beschriebene Verfahren hingegen gestattet bei Einzelansteuerung der Druckelektroden eine völlig wahlfreie Aufzeichnung an allen möglichen Druckpositionen. Wenn in einer Linie beispielsweise nur wenige Punkte aufgezeichnet werden sollen, genügt die Ansteuerung ein-iger weniger Druckelektroden und der entsprechenden Gegenelektroden, und schon nach sehr kurzer Zeit kann mit der Aufzeichnung in der nächsten Linie begonnen werden.

Patentansprüche:

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Claims (6)

1. Patentansprüche: . /JU .Job

   /1 .JFaksimile-Verfahren mit abwechselnder Verwendung von Empfänger und Sender in einer Endstation, bei denen entweder ein blattförmiges Aufzeichnungsmaterial oder eine abzutastende Vorlage in eine für beide Vorgänge eingerichtete Aufzeichnungs- und Abtaststation eingeführt wird, dadurch .gekennzeichnet, daß in der Endstation elektrostatisch aufgezeichnet wird, wobei das Ladungsbild durch eine Vielzahl von nebeneinander angeordneten Stiften, die aus Glasfasern mit einem elektrisch leitenden Überzug bestehen, erzeugt wird, und die zu übertragende Vorlage duren die gleiche Anordnung der Stifte optisch abgetastet . wird, wobei für die Abtastung der Kern der Glasfasern als Lichtleiter dient und der Helligkeitswert der einzelnen Bildpunkte der Vorlage auf optoelektronische Wandler übertragen wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die optische Abtastung eine die Vorlage in der Nähe der lichtleitenden Fanern beleuchtende gesonderte Lichtquelle verwendet wird.
3. 3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahme- bzw. Abtastenden der Glasfasern linear neben-einander, während, die anderen Enden kreisförmig angeordnet sind und diesen Enden gegenüber ein rotierender Arm mit einer Photodiode und. einem Kommutator zur Verteilung von Spannungsimpulsen angebracht ist.

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4. 4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß den Aufnahm senden der metalluramantelten Glasfasern lichtleitende Glasfasern zugeordnet sind, in die eine Lichtquelle einstrahlt.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die
   metallummantelten und die licht]οitenden Glasfasern in Gruppen zusammengefaßt sind und den Gruppen der lichtleitenden Fasern je eine schaltbare Lichtquelle zugeordnet ist, während aus den Gruppen der metallummantelten Glasfasern einzelne Glasfasern
   wiederum zu Gruppen zusammengefaßt sind, denen Photodioden zugeordnet sind.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder einem der folgenden, dadurch
   gekennzeichnet, daß die der Vorlage gegenüberliegende Endfläche der metallummantelten Glasfasern transparent metallisiert ist.

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