DE2635068A1

DE2635068A1 - Elektrographisches geraet

Info

Publication number: DE2635068A1
Application number: DE19762635068
Authority: DE
Inventors: Martin Roy Lambden
Original assignee: QUEST AUTOMATION; Quest Automation Ltd
Current assignee: QUEST AUTOMATION; Quest Automation Ltd
Priority date: 1975-08-05
Filing date: 1976-08-04
Publication date: 1977-02-24
Also published as: DE2635067A1; FR2320530A1; FR2320529B3; JPS5221712A; US4070544A; FR2320530B3; JPS5221715A; FR2320529A1; GB1554108A

Description

Dlpt.-Phys.

WiHy Lorenz

Patentanwalt

3.

Meine Alctet q 21-j,DT

QUEST AUTOMATION LIMITED, 26 Cobham Road, Ferndown Industrial Estate, Sta^pehill, Wimborne, Dorset, England

Elektrοgraphisches Gerät

Die Erfindung betrifft elektrographische Geräte, d.h. Geräte zum Erzeugen von elektrischen Signalen, die Daten hinsichtlich der Position eines Punktes auf einer Oberfläche repräsentieren. In einer Patentanmeldung bezieht

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sich die Erfindung darauf, auf die Bewegung eines Punktes, wie einer Feder oder eines Schreibstiftes, über ein Blatt bezogene Daten zu erhalten, die zur Computerverarbeitung für eventuelle Wiedergabe codiert oder zur Übertragung auf eine Entfernung für Faksimilewiedergabe verwendet werden können. Durch dieses Mittel können handgeschriebene Dokumente oder Zeichnungen durch Computerverarbeitung oder durch gleichzeitige Reproduktion wiedergegeben werden.

In bekannten elektrοgraphischen Geräten ist eine flexible Membran parallel zu der Oberfläche eines festen Hinterkleidungs- oder Gegenelementes angeordnet, wobei die sich gegenüberliegenden Oberflächen der Membran und des Elementes jeweils mit einem leitenden Überzug versehen sind, um entsprechende Elektrodenoberflächen zu bilden. Eine solche Vorrichtung ist in der britischen Patentschrift Nr. 1,310,183 '(HHDO) beschrieben.

Zwei parallele Kanten des festen Überzuges haben jeweils Verbindungsstreifen, und zwei parallele Kanten des Überzugs an der flexiblen Membran haben auch Verbindungsstreifen rechtwinklig zu den Streifen auf dem festen Überzug,

Bei Gebrauch wird ein aufzuzeichnendes Dokument auf der flexiblen Oberfläche plaziert, und es wird ein

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Schreibstift, typischerweise ein Kugelschreiber, verwendet, um auf dem Dokument zu schreiben. Dies bewirkt, daß die flexible Membran örtlich unter dem Stift niedergedrückt wird, so daß Kontakt zwischen den Elektrodenoberflächen hergestellt wird. Durch elektrisches Erregen der zwei Oberflächen in geeigneter Weise ist es möglich, zwei analoge elektrische Spannungen zu erhalten, welche die Koordinaten der Position des Schreibstiftes darstellen.

Eine Schwierigkeit bei den bekannten "Vorrichtungen besteht darin, daß im Gebrauch die Hand normalerweise auf dem Teil eines Dokumentes, auf das sie gerade schreibt, zu ruhen sucht, wobei unerwünschter Kontakt über einen weiten Bereich zusätzlich zu dem gewünschten örtlichen Kontakt unter dem Stift erzeugt wird.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines elektrographischen Gerätes, bei dem der oben beschriebene Nachteil bekannter Geräte beseitigt oder wesentlich reduziert ist.

Ein elektrographisches Gerät nach der Erfindung ist gekennzeichnet durch ein Handstützelement, auf dem die Hand während des Schreibens auf die druckempfindliche Oberfläche des Gerätes bequem ruhen kann, wobei das Handstützelement und die Oberfläche so angeordnet sind, daß sie zwischen sich relative Bewegung während des Schreibens zu-

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lassen, wodurch, im Gebrauch, das Schreibinstrument bequem in jede gewünschte Position auf der druckempfindlichen Oberfläche bewegt werden kann.

Das elektrοgraphische Gerät nach der Erfindung wird nun als Beispiel mit Bezug auf die Zeichnung beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine allgemeine perspektivische Ansicht einer Schreibeinheit für ein Dateneingabegerät gemäß der Erfindung;

Fig. 2 eine Ansicht der Unterseite der flexiblen Membran der Schreibunterlagenvorrichtung, die von der Einheit nach Fig. 1 gebildet wird;

Fig. 3 eine schematische, teilweise weggeschnittene Draufsicht der Schreibunterlagenvorrichtung der Einheit nach Fig. 1 j und

Fig. 4 und 5 eine schematische, geschnittene Seitenansicht bzw. eine Ansicht der Unterseite der Unterlagenvorrichtung nach Fig. 3·

Die in Fig. 1 dargestellte Schreibeinheit besteht aus einem rechteckigen Gehäuse 11, dessen obere ¥and mit einem Fenster 13 versehen ist, das die obere Fläche einer gespannten, flexiblen Membran 15 einer in der Einheit eingeschlossenen Sehreibunterlagenvorrichtuag freilegt. Im Betrieb wird ein Formatblatt, wie beispielsweise ein Auftrags-

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formular, ein Rechnungsformular oder irgendein aus Schreibmaterial bestehendes Blatt zum Aufnehmen handgeschriebener Symbole, Schrift oder Zeichnungen auf der flexiblen Membran 15 plaziert. Wie aus dem folgenden ersichtlich ist, ist die Membran 15 druckempfindlich, so daß der Federdruek, der auf die Membran wirkt, wenn auf das Formatblatt mit einem verhältnismäßig scharfen Schreibinstrument, wie einem Kugelschreiber oder einer Kugelspitzfeder,geschrieben wird, ermöglicht, daß die Position der Feder im wesentlichen kontinuierlich abgetastet wird. Es werden elektrische Signale erzeugt, die nacheinander abgetastete Positionen darstellen, so daß die aufeinanderfolgenden Signale die Bewegungen der Feder und daher die Symbole oder Zeichnungen, die dadurch auf dem Schreibmaterialblatt erzeugt werden, repräsentieren. 'Diese Signale können beispielsweise verwendet werden, um die geschriebenen Symbole in einer Entfernung mit einer geeigneten Aufzeichnungseinrichtung, wie mit einem Oszilloskop, wiederzugeben, oder können für Zwecke der Erkennung ihres Charakters oder anderer Analysen weiter verarbeitet werden.

Da die Membran 15 druckempfindlich ist, ist es offenbar unerwünscht, daß die Oberfläche der Membran im Gebrauch, irgendeinem anderen Druck als dem durch das Schreibinstrument ausgeübten Druck unterworfen wird. Im besonderen könnte der von der Hand beim Schreiben auf das

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Schreibmaterialblatt ausgeübte Druck eine zufriedenstellende Arbeitsweise der Einrichtung beeinträchtigen. Zur Schaffung einer bequemen Handstütze, ohne die Membran zu berühren, ist eine Handstützplatte 17 ia Vertiefungen oder Rillen 19 (von denen nur eine in der Zeichnung gezeigt ist) frei gleitend verschiebbar, die in entsprechenden Seitenelementen 20 des Gehäuses 11 oberhalb, jedoch parallel zu der Ebene der Membran ausgebildet sind. Die Platte kann beispielsweise mittels Rollenlagern (nicht gezeigt) gelagert sein. Im Gebrauch kann die Hand während des Schreibens bequem auf der Platte 17 ruhen, und die Platte kann der Handbewegung auf dem Blatt nach unten ohne Unbequemlichkeit für den Schreiber frei folgen.

Fig_e 2 ist eine Ansicht der Unterseite der Membran 15» wenn diese eben liegt. Die Membran 15 besteht aus einem im allgemeinen rechteckigen Blatt aus elektrisch isolierendem Kunststoff material _$ das mit Seitenverlängerungen 21 und Endverlängerungen 22 versehen ist© Die Enden der Verlängerungen 21, 23 sind durch Versteifungsstege 25 versteift, die zweckmäßigerweise aus Metall bestehen können. Die untere Fläche der Membran bildet eine erste Elektrodenfläche und ist mit einem elektrisch leitenden Überzug versehen, der aus einem Teil 27 mit verhältnismäßig hohem spezifischem Oberflächen-Widerstand in dem Arbeitsfläcaenbereich der Membran (der im allgemeinen dem Flächenbereicli der oberen Fläche entspricht,

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der durch, das Fenster 13 (Fig. 1) freigelegt ist) und aus Teilen 29 und 31 mit -verhältnismäßig niedrigem spezifischem Oberflächenwiderstand besteht. In typischer Weise kann der Teil 27 ein durch Siebdruck aufgebrachter Kohlefilm mit einem spezifischen Oberflächenwiderstand von mehreren 100 Ohm pro Quadrat sein, und die Teile 29 und 31 können siebgedruckte, metallisierte Filme mit einem Widerstand von wesentlich weniger als ein Ohm pro Qtfdrat sein. Effektiv bildet daher der leitende Film einen Filmwiderstand mit Endanschlüssen 29 und Verbindungsleitern 31. Die Leiter 31 stellen elektrischen Kontakt mit des entsprechenden Metallstegen 25 an den Verlängerungen 23 her, wobei die Stege mit Anschlüssen 35 für äußere VerbindungsZuleitungen versehen sind, öffnungen 33 in den Stegen 25 dienen zur Aufnahme von Spannfedern, wie unten beschrieben ist.

Der Aufbau der in der Einheit nach Fig. 1 verwendeten Schreibunterlagenvorrichtung ist schematisch in den Figuren 3» 4- und 5 veranschaulicht. Die Vorrichtung umfaßt die Membran 15i die in einer Ebene gelagert ist, die der oberen Fläche 4-6 eines Hinterkleidungs- oder Gegenelementes (backing member) 47 aus elektrischem Isolierstoff benachbart, jedoch in Abstand davon angeordnet ist, wobei der leitende Film auf der Membran sich auf der Unterseite befindet, so daß er der Oberfläche 4-6 gegenüberliegt. Die obere Fläche 4-6 des Elementes 4-7 ist auch mit einem elek-

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trisch leitenden Film versehen, der eine zweite Elektroden-Oberfläche bildet und einen Teil 49 mit hohem spezifischem· Oberflächenwiderstand in einem Flächenbereich, der dem Arbeitsflächenbereich der Membran entspricht, sowie Teile mit geringem spezifischem Oberflächenwiderstand aufweist, die Endanschlüsse für den Teil 49 bilden. Die Teile 49 und 51 können siebgedruckte Kohlefilme bzw. metallisierte Filme sein, deren spezifische Oberflächenwiderstände mit den entsprechenden Teilen des Films auf der Membran ähnlich sind. Mittel (nicht gezeigt) zum Anschließen äußerer Zuleitungen an die Endanschlüsse 51 sind vorhanden.

Wie am besten in Fig. 3 dargestellt ist, sind die Membran 15 und das Element 47 gegenseitig so angeordnet, daß über die Widerstandsfilme 27 und 49 zwischen den entsprechenden Paaren Endanschlüssen 29 und 51 angelegte Spannungen orthogonal sind, wobei die Richtung der an den Film 27 angelegten Spannung (und somit des Potentialgradienten in dem Film) in der Richtung der angegebenen X-Achse und die Richtung der an den Film 49 angelegten Spannung in der Richtung der angegebenen Y-Achse liegen,, Im Betrieb werden die X- und Y-Steuerspannungen abwechselnd angelegt, wobei das Leerlaufpotential oder Potential bei offenem Stromkreis eines Filmes während eines Zeitraums abgetastet wird, der durch den Zeitraum erfaßt wird, für den die Steuerspannung an den anderen Film angelegt ist. Falls ein elektrischer

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Kontakt zwischen den zwei Filmen an einem Ort in dem Arbeitsflächenbereich hergestellt wird, stellen daher die abwechselnd abgetasteten Potentiale der Filme 27 und 4-9 die Y- bzw. X-Koordinaten der Position des Kontaktes zwischen den Filmen dar.

Somit drückt die von der Schreibstift- oder Federspitze ausgeübte Kraft, wenn ein auf der Membran 15 plaziertes Formatblatt mit einem Kugelschreiber oder einer Kugelspitzfeder beschrieben wird, die Membran in Kontakt mit dem Element 47 zwecks Herstellung von elektrischer Verbindung zwischen den zwei Filmen, und die Koordinaten des Kontaktpunktes werden von elektrischen Signalen repräsentiert, die von den abwechselnd abgetasteten Potentialen der entsprechenden Filme 27 und £9 abgeleitet werden.

Zur Erzielung von zufriedenstellenden Ergebnissen mit dem Gerät soll die Kraft, die auf einen Punkt auf der Oberfläche der Membran zwecks Kontaktherstellung zwischen der Membran und dem Element 47 ausgeübt werden muß, für alle Punkte in dem Arbeitsflächenbereich der Membran im wesentlichen gleich sein. Zu diesem Zweck ist die obere Fläche des Elementes 47 konkav. Es ist gefunden worden, daß optimale Ergebnisse mit einem solchen Radius der Konkavität erreicht werden können, daß für einen Arbeitsflächenbereich von angenähert 12,7 x 19»O5 cm der Abstand zwischen dem Blatt und

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der konkaven Oberfläche angenähert 1,524 mm in der Mitte des Flächenbereichs mit Abnahme auf angenähert 0,762 mm an den Kanten des Flächenbereichs sein soll.

Weitere Vorteile hinsichtlich Gleichförmigkeit der erforderlichen Membranablenkkraft können dadurch erreicht werden, daß die Membran in geeigneter Weise montiert und gespannt wird. In der veranschaulichten Ausführungsform wird die Membran im wesentlichen gleichförmig durch vorbeanspruchte Federn gespannt, die auf die Kanten der Membran wirken, und ist in einer solchen Weise montiert, daß sie sich frei gegen die Wirkung der Federn bewegen kann, wenn eine Ablenkkraft auf die obere Fläche ausgeübt wird. Wie in Fig. 4· und 5 gezeigt ist, verlaufen die Seiten- und Endverlängerungen 2Ί bzw. 25 rings um an den Kanten des Basiselementes 37 angebrachten teilzylindrischen Kantenelementen, und die Versteifungsstege an den Endes, der Verlängerungen sind mit gespannten Schraubenfedern 41 und 43 verbundene Die Federn 43 sind an Bolzen verankert, die von der Unterseite des Elements 37 vorspringen, während die Federn 41 sich gegenüberliegende Seiten-Verlängerungen 21 miteinander verbinden. Natürlich wurden viele andere zweckmäßige Federanordnungen gleichermaßen zufriedenstellend sein, vorausgesetzt, daß eine im wesentlichen gleichmäßige Spannung auf die Membran ausgeübt wird. Die in Kontakt mit der Membran gelangenden Oberflächen

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der Elemente 39 müssen im wesentlichen reibungslos sein und können beispielsweise mit Polytetrafluoräthylen überzogen oder mit auf ihnen aufgebrachtem Polytetrafluoräthylen-Band versehen sein. In anderer Weise können die Elemente 39 durch Rollen ersetzt werden, um eine im wesentlichen reibungslose Lagerung für die Membran zu schaffen.

Es wird bemerkt, daß die Darstellungen in den Figuren 2 bis 5 rein schematisch sind und eine praktische Ausführungsform viele Merkmale haben würde, die für die Erfindung nicht relevant sind und daher aus der Zeichnung zur Beibehaltung der Deutlichkeit weggelassen worden sind. Im besonderen würde das Element 37 mit Vorrichtungen zum Montieren der Vorrichtung in den in Fig. 1 veranschaulichten Gehäuse 11 versehen werden.

Viele Modifikationen des veranschaulichten Gerätes sind möglich, ohne die oben erörterten Vorteile zu schmälern. Beispielsweise könnten die Spannfedern oder andere Spannvorrichtungen für die Membran so angeordnet werden, daß sie direkt von außen auf die Kanten der Membran wirken, wobei dann die gesamte Membran und die Federn in der Ebene des Arbeitsflächenbereichs der Membran liegen, wodurch die Notwendigkeit für ein reibungsloses Lager, wie es gegenwärtig von den Elementen 39 gebildet wird, weg«

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fällt. Eine solche Anordnung würde den zusätzlichen Torteil haben, daß die Höhe der Geräteinheit vermindert werden könnte, wodurch sich mögliche ergonomische Vorteile für den Benutzer ergeben.

In einer anderen möglichen Variante könnte die Handstützplatte 17 so angeordnet werden, daß sie einen Teil eines äußeren Gehäuses bildet, in dem die Schreibunterlagenvorrichtung in Sichtung auf die Platte 17 zu und von dieser weggerichtet gleiten kann. In einer weiteren möglichen abgeänderten Ausführungsform werden die Platte 17 und die Membran 15 in festen Positionen gehalten, wobei jedoch das Schreibmaterial relativ zu diesen, beispielsweise durch zeilenweises Bewegen des Schreibmaterials, bewegt wird_e

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Claims

Patentansprüche

Elektrographisches Gerät mit einer druckempfindlichen Oberfläche, die bei Gebrauch des Gerätes auf auf ein Schreibinstrument ausgeübten Druck so anspricht, daß sie elektrische Ausgangssignale liefert, die in Beziehung zu der örtlichen Position des Instrumentes stehen, gekennzeichnet durch ein Handstutζelement (17) j auf dem die Hand während des Schreibens auf der druckempfindlichen Oberfläche (15) bequem ruhen kann, wobei das Handstützelement (17) und die druckempfindliche Oberfläche (15) so angeordnet sind, daß sie relative Bewegung zwischen sich während des Schreibens auf der Oberfläche zulassen, so daß im Betrieb das Schreibinstrument bequem in Jede erforderliche Position auf der Oberfläche bewegt werden kann,
2. Gerät nach Anspruch 1, wobei die druckempfindliche Oberfläche in einem Gehäuse angeordnet und durch ein in einer Wand des Gehäuses gebildetes Fenster (13) freigelegt ist, gekennzeichnet durch eine Lagervorrichtung, die das Handstützelement (17) auf dem Gehäuse (11) lagert und so angeordnet ist, daß sie Bewegung des Elementes (17) quer über das Fenster (13) zuläßt.

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3· Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagervorrichtung Vertiefungen oder Rillen (19) aufweist, die in dem Gehäuse (11) an beiden Seiten des Fensters(13) und im wesentlichen parallel zu der Ebene der druckempfindlichen Oberfläche (15) ausgebildet sind, und daß das Handstützelement (17) eine Platte aufweist, die zwischen den "Vertiefungen (19) verläuft und gleitfähig verschiebbar ist.

4-, Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagervorrichtung Rollenlager aufweist, welche die · Platte (17) in clen Vertiefungen (19) lagern.

5β Gerät nach Anspruch 1, wobei die druckempfindliche Oberfläche in einem Gehäuse angeordnet ist und durch ein in einer Wand des Gehäuses gebildetes Fenster freigelegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die druckempfindliche Oberfläche (15) is. dem Gehäuse (11) beweglich angeordnet ist und daß das Haadstützelement (17) an dem Gehäuse nahe dem Fenster (13) angebracht ist, so daß bei Gebrauch die druckempfindliche Oberfläche (15) in- Richtung des Handstützelementes (17) und/oder von diesem weg bewegt werden kann»

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