DE2706812A1

DE2706812A1 - Verfahren und vorrichtung zum erzeugen eines latenten magnetischen bildes

Info

Publication number: DE2706812A1
Application number: DE19772706812
Authority: DE
Inventors: Eugene C Faucz
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1976-03-01
Filing date: 1977-02-17
Publication date: 1977-09-08
Also published as: CA1102394A; GB1572656A; JPS52105838A; FR2343273A1; NL7701432A; US4060811A

Description

XEROX CORPORATION
Rochester N.Y. / USA

VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUM ERZEUGEN EINES LATENTEN

MAGNETISCHEN BILDES

Die Erfindung bezieht sich auf die Bilderzeugung auf magnetischem Wege und betrifft insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erzeugung eines latenten Bildes auf einem magnetisierbaren Element.

Es wurde kürzlich ein magnetisches Bilderzeugungssystem bekannt, bei dem ein latentes magnetisches Bild auf einem magnetisierbaren Element erzeugt wird, das dann für Zwecke wie etwa der elektronischen übertragung oder der Vervielfältigung durch wiederholtes Versehen mit magnetischem

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-fr-Toner und Übertragen des entwickelten magnetischen latenten Bildes benützt wird. Ein derartiges latentes magnetisches Bild wird durch geeignete Magnetisierungsvorgänge erzeugt, wodurch eine magnetisierte Schicht von Markierungsmaterialien magnetisiert wird und der Magnetismus bildmäßig auf das magnetische Substrat übertragen wird. Man findet eine Beschreibung darüber in der US-PS 3 804 511. Dieses Verfahren erfordert die Verwendung einer Originalvorlage, die Schaffung eines Duplikats der Originalvorlage in magnetisierbarem Markierungsmaterial, das Magnetisieren des magnetisierbaren Markierungsmaterials und schließlich das übertragen des Signals vom magnetisieren Markierungsmaterial auf ein magnetisierbares Element.

Bei magnetischen Aufzeichnungssystemen, die seit langem in der Audio- und Video-Aufzeichnungstechnik verwendet wird, wird das magnetische Signal mit Hilfe eines elektronischen Lesekopfes, der das gewünschte Signal in ein entsprechendes elektronisches Audio- oder Video-Signal rückverwandelt, wieder zurückgewonnen. Diese üblichen Systeme zeichnen die magnetischen Signale auf einem magnetisierbaren Element auf Spuren auf, die voneinander durch Abstände oder Trennstreifen des magnetisierbaren Elementes, das auf seiner Oberfläche dort keine magnetischen Signale trägt, getrennt sind· Diese Abstandsstreifen sind unbedingt erforderlich, so daß der Lesekopf genau das gewünschte magnetische Signal von der Spur, die er ausliest, rückgewinnen kann, ohne daß von Kachbarspuren irgendwelche Randmagnetfelder einwirken können.

Bei einem Bildsystem, bei dem das latente magnetische Bild mit Hilfe eines magnetischen Toners sichtbar gemacht werden soll, sind im Gegensatz zu den herkömmlichen Audio- und Video-Magnetaufzeichnungssystemen derartige

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Trennbänder oder -Streifen äußerst unerwünscht, denn dort wird der magnetische Toner nicht angezogen. Diese Erscheinung ist für die Erzeugung sichtbarer Bilder bei der Verwendung magnetischer Markierungsmaterialien, mit denen ein magnetisches latentes Bild entwickelt werden soll, schädlich, da dadurch Streifen oder Leerstellen im Bild hervorgerufen werden, speziell in größeren schwarzen Flächen.

Außerdem ist die amplitudenmodulierte Aufzeichnung, die beim Magnetaufzeichnen in der Audio-Technik üblich ist, für die Sichtbildentwicklung von magnetischen latenten Bildern nicht brauchbar. Der Grund besteht dafür darin, daß latente magnetische Bilder für sichtbare Entwicklung sich durch sehr hohes Gamma auszeichnen, während bei Verwendung eines in seiner Amplitude schwankenden Signals nahezu keine Grauabstufungen erzielt werden können· Folglich würde ein amplitudenmoduliertes magnetisches Bild dazu führen, daß keine gute Abdeckung geschlossener schwarzer Flächen bei der Entwicklung mit einem magnetischen Markierungsmaterial erzielt werden kann.

Es liegt deshalb der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erzeugen eines latenten magnetischen Bildes auf einem magnetisierbar en Element zu schaffen, das mit magnetischem Markierungsmaterial sichtbar gemacht werden kann, ohne daß auf der Bildfläche Auslassungen auftreten.

Die Lösung dieser Aufgabe wird dadurch erhalten, daß der gesamte interessierende Flächenbereich auf einem magnetisierbaren Element, auf dem das latente magnetische Bild hervorgerufen werden soll, in einem Voraufzeichnungsverfahren gleichmäßig gezeichnet wird. Dieses gleichmäßige Aufzeichnungsverfahren erzeugt ein gleich-

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mäßiges Ausbreitungsmuster von magnetischen Polwechseln über diesem gesamten Flächenbereich, wobei die Wellenlänge dieser Polwechsel so gewählt ist, daß ein magnetischer Toner auf dem magnetisierbaren Element festgehalten wird. Wenn das gleichmäßige Ausbreitungsmuster, das den gesamten Flächenbereich überdeckt, zu diesem Zeitpunkt entwickelt würde, würde das magnetische Markierungsmaterial den Flächenbereich vollständig abdecken, da das Ausbreitungsmuster der magnetischen Polwechsel völlig gleichförmig ist. Es wird jedoch vor dem Entwicklungsvorgang ein zweites Ausbreitungsmuster von magnetischen Polwechseln innerhalb des Flächenbereichs erzeugt und zwar entweder bildmäßig oder in der Hintergrundkonfiguration. Das zweite Ausbreitungsmuster der magnetischen Polwechsel hat dabei eine Wellenlänge, die es nicht mehr in die Lage versetzt, das magnetische Markierungsmaterial auf dem magnetisierbaren Element zu halten, da die Magnetkräfte, die von dem zweiten Ausbreitungsmuster ausgehen, dafür zu schwach sind. Folglich ist im Hinblick darauf, das erste Ausbreitungsmuster mit magnetischem Markierungsmaterial sichtbar zu machen, dieses erste Ausbreitungsmuster gelöscht. Der Teil des ersten Ausbreitungsmusters, der nicht "gelöscht" ist, ist nach dem Entwicklungsvorgang vollständig mit magnetischem Markierungsmaterial bedeckt, so daß dadurch Bilder erzeugt werden, bei denen in der Bildfläche keine Auslassungen vorhanden sind und bei denen die geschlossenen Flächen vollständige Abdeckung haben.

Anhand der Zeichnung soll die Erfindung nun an einem Ausführungsbeispiel beschrieben werden. Es zeigen:

Figur 1A: Schematisch die Aufzeichnung eines ersten,

gleichmäßig ausgebreiteten Musters von magnetischen Polwechseln auf der gesamten Bereichs-

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fläche ;

Figur 1B: schematisch das Löschen des ersten ausgebreiteten Musters der magnetischen Polwechsel durch Aufzeichnen eines zweiten ausgebreiteten Musters von magnetischen Polwechseln innerhalb des Flächenbereichs;

Figur 2: eine schematisierte Darstellung einer die Erfindung in die Praxis umsetzenden Vorrichtung.

In der Figur 1A ist schematisch ein Aufzeichnungskopf 2 dargestellt, der ein erstes gleichmäßig ausgebreitetes Muster von magnetischen Polwechseln auf einem magnetisierbaren Element 1 aufzeichnet. Der Aufzeichnungskopf 2 hat vorzugsweise eine Länge gleich der Breite des interessierenden Flächenbereichs, womit auf einfache und direkte Weise das gleichmäßig ausgebreitete Muster 3 von magnetischen Polwechseln über die gesamte Fläche erzeugt werden kann. In magnetischen Bildaufzeichnungsvorrichtungen, die zum Kopieren von Originalvorlagen benützt werden, wird zweckmäßigerweise der interessierende Flächenbereich so ausgewählt, daß er den Abmessungen der Originalvorlage entspricht, d.h. beispielsweise das übliche DIN A 4 Format hat. Der Aufzeichnungskopf 2 kann durch mehrere Aufzeichnungsköpfe von geringerer Länge ersetzt werden, solange sichergestellt bleibt, daß das ausgebreitete Muster der magnetischen Polwechsel, das auf dem gesamten interessierenden Flächenbereich auf dem magnetisierbaren Element 1 hervorgerufen wird, praktisch gleichmäßig ist. Die Verwendung von einer Vielzahl kleinerer Aufzeichnungsköpfe für die Erzeugung des ausgebreiteten Musters 3 macht äußerst enge Toleranzen nötig, damit sichergestellt ist, daß die von jedem der Aufzeichnungsköpfe gebildete Linie in Phase ist mit den von allen anderen Aufzeichnungsköpfen gebildeten

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Linien. Somit wird, obgleich die Erfindung auch den Einsatz mehrerer Aufzeichnungsköpfe zur Bildung des ausgebreiteten Musters 3 mit umschließt, bevorzugt die in den Figuren 1A und 2 dargestellte Ausführungsform mit einem einzigen Aufzeichnungskopf. Der Aufzeichnungskopf 2 kann mit Wechselstrom oder mit Gleichstrom betrieben werden, der direkt an ihn angelegt wird. Bei der hier vorzunehmenden Beschreibung wird angenommen, daß der Aufzeichnungskopf 2 mit Wechselstrom betrieben wird. Die Frequenz des dem Aufzeichnungskopf 2 zugefUhrten Wechselstroms, die Geschwindigkeit der Relativbewegung zwischen magnetisierbarem Element 1 und Aufzeichnungskopf 2 sowie die Art des im magnetisierbaren Element enthaltenen magnetisierbaren Materials spielen gemeinsam bei der Erzeugung des gewünschten ausgebreiteten Musters 3 eine Rolle. Ein üblicher Anfangspunkt ist der, daß mit leicht verfügbaren Mitteln experimentell die Polwechsel-Wellenlänge für das magnetische Material im Element 1 ermittelt wird, unterhalb derer magnetische Markierungssubstanz nicht mehr auf dem Element 1 gehalten werden kann. Für Chromdioxid als magnetisches Material im Element 1, das im Handel unter dem Warenzeichen Chrolyn von der Firma E.I. DuPont de Nemours, Inc. zu erhalten ist, wurde experimentell ermittelt, daß magnetische Markierungssubstanz, und zwar trockene magnetische Toner und magnetische Ferrofluids, nicht mehr auf dem Element 1 gehalten werden konnten, wenn die Polwechsel-Wellenlänge des Musters 3 unterhalb etwa 5/U lag. Wenn also das magnetisierbare Element 1 Chromdioxid enthält, ist eine Polwechsel-Wellenlänge von mehr als 5/U in den zu entwickelnden Bereichen anzustreben. Magnetisierungswellenlängen von etwa 10 bis etwa 100/U werden für günstigste Entwicklungsbedingungen mit magnetischer Markierungssubstanz bevorzugt. Jedoch lassen auch Wellenlängen unterhalb 10 ,u und größer als 100 ,u nach dem Entwickeln mit magnetischer Markierungssubstanz latente magnetische Bilder

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sichtbar entstehen.

Es wird nun angenommen, daß die minimale Polwechsel-Wellenlänge für die magnetische Substanz im magnetisierbaren Element festgelegt ist und die Geschwindigkeit der Relativbewegung zwischen Element 1 und Aufzeichnungskopf 2 so eingestellt ist, daß eine Wellenlänge hervorgerufen wird, die wenigstens gleich oder größer ist als die minimale Wellenlänge. Wird erneut angenommen, daß das Element 1 Ghromdioxid enthält, dann läßt sich eine minimale Polwechsel-Wellenlänge von etwa 5 Mikron erreichen, solange das Verhältnis der Wechselstromfrequenz in Hz zur Relativgeschwindigkeit in cm/sek. gleich oder größer als 2000 ist.

Der Begriff "Wellenlänge" ist hierbei im herkömmlichen Sinne verwendet und bezeichnet die Ausbreitungswellenlänge auf dem magnetisierbaren Element, die von zwei magnetischen Polwechseln, welche vom Aufzeichnungskopf 2 bei jedem Schwingungszyklus des Wechselstroms erzeugt werden, eingenommen werden. Ea erscheint also ein magnetischer Polwechsel auf dem bandförmigen Aufzeichnungsträger mit einem Intervall, das gleich der halben Polwechsel-Wellenlänge ist.

In der Figur 13 ist schematisch der "Radier"- oder "Lösch"-Kopf 7 gezeigt, der in Wirklichkeit ein Aufzeichnungskopf ist, der ein zweites Ausbreitungsmuster von magnetischen Polwechseln auf dem Element 1 in dem interessierenden Flächenbereich, dem Ausbreitungsmuster 1 überlagert, erzeugt. Der Aufzeichnungskopf 7 hat eine gegenüber dem Aufzeichnungskopf 2 wesentlich geringere Breite, was im Hinblick auf die angestrebte Abtastliniendichte gewählt wird. So läßt sich beispielsweise mit einer Kopfbreite von etwa 50/U für den Kopf 7 eine Abtastliniendichte von

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etwa 200 Zeilen pro cm erreichen. Kopfbreiten von etwa 25 bis etwa 75/U sind voll zufriedenstellend, doch lassen sich auch Löschköpfe 7 mit Breiten darunter oder darüber verwenden, wenn dies gewünscht wird. Mit dem Kopf 7 kann ein zweites Ausbreitungsmuster in dem interessierenden Flächenbereich in jeder Richtung und auch parallel und orthogonal den magnetischen Polwechseln des Ausbreitungsmusters 3 aufgezeichnet werden. Die Polwechsel-Wellenlängen des Aufzeichnungsmusters, das von dem Kopf 7 hervorgerufen wird, müssen hinreichend klein sein in bezug zur magnetischen Substanz im Element 1, so daß das magnetische Markierungsmaterial nicht mehr am Element 1 festgehalten werden kann in den Bereichen, in denen der Kopf 7 sein Muster aufgezeichnet hat. Wenn, wie bei dem obigen Beispiel, das Element 1 Chromdioxid enthält, dann muß die Polwechsel-Wellenlänge, die der Kopf 7 hervorruft, kleiner als etwa 5/U sein. Polglich hat das Verhältnis der Wechselstromfrequenz für die Erregung des Kopfes 7 in Hz zur Geschwindigkeit der Relativbewegung zwischen dem Element 1 und dem Kopf 7,gemessen in

zu
cm/sek, unterhalb des Wertes 2000 liegen. Damit ergibt sich für die Praxis, daß bei der vom Kopf 7 erzeugten Polwechsel-Wellenlänge seines zweiten Ausbre.itungsmusters magnetisches Markierungsmaterial auf dem Element 1 nicht mehr gehalten werden kann und daß also die Polwechsel-Wellenlänge kleiner als die des ersten Aufzeichnungsmusters ist, das vom Aufzeichnungskopf 2 hervorgerufen wurde, welches seinerseits das magnetische Markierungsmaterial auf dem Element 1 zu halten vermag.

In der Figur 2 ist nun schematisch ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer magnetisch arbeitenden Abbildungsvorrichtung gemäß der Erfindung dargestellt. Das magnetisierbare Element 1 läuft über eine Führungswalze 5, umschlingt einen Zylinder 4 und wird erneut an einer Füh-

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rungswalze 6 umgelenkt, von wo aus es seine ursprüngliche Bewegungsbahn wieder fortsetzt. Der dargestellte Aufzeichnungskopf 2 hat eine Länge, die praktisch gleich der Breite W des magnetisierbaren Elementes 1 ist. Hierdurch läßt sich auf einfache, bequeme Weise das Ausbreitungsmuster 3 von magnetischen Polwechseln über den gesamten interessierenden Flächenbereich auf dem Element 1 bilden. Wenn dieser interessierende Flächenbereich der Größe der Originalvorlage in den Abmessungen eines DIN A 4 Blattes entspricht, dann wird die Relativbewegung zwischen dem Element 1 und dem Aufzeichnungskopf 2 so gewählt, daß die Abmessungen des Ausbreitungsmusters 3 wenigstens denen eines DIN A 4 Blattes entsprechen«

Der Durchmesser des Zylinders 4 ist so geschaffen, daß sein Umfang ausreicht, um das Abtasten des gesamten Flächenbereichs durch den Kopf 7 zu ermöglichen, der innerhalb des Zylinders angebracht ist. Der Zylinder 4 wird durch herkömmliche Antriebseinrichtungen im Uhrzeigersinn und gegen den Uhrzeigersinn gemäß der Andeutung nach Pfeil 11 gedreht. Wenn der Zylinder 4 im Gegenuhrzeigersinn gedreht wird, dann wird das Ausbreitungsmuster 3 über den Umfang des Zylinders 4 vorangebracht, wenn die Umlenkwalzen 5 und 6 mit dem Element 1 in Berührung gebracht sind. Werden die Umlenkwalzen 5 und 6 vom Element 1 entfernt, läßt die Beschleunigung des Elementes 1 nach. Wenn der Zylinder 4 im Uhrzeigersinn dreht, wird das Element 1 wahlweise durch die Berührung der Umlenkwalzen 5 und 6 verzögert. Nach Belieben kann der Zylinder 4 auch noch in Richtung des Pfeils 10 hin und her verschoben werden, um dem Element 1 in bezug zum Kopf 7 eine Vor- und Rückbewegung zu erteilen. Kopf 7 ist drehbar in Richtung des Pfeiles 11, um das Element 1 abzutasten. Wahlweise kann der Kopf 7 auch in Richtung des Pfeils 10 verschiebbar sein. Die Antriebe für die Dreh- und Verschiebebewegungen des Zylinders 4 und des Aufzeich-

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nungskopfes 7 und für das Anlegen und Abheben der Umlenkwalzen 5 und 6 benötigen keine weitere Erläuterung. Die Bahnbreite 8 zeigt schematisch die typische Aufzeichnungsbreite des Kopfes 7. Magnetische latente Bilder 9 sind schematisch in der Figur 2 dargestellt und geben die Bereiche des Ausbreitungsmusters 3 an, in denen der Aufzeichnungskopf 7 nicht wirksam war.

Als Abwandlung des beschriebenen Ausführungsbeispiels ist es möglich, die Relativbewegung zwischen dem Element 1 und den Köpfen 2 und 7 entweder durch Bewegen des Elementes 1 gegenüber den Köpfen oder Bewegen der Köpfe gegenüber dem Element 1 oder durch Bewegen beider relativ zueinander hervorzurufen. Auch können die magnetisierbaren Elemente durch alle gewöhnlichen magnetischen Aufzeichnungsverbindungen einschließlich Eisenoxid, Chromdioxid und Magnetit gebildet sein.

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Claims

Patentansprüche

«»if 1. Verfahren zum Erzeugen eines magnetischen

latenten Bildes, das ohne Bildverlust mit magnetischem Toner sichtbar gemacht werden kann, dadurch gekenn zeichnet , daß

(a) auf einem magnetisierbaren Element ein erstes, gleichmäßiges Ausbreitungsmuster von magnetischen Polwechseln mit einer Polwechsel-Wellenlängeλ. aufgezeichnet wird, die den magnetischen Toner auf dem Element zu halten vermag, so daß dieser den zu entwickelnden Bereich im wesentlichen vollständig bedeckt, und

(b) entweder der Bildgehalt oder der Hintergrund in dem Bereich als zweites Ausbreitungsmuster von magnetischen Polwechseln aufgezeichnet wird, die eine Wellenlänge A₂ haben, die nicht in der Lage ist, den magnetischen Toner auf dem magnetischen Element zu halten, wobei A4>A₂
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch

gekennzeichnet , daß das zweite Ausbreitungsmuster der magnetischen Polwechsel in Form des Bildgehaltes aufgezeichnet wird.
3 ο Verfahren nach Anspruch 1, dadurch

gekennzeichnet , daß das zweite Ausbreitungsmuster der magnetischen Polwechsel in Form der Hintergrundgestaltung aufgezeichnet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der magnetische Toner zur Bildung eines Negativbildes auf dem magnetisierbaren Element abgelagert wird«
5. Verfahren nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet , daß der magnetische Toner

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In Form des Positivbildes auf dem magnetischen Element abgelagert wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das magnetische Element Chromdioxid enthält·
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß das zweite Ausbreitungsmuster der magnetischen Folwechsel eine Wellenlänge A₂ ^von weniger als 5/U hat.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß bei den Aufzeichnungsschritten (a) (b) Wechselstromsignale angewendet werden.
9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß bei den Aufzeichnungsschritten (a) (b) Gleichstromsignale angewendet werden.
10. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß der Aufzeichnungsschritt

(a) durch Bewegen eines oder beider Teile, des magnetisierbaren Elementes und des Wechselstrom-Aufzeichnungskopfes relativ zueinander durchgeführt wird, wobei der Verhältnis- wert der Wechselstromfrequenz in Hz zu der Bewegungsgeschwindigkeit in cm/sek. größer als etwa 2000 ist·
11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Aufzeichnungsschritt

(b) durch gegeneinander Bewegen eines oder beider Teile, des magnetisierbaren Elementes und des Wechsels tr om-Aufzeichnungskopf es, erfolgt, wobei der Verhältniewert aus der Wecheeletromfrequenz in Hs but Bewegungsgeschwindig-

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keit in cm/sek. kleiner oder gleich etwa 2000 ist.
12. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch

(a) erste Aufzeichnungsmittel für eine Aufzeichnung über im wesentlichen eine gesamte Seite eines magnetisierbaren Elementes mit einem ersten gleichmäßigen Ausbreitungsmuster von magnetischen Polwechseln bei einer Wellenlänge A₁» die das Festhalten eines magnetischen Toners auf dem magnetisierbaren Element ermöglicht, wodurch praktisch die gesamte Oberfläche der einen Seite nach dem Entwickeln mit magnetischem Toner bedeckt ist, und

(b) zweite Aufzeichnungsmittel zum Aufzeichnen entweder einer bildmäßigen oder einer Hintergrundkonfiguration als zweites Ausbreitungsmuster von magnetischen Polwechseln mit einer Wellenlänge Apt die es dem magnetisierbaren Element unmöglich macht, den magnetischen Toner zu halten, wobei A₁ größer ist als A₂·
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch Einrichtungen, um das magnetisierbare Element relativ zu der ersten und zu der zweiten Aufzeichnungsvorrichtung wahlweise zu bewegen.
14. Vorrichtung nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum ausgewählten Bewegen der ersten Aufzeichnungsvorrichtung (2) gegenüber dem magnetisierbaren Element (3)·
15. Vorrichtung nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Bewegen der zweiten Aufzeichnungseinrichtung (7) relativ zum magnetisierbaren Element (3)·

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.f.
16. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch

gekennzeichnet , daß die erste und die zweite Aufzeichnungsvorrichtung Wechselstrom-Aufzeichnungsköpfe (2, 7) aufweisen.

17· Vorrichtung nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch Mittel, um das Verhältnis der Wechselstromfrequenz in Hz zur Geschwindigkeit des magnetisierbaren Elementes (3) in cm/sek, auf mehr als 2000 am Ort der ersten Aufzeichnungseinrichtung (2) und gleich oder weniger als 2000 am Ort der zweiten Aufzeichnungseinrichtung (7) zu halten.

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