DE4210379C2 - Aufzeichnungsvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Aufzeichnungsvorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Speziell geht es um eine Aufzeichnungsvorrichtung zum Aufzeichnen von Punkt-Information, die aufgezeichnet und auch gelöscht werden kann.

Aus verschiedenen Gründen sind häufig solche Aufzeichnungsträger interessant, die ein wiederholtes Aufzeichnen und Löschen von Bildinformation ermöglichen. In der US 4,695,528 ist ein Thermoaufzeichnungsträger beschrieben, der bei Erwärmung auf unterschiedliche Temperaturen hinsichtlich der Lichtdurchlässigkeit reversible Zustände annehmen kann.

Aus der DE 36 41 435 A1 ist ein Thermodrucker bekannt, bei dem die den einzelnen Heizelementen eines Thermokopfs zugeführte Energie derart moduliert wird, daß die zur Sichtbarmachung eines Bildpunkts auf dem Aufzeichnungsträger benötigte Temperatur zunächst überschritten wird, anschließend jedoch die dem Heizelement zugeführte mittlere Energie abgesenkt wird, jedoch nur so weit, daß die zur Sichtbarmachung des einzelnen Bildpunkts benötigte Umwandlungstemperatur nicht unterschritten wird. Hierdurch soll eine Schonung und Lebensdauerverlängerung der Heizelemente des Thermokopfs erreicht werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Aufzeichnungsvorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, die in der Lage ist, auf einfache Weise eine stabile Bildpunkt-Erzeugung und auch Bildpunkt-Löschung auf dem Aufzeichnungsträger zu bewirken.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Skizze des Aufbaus einer Kartenverarbeitungs­ vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfin­ dung,

Fig. 2 einen Querschnitt eines Beispiels einer Karte, die in der Kartenverarbeitungsvorrichtung verarbeitet wird,

Fig. 3 ein Diagramm zum Veranschaulichen der Beziehung zwischen dem Zustand der Aufzeichnungsschicht der Karte und der Temperatur,

Fig. 4 ein Blockdiagramm eines Beispiels für den Aufbau einer Thermokopf-Aufzeichnungseinrichtung in der Kartenverarbeitungsvorrichtung,

Fig. 5 ein Diagramm zum Erläutern eines schematischen Auf­ zeichnungssystems, das in einer erfindungsgemäßen Aufzeichnungsvorrichtung verwendet wird,

Fig. 6 ein Diagramm zum Erläutern einer ersten modifizier­ ten Ausführungsform des Aufzeichnungssystems in der erfindungsgemäßen Aufzeichnungsvorrichtung,

Fig. 7 ein Diagramm zum Erläutern einer zweiten modifi­ zierten Ausführungsart des Aufzeichnungssystems der erfindungsgemäßen Aufzeichnungsvorrichtung,

Fig. 8 ein Diagramm einer Bezugsfeldmatrix, die dazu ver­ wendet wird, aufgelaufene Wärmeenergie von wärmeer­ zeugenden Widerständen entsprechend einem Zielbild­ element abzuschätzen, und

Fig. 9 ein Diagramm zum Veranschaulichen des Aufzeichnens und des Löschens der erfindungsgemäßen Ausführungs­ form.

Fig. 1. zeigt eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Aufzeichnungsvorrichtung in der Form einer Kartenverarbei­ tungsvorrichtung 9, die eine vorab käuflich erworbene Karte 10 (im folgenden einfach als "Karte" bezeichnet) verarbei­ tet, welche als tragbarer Aufzeichnungsträger ausgebildet ist. Die Kartenverarbeitungsvorrichtung 9 führt eine magne­ tische Aufzeichnung und Wiedergabe von Information auf die Karte 10 bzw. von der Karte 10 durch, beispielsweise eine Subtraktion eines von dem Konto abzubuchenden Geldbetrags, um einen neuen Kontostand zu ermitteln. Die Vorrichtung schreibt den neuen Kontostand unter Anwendung von Wärme wieder ein, wobei der neue Kontostand als sichtbare Infor­ mation angezeigt wird.

Die Kartenverarbeitungsvorrichtung 9 besitzt einen Trans­ portweg 18, der sich zwischen einem Einführschlitz 17 und einem Ausgabeschlitz 16 erstreckt. Unterhalb des Transport­ wegs 18 befinden sich ein Lese-Magnetkopf 11, ein Schreib- Magnetkopf 12, eine Thermokopf-Aufzeichnungseinrichtung 13 und ein Lese-Magnetkopf 14 in dieser genannten Reihenfolge hinter dem Einführschlitz 17. Oberhalb des Transportwegs 18 sind Andrückwalzen 19 an Stellen vorgesehen, die den jewei­ ligen Positionen der Köpfe 11, 12 und 14 und der Thermo­ kopf-Aufzeichnungseinrichtung 13 entsprechen. Die Andrück­ walzen 19 dienen als Kartentransporteinrichtung (die hier nicht in jeder Einzelheit dargestellt ist).

Zwischen dem Lese-Magnetkopf 11 und dem Schreib-Magnetkopf 12 befindet sich ein beweglicher Anschlag 15, mit dem der Transportweg 18 geöffnet oder verschlossen werden kann.

Fig. 2 zeigt einen beispielhaften Aufbau der Karte 10, die in der Kartenverarbeitungsvorrichtung 9 verarbeitet werden kann.

Ein Teil der Karte 10 ist ein Anzeigeabschnitt 20 mit einer Thermoaufzeichnungsschicht 28, deren transparenter Zustand und opaker Zustand reversibel nach Maßgabe eines Hysterese- Temperaturverlaufs in den jeweils anderen Zustand überführ­ bar sind.

Die Karte 10 mit dem Anzeigeabschnitt 20 enthält weiterhin eine magnetische Aufzeichnungsschicht 26, eine Abschirm­ schicht 27 für die magnetische Aufzeichnungsschicht 26, beispielsweise in Form einer dünnen Metallfilmschicht, die bereits erwähnte Thermoaufzeichnungsschicht 28 und eine transparente Schutzschicht 29, die in der Reihenfolge auf einer Seite eines Grundelements 25 auflaminiert sind.

Wie in Fig. 3 dargestellt ist, ändert sich der opake oder lichtauslöschende Zustand der Thermoaufzeichnungsschicht 28 in den transparenten Zustand, wenn die Temperatur der Ther­ moaufzeichnungsschicht 28, die sich in einem opaken Zustand befindet, von einer normalen oder Zimmertemperatur T0 in eine erste Temperatur T1 geändert wird. Die Aufzeichnungs­ schicht 28 wird selbst dann in dem transparenten Zustand gehalten, wenn die Temperatur von T1 auf die normale oder Zimmertemperatur T0 zurückkehrt. Wenn die Temperatur der Aufzeichnungsschicht 28 im transparenten Zustand von der Zimmertemperatur T0 auf eine zweite Temperatur T2 geändert wird, wie durch eine gestrichelte Linie in der Zeichnung angedeutet ist, ändert sich der Zustand der Aufzeichnungs­ schicht 28 von transparent auf opak. Der opake Zustand der Aufzeichnungsschicht 28 bleibt auch dann bestehen, wenn die Temperatur von dem Temperaturwert T2 wiederum auf Zimmer­ temperatur T0 abgesenkt wird.

Die Thermoaufzeichnungsschicht 28, die derartige Eigen­ schaften aufweist, ist so ausgebildet, daß sie mindestens eine organische Substanz mit niedrigem Molekulargewicht aufweist, die in Grundstoffen mit hohem Molekulargewicht dispergiert ist.

Bei den Grundstoffen kann es sich um thermoplastische oder duroplastische Kunststoffe oder um natürliche oder synthe­ tische Harze handeln. Die Stoffe können zu elastomeren oder starren Körpern erhärten, um die Aufzeichnungsschicht 28 zu bilden.

Als Grund- oder Trägerstoffe kommen die unterschiedlichsten Klassen von Stoffen in Betracht, wobei die spezielle Aus­ wahl sich einerseits durch den Brechungsindex und anderer­ seits durch die physikalischen Eigenschaften bestimmt, wie sie für den jeweils speziellen Anwendungsfall erforderlich sind. Die Stoffe sollten weitestgehend mechanisch stabil und zur Film- oder Schichtbildung möglichst gut geeignet sein. Beispiele für geeignete Grundstoffe sind Polyester, Polyamide, Polystyrol, Polyacrylate und Polymethacrylate sowie Silikonharze. Von den Polyestern sind insbesondere die hochmolekularen linearen gesättigten Polyester, spe­ ziell solche mit Molekulargewichten von 10 000 bis 20 000 besonders bevorzugt. Besonders geeignet als Grundstoffe sind Vinyliden-Chlorid-Copolymere wie Polyvinyliden-Chlo­ rid-Acryl-Nitril-Copolymere, Polyvinylchlorid, Vinyl­ chlorid-Copolymere, Vinylacetat-Copolymere und Vinyl­ chlorid-Vinylacetat-Copolymere und/oder Polyester. Spe­ zielle Beispiele für Grundstoffe sind Polymere mit 91 Gew.-% Vinylchlorid, 3 Gew.-% Vinylacetat und 6 Gew.-% Vinyl­ alkohol; 83 Gew.-% Vinylchlorid, 16 Gew.-% Vinylacetat und 1 Gew.-% Maleinsäure; oder 90 Gew.-% Vinylchlorid, 5 Gew.-% Polyvinylacetat und 5 Gew.-% Vinylalkohol; Vinylchlorid- Acrylat-Copolymere; Terpolymerisate mit freien Carboxyl­ gruppen; und Polymere mit 83 Gew.-% Vinylchlorid, 16 Gew.-% Vinylacetat und 1 Gew.-% Dicarboxyl-Säure. Handelsbezeich­ nungen für derartige Polymere sind Vinylite VAGH, VMCC und VROH (Union Carbide), Vinnol E 5/48A und H 15/45M (Wacker- Chemie) und Vilit MC39 (Chemische Werke Hüls AG). Grund­ stoffe (A), die eine weiße Fraktur zeigen, sind bei der Verwendung zu bevorzugen.

Vorzugsweise wird das Gewichtsverhältnis der organischen Substanz (B) zu dem Grundmaterial (A) innerhalb des Be­ reichs von 1 : 3 bis 1 : 16, vorzugsweise 1 : 6 bis 1 : 12 gehal­ ten, so daß 3 bis 16, vorzugsweise 6 bis 12 Gewichtsteile des Grundstoffs auf einen Gewichtsteil der organischen Sub­ stanz (B) kommen. Besonders geeignete organische Stoffe (B) sind solche mit mindestens einem Heteroatom, speziell Sau­ erstoff, Stickstoff, Schwefel und/oder ein Halogen, in dem Molekül.

Beispiele für geeignete organische Stoffe (B) sind Alka­ nole, Alkandiole, Halogen-Alkanole oder Halogen-Alkandiole; Alkylamine, Alkane, Alkene, Alkine, Halogen-Alkane, Halo­ gen-Alkene oder Halogen-Alkine; Cycloalkane, -Alkene und -Alkine; gesättigte oder ungesättigte Mono- oder Di-Car­ boxylharze oder Ester, Amide oder Ammoniumsalze von diesen, gesättigte oder ungesättigte Halogen-Fettsäuren oder Ester, Amide oder Ammoniumsalze von diesen; Acryl-Carbonsäuren und deren Ester, Amide oder Ammoniumsalze; Halogen-Acryl-Car­ bonsäuren und deren Ester, Amide oder Ammoniumsalze; Thio- Alkohole; Thio-Carbonsäuren und deren Ester, Amide oder Am­ moniumsalze; oder Carboxylsäureester von Thioalkoholen so­ wie Gemische daraus, wobei sämtliche Verbindungen in ge­ eigneter Weise 10 bis 60, vorzugsweise 10 bis 38, speziell bevorzugt 10 bis 30 Kohlenstoffatome enthalten. In den Estern können die Alkoholgruppen für ihren Teil gesättigt oder ungesättigt und/oder halogensubstituiert sein. In diesen Verbindungen sind die Halogenatome in geeigneter Weise Chlor oder Brom, vorzugsweise Chlor. Vorzugsweise enthalten die Halogenverbindungen ein oder zwei Halogen- Substituenden. Solche Verbindung, die mindestens eine ge­ radkettige aliphatische Gruppe enthalten, vorzugsweise mit 10 bis 30 Kohlenstoffatomen, haben sich als besonders be­ vorzugte organische Substanz (B) erwiesen. Unter den Acryl- gruppen ist die bevorzugte Acrylgruppe Phenyl oder substi­ tuiertes Phenyl.

Information wird (in Form eines sichtbaren Bildes) auf dem Anzeigeabschnitt 20 dadurch angezeigt, daß die Aufzeich­ nungsschicht 28 selektiv in den opaken (undurchsichtigen) Zustand gebracht wird, wobei die Farbe der Abschirmschicht 27 als Grund- oder Hintergrundfarbe dient. Das angezeigte sichtbare Bild wird dadurch gelöscht, daß die opaken Ab­ schnitte der Aufzeichnungsschicht 28 transparent gemacht werden, so daß die Grundfarbe der Abschirmschicht 27 frei­ liegt.

Bei der Verarbeitung dieses Typs von Karte 10 wird die Kar­ te 10 zunächst mit dem nach oben weisenden Grundelement 25 in den Einführschlitz 17 eingeführt. Dann wird die Karte 10 auf dem Transportweg 18 durch die Kartentransporteinrich­ tung, beispielsweise einen (nicht gezeigten) Elektromotor, getragen.

Information wie beispielsweise Authentizitäts-Daten der Karte 10 und Daten über die Kartengeschichte, welche auf der magnetischen Aufzeichnungsschicht 26 der Karte 10 auf­ gezeichnet sind, werden von dem Lese-Magnetkopf 11 ausgele­ sen. Dann wird Information über eine neue Verwendung, bei­ spielsweise als Resultat einer Transaktion, von dem Schreib-Magnetkopf 12 auf die magnetische Aufzeichnungs­ schicht 26 geschrieben.

Ferner wird von der Thermokopf-Aufzeichnungseinrichtung 13 auf den Anzeigeabschnitt 20 der Karte 10 Wärmeaufzeich­ nungsenergie oder Wärmelöschenergie aufgebracht, um auf diese Weise die Bildung bzw. das Löschen eines sichtbaren Bildes auf bzw. von dem Aufzeichnungsabschnitt 20 zu bewir­ ken. Das Bilden oder Löschen des sichtbaren Bildes mit Hilfe der Thermokopf-Aufzeichnungseinrichtung 13 erfolgt auf der Grundlage der Information, die auf der magnetischen Aufzeichnungsschicht 26 aufgezeichnet ist, und die auf dem Anzeigeabschnitt 20 sichtbar ist.

Dann wird die auf der magnetischen Aufzeichnungsschicht 26 aufgezeichnete Information von dem Lese-Magnetkopf 14 aus­ gelesen, und die Karte 10 wird ausgegeben, nachdem der In­ halt der Aufzeichnungsinformation geprüft ist.

Wenn die Authentizität der Karte 10 und dergleichen nach dem Lesen der Information durch den Lese-Magnetkopf 11 in Frage steht, tritt der Anschlag 15 in Funktion, indem er den Weitertransport der Karte 10 stoppt, und der Transport­ weg 18 wird in Rückwärtsrichtung angetrieben, um die Karte 10 durch den Einführschlitz 17 zurückzuführen.

Fig. 4 zeigt beispielhaft den Aufbau der Thermokopf-Auf­ zeichnungseinrichtung 13.

Die Thermokopf-Aufzeichnungseinrichtung 13 enthält in er­ ster Linie ein Schieberegister 41, einen Marke/Lücke-Dis­ kriminator 42, einen Aktivierungsimpuls-Berechnungsab­ schnitt 43 als Steuereinrichtung, einen Decoder 46, einen Treiber 47 als Thermokopftreiber und ein Feld äus wärmeer­ zeugenden Widerständen (Thermokopf) 31 als Thermokopfanor­ dnung. Diese Thermokopf-Aufzeichnungseinrichtung 13 besitzt außerdem einen Daten-Aktualisierabschnitt 44 und einen Zei­ lenpuffer 45, welche einen Aktivierungsimpulsdaten-Berech­ nungsschaltkreis bilden (dieser wird unten noch näher er­ läutert). Der Daten-Aktualisierabschnitt 44 und der Zeilen­ puffer 45 dienen dazu, angesammelte oder aufgelaufene Wär­ meenergie für den wärmeerzeugenden Widerstand entsprechend einem Zielbildelement abzuschätzen, wobei es sich bei dem Zielbildelement um das jeweilige Ziel für die Informations­ aufzeichnung oder die Informationslöschung handelt.

Das Schieberegister 41 empfängt von einer (nicht gezeigten) externen Datenquelle Bilddaten als auf dem Anzeigeabschnitt 20 der Karte 10 darzustellende Information.

Der Marke/Lücke-Diskriminator 42 unterscheidet, ob das Zielbildelement für die Informationsaufzeichnung oder -löschung ein Aufzeichnungs-Bildelement (ein opaker oder Marken-Punkt) oder ein Lösch-Bildelement (ein transparenter oder Lücken-Punkt) ist.

Der Aktivierungsimpuls-Berechnungsabschnitt 43 bestimmt Da­ ten zum Generieren des Aktivierungsimpulses, der an das Feld von wärmeerzeugenden Widerständen 31 anzulegen ist, wie in Fig. 5 bei (a) gezeigt ist, wobei die Daten aus den von dem Schieberegister 41 empfangenen Bilddaten und dem Ergebnis der Unterscheidung in dem Marke/Lücke-Diskrimi­ nator 42 generiert werden.

Die bestimmten Aktivierungsimpulsdaten werden von dem Deco­ der 46 zu einem Impulszug decodiert, und dieser Impulszug wird dann an den Treiber 47 ausgegeben.

Das Feld der wärmeerzeugenden Widerstände 31 enthält meh­ rere (nicht gezeigte) Heizwiderstände, die in einer Reihe senkrecht zur Aufzeichnungsrichtung für den Anzeigeab­ schnitt 20 angeordnet sind. Ein wärmeerzeugender Widerstand (Heizwiderstand) ist jeweils entsprechend einem Punkt oder Bildelement eines Bildes vorgesehen. In diesem Fall reicht die Anzahl von Heizwiderständen aus, um Information über die gesamte Breite (die oben erwähnte senkrechte Richtung) des Anzeigeabschnitts 20 aufzuzeichnen.

Im folgenden wird der Thermoaufzeichnungsbetrieb der erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung erläutert.

Fig. 5 zeigt beispielhaft die Beziehung zwischen einem Ak­ tivierungsimpulszug (a) zum Ansteuern eines Heizwiderstands entsprechend jeweils einem Punkt auf der Grundlage von Bilddaten, der Temperatur (b) des Heizwiderstands, der bei Empfang des Aktivierungsimpulses Wärme erzeugt, und der Temperatur (c) der Thermoaufzeichnungsschicht 28, die von der von dem Heizwiderstand erzeugten Wärme angehoben wird.

Der Aktivierungsimpuls besteht aus einer Anzahl von Ein­ heitsimpulsen Pb, wie in Fig. 5 bei (a) gezeigt ist. Ein Signal mit hohem Pegel (H) (aktiver Pegel) und ein Signal mit niedrigem Pegel (L) werden bei konstantem zeitlichen Verlauf abwechselnd geliefert. Bei diesem Beispiel dient der erste Zug von Aktivierungsimpulsen (Zeitspanne zur Bil­ dung von einem Punkt) zur Informationsaufzeichnung, und der zweite Impulszug (Zeitspanne zur Bildung eines Punkts) dient zum Löschen von Information.

Bei dieser Ausführungsform wird eine Aktivierungszeit für die Informationsaufzeichnung und die Informationslöschung gesteuert durch das Abwechseln der Anzahl von Einheitsim­ pulsen Pb, die jeweils eine konstante Aktivierungzeitspanne und ein konstantes Tastverhältnis aufweisen. Zur Informati­ onsaufzeichnung beispielsweise (also zum opak-machen der Schicht 28) wird elektrische Leistung in Form einer Anzahl von Einheitsimpulsen Pb an die Heizwiderstände gelegt, die veranlassen, daß die Temperatur der Aufzeichnungsschicht 28 in den Aufzeichnungstemperaturbereich (T2 in Fig. 3) ge­ langt. Zum Löschen von Information (zum Transparent-machen der Schicht 28) wird den Heizwiderständen eine Anzahl von Einheitsimpulsen Pb zugeführt, die veranlassen, daß die Temperatur der Aufzeichnungsschicht 28 in einen Lösch­ (transparent-)Temperaturbereich gelangt (T1 in Fig. 3).

Wenn man annimmt, daß die Dichte der Heizwiderstände in dem Feld 31 der wärmeerzeugenden Widerstände 8 Punkte/Mil­ limeter (200 Punkte/Zoll) beträgt und der mittlere Wider­ stand der Heizwiderstände 590 Ohm beträgt, und weiterhin die Treiberspannung 12 V beträgt, so soll unter diesen Be­ dingungen der Fall betrachtet werden, daß die Zeitspanne zum Bilden eines Punkts 3,13 ms, die Aktivierungszeitspanne des Einheitsimpulses t0 0,08 ms und die Einschaltzeit (Im­ pulsdauer hohen Pegels) t1 0,06 ms beträgt. Zum Aufzeichnen eines Punkts wird dann an die Heizwiderstände elektrische Leistung mittels 31 Einheitsimpulsen gelegt. Zum Löschen eines Punkts wird an die entsprechenden Heizwiderstände elektrische Leistung in Form von 15 Einheitsimpulsen ge­ legt.

Auf diese Weise bestimmt sich die Anzahl von Aktivierungs­ impulsen (Aktivierungszeit zum Ansammeln der Anzahl von Einheitsimpulsen Pb), die den individuellen Heizwiderstän­ den zugeführt wird, durch den Aktivierungsimpuls-Berech­ nungsabschnitt 43 in der Weise, daß die Heizwiderstände auf unterschiedliche Temperaturen für Markenpunkte (opake Punkte) einerseits und Lückenpunkte (transparente Punkte) andererseits aufgewärmt werden, damit die oben erläuterten Zustandsänderungen gemäß Fig. 3 der Aufzeichnungsschicht 28 stattfinden.

Wenn die Aufzeichnungs- oder Löschenergie (elektrische En­ ergie), die in Form mehrerer Impulse unterteilt ist, den Heizwiderständen zugeführt wird, erlangt das Temperaturpro­ fil der Heizwiderstände eine sägezahnförmige Gestalt, wie sie bei (b) in Fig. 5 gezeigt ist, und zwar durch die Bi­ lanz der Wärmeansammlung und Wärmestrahlung in der Nachbar­ schaft des jeweiligen Heizwiderstands. Das Temperaturprofil in der Aufzeichnungsschicht 28 hat keine scharfen Kantenab­ schnitte, da eine Überlappung der Wärme während der Wärme­ leitung zu der Aufzeichnungsschicht 28 erfolgt und ein Tem­ peraturanstieg entsprechend einer langsam ansteigenden Kur­ ve erfolgt, wie bei (c) in Fig. 5 gezeigt ist.

Herkömmliche Aufzeichnungsträger, z. B. Thermoaufzeichnungs­ papier und Wärmetransfer-Aufzeichnungsband, können Informa­ tion aufzeichnen, wenn sie auf oder über eine Schwellentem­ peratur erwärmt werden, über welcher eine Zustandsänderung erfolgt, z. B. eine Färbung oder Erweichung, ein Schmelzen oder eine Sublimation. Im Gegensatz dazu ist das zur Ver­ wendung bei der Erfindung vorgesehene Aufzeichnungsmaterial gekennzeichnet durch seine zwei Schwellentemperaturen für das Löschen von Information und das Aufzeichnen von Infor­ mation, so daß eine Drei-Pegel-Steuerung der Temperatur er­ forderlich ist.

Bei der Aufzeichnung von Information (der Anzeige eines sichtbaren Bildes) muß ungeachtet des Vorhandenseins eines alten Bildes, welches zuvor aufgezeichnet wurde, der einem Zielbildelement entsprechend einem Markenpunkt zugehörige Heizwiderstand nur auf eine Temperatur erhitzt werden, bei welcher die Temperatur der Aufzeichnungsschicht 28 in einen opaken Zustandsbereich ansteigt, so daß die Aktivierung der jeweiligen Heizwiderstände so gesteuert wird, daß Leistung entsprechend einer Anzahl von Einheitsimpulsen Pb zugeführt wird, die einen solchen Temperaturanstieg bewirkt. Beim Lö­ schen von Information darf ungeachtet des Vorhandenseins eines alten Bildes der einem Zielbildelement, welches einem Lückenpunkt entspricht, zugeordnete Heizwiderstand ledig­ lich bis auf eine Temperatur erwärmt werden, bei der die Temperatur der Aufzeichnungsschicht 28 in einen transparen­ ten Zustandsbereich ansteigt, so daß die Aktivierung des Heizwiderstands derart gesteuert wird, daß eine Energiezu­ fuhr entsprechend der Anzahl von Einheitsimpulsen Pb er­ folgt, die einen solchen Temperaturanstieg veranlaßt. Diese Steuerung kann in einfacher Weise ein stabiles, überschrei­ bendes Aufzeichnen (welches weiter unten noch näher erläu­ tert wird) gewährleisten, um bei Löschung eines alten Bil­ des ein neues Bild zu erzeugen.

Die in dieser Ausführungsform verwendete Aufzeichnungs­ schicht 28 besteht aus einem Aufzeichnungsmaterial, welches bei einer Temperatur im Bereich zwischen etwa 60° Celsius und 100° Celsius transparent wird, während bei einer Tempe­ ratur von etwa 105° Celsius oder darüber eine gesättigte Lichtauslöschung erfolgt.

Die Obergrenze der Erwärmungstemperatur bestimmt sich durch den Heizwiderstand der Schutzschicht 29 oder der Aufzeich­ nungsschicht 28 und beträgt etwa 150° Celsius für die Karte 10 dieser Ausführungsform.

Gemäß dem in Verbindung mit der vorliegenden Vorrichtung verwendetem Aufzeichnungssystem steigt die Temperatur der Heizwiderstände allmählich an, während ein wiederholtes Schwanken mit Anstiegen/Abfällen entsprechend dem Ein/Aus- (Hoch/Niedrig-)Zustand des Aktivierungsimpulses erfolgt. Dementsprechend ergibt sich ein allmählicher Anstieg der Hüllkurve der Spitzentemperatur bei der Temperaturänderung der Heizwiderstände. Der Lichtauslösch-Zustand (opaker Zu­ stand) oder der transparente Zustand der Aufzeichnungs­ schicht 28 bestimmt sich durch die schließlich erreichte Endtemperatur. Dies hat den Vorteil, daß die Zeit, in der die Temperatur der Aufzeichnungsschicht 28 in dem Aufzeich­ nungs/Lösch-Temperaturbereich liegt, durch eine allmähliche Temperaturabstufung verlängert werden kann.

Im Fall der Temperatursteuerung über die Steuerung der an­ gesammelten oder aufgelaufenen Wärme oder dergleichen gilt, daß, je allmählicher die Temperatur in die Nähe der Spit­ zentemperatur ansteigt, desto geringer die Temperaturände­ rung pro Zeiteinheit wird. Dies vermag eine Feintemperatur­ steuerung zu ermöglichen und ist besonders vorteilhaft beim Löschen von Information, das in einem relativ schmalen Tem­ peraturbereich stattfindet.

Der Aktivierungsimpuls (Einheitsimpuls) ist nicht auf den Impulstyp beschränkt, der bei konstanter zeitlicher Steue­ rung intermittierend zugeführt wird, sondern es kann zur Bildung eines Punkts auch eine intermittierende unregel­ mäßige Zeitsteuerung erfolgen.

Fig. 6 erläutert den Fall, bei dem die zur Bildung eines Punkts als erstes zu liefernde Energie größer ist als die übrige Energie, die in der verbleibenden Zeitspanne zur Bildung eines Punkts geliefert wird, ungeachtet der aufzu­ zeichnenden/zu löschenden Information.

In anderen Worten, wie in Fig. 6(a) gezeigt ist, wird die Einschaltzeit oder Impulsdauer Tb des ersten Impulses Pa auf einen größeren Wert eingestellt als die Zeit t1 der im Anschluß an den ersten Impuls Pa folgenden Einheitsimpuls Pb. Auch in diesem Fall wird die gesamte Aktivierungszeit dadurch gesteuert, daß die Anzahl von Einheitsimpulsen Pb geändert wird, die sich an den ersten Impuls Pa anschlie­ ßen. Der Impuls Pb hat eine konstante Aktivierungszeit­ spanne t0 und ein konstantes Tastverhältnis (Verhältnis von Impulsdauer zu Impulspause).

Es soll nun der in Fig. 6 dargestellte Fall betrachtet wer­ den, bei dem unter den angegebenen Bedingungen die Zeit­ spanne zum Erzeugen eines Punkts 3,13 ms, die Gesamtbreite Ta des ersten Impulses Pa 0,6 ms, die Impulsdauer Tb dieses Impulses 0,45 ms, die Zeitspanne t0 des an den ersten Im­ puls anschließenden Einheitsimpulses Pb 0,07 ms und die Einschaltzeit t1 dieses Impulses Pb 0,06 ms beträgt. In diesem Fall muß zum Aufzeichnen eines Punkts Leistung an die entsprechenden Heizwiderstände nur durch den ersten Im­ puls Pa und 23 Einheitsimpulse geliefert werden. Zum Lö­ schen eines Punkts darf Leistung an den entsprechenden Heizwiderstand nur durch den ersten Impuls Pa und bei­ spielsweise 8 Einheitsimpulse geliefert werden.

Der Temperaturanstieg der Heizwiderstände läßt sich dadurch beschleunigen, daß man den ersten Impuls Pa länger wählt als den Einheitsimpuls Pb, wie es oben erläutert ist. Dies beschleunigt den Temperaturanstieg in den Bereich der Auf­ zeichnungs/Lösch-Temperatur und stellt eine sanftere Tempe­ raturabstufung in dem Aufzeichnungs/Lösch-Temperaturbereich sicher. Wie in Fall nach Fig. 5 kann die Zeit, innerhalb der die Temperatur der Aufzeichnungsschicht 28 in dem Auf­ zeichnungs/Lösch-Temperaturbereich liegt, verlängert wer­ den, um auf diese Weise eine Feinsteuerung der Temperatur auch dann zu ermöglichen, wenn die Steuerung über eine Steuerung der angesammelten Wärme oder dergleichen durchge­ führt wird.

Alternativ kann gemäß Fig. 7(a) das Tastverhältnis der Ak­ tivierungsimpulse so gesteuert werden, daß es sich allmäh­ lich ändert. In diesem Fall wird die gesamte Aktivierungs­ zeit dadurch gesteuert, daß man die Anzahl von Impulsen mit derselben Impulsperiode, jedoch unterschiedlichen Tastver­ hältnissen ändert.

Es soll nun der in Fig. 7 dargestellte Fall betrachtet wer­ den, bei dem unter den oben erläuterten Bedingungen die Zeitspanne zur Bildung eines Punkts 3,13 ms, die Zeitspanne t0 der einzelnen Impulse 0,8 ms, die Impulsdauern (Ein­ schaltzeiten) t1, t2, t3 . . . jener Impulse nach und nach von 0,06 ms (t1) auf 0,005 ms geändert wird. In diesem Fall wird zum Aufzeichnen von Punkten Leistung an die Heizwider­ stände beispielsweise in Form von 37 Impulsen gelegt. Zum Löschen von Punkten wird Leistung an die Heizwiderstände lediglich durch 16 Impulse gelegt.

Auch im Fall gemäß Fig. 7 wird wie in den Fällen nach den Fig. 5 und 6 die Zeit, in der die Temperatur der Auf­ zeichnungsschicht 28 in dem Aufzeichnungs/Lösch-Temperatur­ bereich liegt, verlängert, um dadurch eine Feinsteuerung der Temperatur auch dann zu ermöglichen, wenn die Steuerung durch eine Steuerung der angesammelten Wärme oder derglei­ chen erfolgt.

Bei den oben erläuterten Ausführungsformen wird die Akti­ vierungszeit der Wärmewiderstände einfach in zwei Abschnit­ te unterteilt, einen für die Aufzeichnung und den anderen für das Löschen, um die Temperatur der Aufzeichnungsschicht 28 auf einen Temperaturbereich für den opaken Zustand und den Temperaturbereich für den transparenten Zustand einzu­ stellen. Im Fall der Wärmeaufzeichnung mit einem Thermokopf ist es jedoch bekannt, daß die Heizwiderstände momentan je­ weils unterschiedliche Temperaturprofile aufweisen, und zwar aufgrund der angesammelten Wärme des Thermokopfs, der Erwärmungs-Hysterese oder der Umgebungsbedingungen, unge­ achtet gleicher Aktivierungszeit.

Bei dem Aufzeichnungssystem in der erfindungsgemäßen Auf­ zeichnungenvorrichtung ist es wichtig, eine solche Wärme­ energie zuzuführen, mit der die Temperatur der Aufzeich­ nungsschicht 28 in den Temperaturbereich für den opaken Zu­ stand oder den Temperaturbereich für den transparenten Zu­ stand eingestellt wird, ungeachtet der angesammelten Wärme des Thermokopfs, der Erwärmungs-Hysterese oder Umgebungsbe­ dingungen. Das heißt: Die Temperatur der Aufzeichnungs­ schicht 28 läßt sich dadurch exakt in einen vorbestimmten Temperaturbereich anheben, daß man die zugeführte elektri­ sche Energie im Hinblick auf jene Faktoren steuert.

Bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform ist deshalb die Thermokopf-Aufzeichnungseinrichtung 13 mit dem Daten- Aktualisierabschnitt 44 und dem Zeilenpuffer 45 ausgestat­ tet, die eine Aktivierungsimpulsdaten-Berechnungsschaltung bilden, die ihrerseits Kompensationsmaßnahmen durchführt.

Der Steuerungsbetrieb unter Verwendung der Aktivierungsim­ pulsdaten-Berechnungsschaltung soll im folgenden unter er­ neuter Bezugnahme auf Fig. 4 erläutert werden.

Die Aktivierungsimpulsdaten-Berechnungsschaltung macht von einem Bild eine Bitkarte und schätzt die angesammelte Wärme des Thermokopfs und die Erwärmungs-Hysterese der Heizwider­ stände des Thermokopfs aus den Bildelementdaten ab, welche die Zielbildelement-Daten umgeben (Markenpunkt/Lücken­ punkt). Die Aktivierungsimpulsdaten-Berechnungsschaltung steuert die den Heizwiderständen zuzuführenden Aktivier­ ungsimpulse entsprechend der Lage des Zielbildelements. Diese Funktion wird im folgenden näher erläutert.

Der Zeilenpuffer 45 speichert als Bestandteil der Aktivie­ rungsimpulsdaten-Berechnungsschaltung Daten von vier Zeilen der vorliegenden und vorausgehenden Bilddaten. Die Daten aus dem Zeilenpuffer 45 werden an den Aktivierungsimpulsda­ ten-Berechnungsabschnitt 43 und den Daten-Aktualisierungs­ abschnitt 44 ausgegeben.

Der Daten-Aktualisierungsabschnitt 44, der ebenfalls den Aktivierungsimpulsdaten-Berechnungsabschnitt bildet, emp­ fängt neue Daten (für eine Zeile) von dem Schieberegister 41 und addiert diese neuen Daten zu den Daten aus dem Zei­ lenpuffer 45, um die jeweils ältesten Daten (für eine Zei­ le) zu löschen und auf diese Weise die Daten zu aktuali­ sieren. Die Inhalte des Zeilenpuffers 45 werden mit den er­ neuerten Daten überschrieben.

Das Schieberegister 41 hat die Funktion, serielle Eingangs- Bilddaten umzusetzen in parallele Daten und nach Maßgabe einer gegebenen Matrixgröße Daten des Zielbildelements so­ wie Bildelement-Daten um das Zielbildelement herum zu ex­ trahieren. Folglich gibt das Schieberegister 41 die Daten einer Matrix an den Marke/Lücke-Diskriminator 42, den Ak­ tivierungsimpuls-Berechnungsabschnitt 43 und den Daten-Ak­ tualisierabschnitt 44.

Fig. 8 zeigt eine Bezugsflächenmatrix, welche die Beziehung zwischen einem Zielbildelement P und den das Zielbildele­ ment P umgebenden Bildelementen darstellt.

Die Matrix nach Fig. 8 besitzt eine Größe von 3×4 Punkten und wird dazu verwendet, die Eingangsenergie für den Heiz­ widerstand für das Zielbildelement P in der Zeile n zu be­ stimmen, wobei beispielsweise Bezug genommen wird auf zwei Einzelpunkte i-1 und i+1 in der Zeile n, welche an das Zielbildelement P angrenzen, und weiterhin auf den voraus­ gehenden Verlauf der Energiezuführung (entsprechend den drei Zeilen n-3, n-2 und n-1).

Der Aktivierungsimpuls-Berechnungsabschnitt 43 ist mit ei­ ner Tabelle ausgestattet, um die Beziehung zwischen der Eingangsenergie für jeden Heizwiderstand und einen Zug von Aktivierungimpulsen (Anzahl und Dauer) zu speichern, um die angesammelte Wärmeenergie in dem dem Zielbildelement ent­ sprechenden Heizwiderstand abzuschätzen aus der Lagebezie­ hung zwischen den Markenpunkten und den Lückenpunkten um das Zielbildelement in der Matrix herum, und dem Verhältnis der Anzahlen solcher Punkte.

Das heißt: In der Tabelle sind Daten von verschiedenen An­ zahlen von Aktivierungs-Impulsen gespeichert, die an die Heizwiderstände zu legen sind und die sich nach Maßgabe der berechneten Eingangsenergiemenge bestimmen. Wenn beispiels­ weise anhand der vorhergehenden Bildelementdaten und der herumliegenden Bildelementdaten beurteilt wird, daß es kei­ ne Beeinflussung der angesammelten Energie für den dem Zielbildelement entsprechenden Heizwiderstand gibt, so wer­ den aus der Tabelle Aktivierungsimpulsdaten ausgelesen, um die Anzahl von Impulsen, die an den Heizwiderstand angelegt werden, auf eine vorbestimmte Anzahl von Impulsen einzu­ stellen. Wenn beurteilt wird, daß die angesammelte Energie über dem normalen Pegel liegt, werden jedoch aus der Ta­ belle Aktivierungsimpulsdaten ausgelesen, anhand derer die Anzahl von Impulsen kleiner eingestellt wird als die vorbe­ stimmte Anzahl von Impulsen. Dadurch, daß in der oben er­ läuterten Weise eine vorbestimmte Beziehung zwischen der Eingangsenergie und den Aktivierungsimpulsen in einer Ta­ belle hergestellt wird, lassen sich die aktuellen Aktivie­ rungsimpulsdaten unter Bezugnahme auf diese Tabelle einfach bestimmen.

Das Merkmal dieses Aufzeichnungssystems in der Aufzeich­ nungsvorrichtung besteht darin, daß elektrische Leistung nicht nur den Heizwiderständen entsprechend den Marken- Punkten zugeführt wird, um ein Bild zu erzeugen, sondern ebenfalls den Heizwiderständen zugeführt wird, welche den Lücken-Punkten entsprechen, die kein Bild erzeugen. Diesbe­ züglich ist der Aktivierungsimpuls-Berechnungsabschnitt 43 mit einer Tabelle 43a für Marken-Punkte und einer Tabelle 43b für Lücken-Punkte versehen.

Die Anzahl von Aktivierungsimpulsen wird nach Maßgabe ver­ schiedener angesammelter Energien in den individuellen Heizwiderständen auf die oben erläuterte Weise kompensiert. Ungeachtet des Bildmusters wird daher die Temperatur der Aufzeichnungsschicht 28 der Karte 10 korrekt auf den Tempe­ raturbereich für den opaken Zustand eingestellt, wenn Mar­ ken-Punkte zu erzeugen sind, und auf den Temperaturbereich für den transparenten Zustand eingestellt, wenn Lücken- Punkte zu bilden sind, wie aus den Fig. 5 bis 7 hervorgeht.

Im folgendem soll erläutert werden, wie auf dem Anzeigeab­ schnitt 20 der Karte (zur Bildung eines Sichtbildes) Infor­ mation aufgezeichnet und gelöscht wird.

Fig. 9 zeigt den Fall, daß der Buchstabe "I" gelöscht und statt dessen der Buchstabe "L" aufgezeichnet wird oder der Buchstabe "L" über das Bild des "I" geschrieben wird (d. h., es erfolgt ein überschreibendes Aufzeichnen).

Fig. 9 zeigt ein Feld 31 auf Heizwiderständen 31a, die Teile der Thermokopf-Aufzeichnungseinrichtung 13 sind, ein zuvor auf dem Anzeigeabschnitt 20 geschriebener alter In­ formationsabschnitt (altes Bild) 32 und ein gerade im Schreiben begriffenes neues Bild 33.

Bei diesem Beispiel werden individuelle Heizwiderstände des Feldes 31 durch das oben erläuterte System (Verfahren) er­ wärmt, während die Karte 10 unter dem ortsfesten Heizwider­ standsfeld 31 in Aufzeichnungsrichtung gemäß Pfeil trans­ portiert wird. Dies ermöglicht das überschreibende Auf­ zeichnen und die Löschung des alten Bildes "I" 32 bei Auf­ zeichnung des neuen Bildes "L" 33.

In Fig. 9 bedeuten ausgezogene Kreise 34 Aufzeichnungs-Bild­ elemente (Marken-Punkte), während gestrichelte Kreise 35 gelöschte Bildelemente (Lücken-Punkte) bedeuten, welche Teil des alten Bildes 32 sind. Schraffierte ausgezogene Kreise 36 bedeuten Aufzeichnungsbildelemente (Marken- Punkte), die als Teil des neuen Bildes 33 erneute aufge­ zeichnet wurden.

In diesem Fall werden mehrere Aktivierungsimpulse intermit­ tierend mit konstantem Zeitverlauf an die entsprechend den Bildelementen vorgesehenen Heizwiderstände innerhalb der Zeitspanne zur Bildung eines Punkts gegeben. Beispielsweise wird die Anzahl von an den jeweiligen Heizwiderstand gelie­ ferten Aktivierungsimpulsen in der oben beschriebenen Weise nach Maßgabe der angesammelten Wärmeenergie gesteuert, wel­ che aus Daten abgeschätzt wird, die bezüglich der vorausge­ henden und das Zielbildelement umgebenden Elementen er­ stellt wurden. Die maximale Anzahl von dem Heizwiderstand zugeführten Impulsen beträgt 31. In ähnlicher Weise wird die Anzahl von einem einen zu löschenden Bildelement ent­ sprechenden Heizwiderstand zuzuführenden Impulsen nach Maß­ gabe der angesammelten Wärmeenergie gesteuert, welche aus Daten abgeschätzt wird, die bezüglich vorausgehender und das Zielbildelement umgebender Bildelemente erstellt wur­ den. Die maximale Anzahl von Impulsen, die an den dem Ziel­ bildelement entsprechenden Heizwiderstand geliefert werden, ist auf 15 eingestellt.

Die Abstufung des Temperaturanstiegs der Aufzeichnungs­ schicht 28 kann in der oben erläuterten Art und Weise da­ durch sanfter gestaltet werden, daß Leistung in Form unter­ teilter Impulse an die Heizwiderstände angelegt wird. Die feinere Abstufung der Temperaturkurve reduziert eine Tempe­ raturänderung pro Zeiteinheit, gewährleistet mithin eine feinere Steuerung. Aus diesem Grund ist es einfach, eine Temperatursteuerung für das Löschen von Information durch­ zuführen, welches in einem relativ schmalen Temperaturbe­ reich erfolgt, so daß eine stabile Betriebsweise erreicht wird.

Da die Informationsaufzeichnung und Informationslöschung von einem einzigen Thermokopf durchgeführt werden kann, läßt sich die Aufzeichungsvorrichtung kompakt aufbauen, und die Verarbeitungszeit ist relativ kurz.

Obschon der lichtauslöschende oder opake Zustand der Auf­ zeichnungsschicht 28 als Aufzeichnungs-Bildelement (Marken­ punkt) gemäß obiger Ausführungsform behandelt wird, stellt dies jedoch keine Beschränkung dar. Der lichtauslöschende Zustand kann auch als Anfangszustand (Lücken-Punkt) behan­ delt werden, während der transparente Zustand als Aufzeich­ nungs-Bildelement behandelt wird.

Das Aufzeichnungsmaterial ist nicht auf das bei dieser Aus­ führungsform verwendete Material beschränkt, sondern es kann sich auch um ein Aufzeichnungsmaterial handeln, welches als Farbgebungsquelle einen Leukofarbstoff aufweist, der eine reversible Farbänderung durch bloße Steuerung der Wärme­ energie veranlaßt.

Claims (7)

1. Aufzeichnungsvorrichtung zum Aufzeichnen von Punkt-Information auf einen Thermoaufzeichnungsträger, der bei Erwärmung auf unterschiedliche Temperaturen hinsichtlich der Lichtdurchlässigkeit reversible Zustände annehmen kann, gekennzeichnet durch
einen Thermokopf (31) mit Heizelementen und
eine Steuereinrichtung (13), die die Heizelemente derart aktiviert, daß zur Bildung von Bildpunkten an Stellen mit opakem Zustand diesen zugeordneten Heizelementen eine erste Anzahl von Energieimpulsen und an Stellen mit transparentem Zustand den zugeordneten Heizelementen eine hiervon unterschiedliche zweite Anzahl von Energieimpulsen zugeführt wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (13) eine Einrichtung (43) aufweist, die die angesammelte Wärme und die Erwärmungs-Hysterese der Thermokopfanordnung abschätzt, und eine Einrichtung (43) enthält, die die Anzahl von Impulsen, die in einer Zeitspanne zur Bildung eines Punkts zuzuführen ist, nach Maßgabe des Abschätzungsergebnisses kompensiert, und daß die Kompensationseinrichtung (43) eine Tabelleneinrichtung (43a, 43b) enthält, welche eine Beziehung zwischen Aufzeichnungsenergie oder Löschenergie, die aus einer Menge angesammelter Energie in der Thermokopfanordnung ermittelt wird, einerseits, und der Anzahl von der Thermokopfanordnung zuzuführenden Impulsen andererseits speichert.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Tabelleneinrichtung (43a, 43b) eine erste und eine zweite Tabelle enthält, die separat für die Aufzeichnung von Punktinformation bzw. das Löschen von Punktinformation vorgesehen sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Thermokopfanordnung (31) eine Einrichtung zum gleichzeitigen Durchführen der Informationsaufzeichnung und der Informationslöschung enthält.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (13) eine Einrichtung (43) enthält, mit der in einer Zeitspanne zur Bildung eines Punkts ein Impulszug geliefert wird, welcher einen ersten Impuls beinhaltet, welcher länger ist als die nachfolgenden Impulse des Impulszugs.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (13) eine Einrichtung (43) enthält, welche die Anzahl von Impulsen, die dem ersten Impuls folgen, ändert und ein konstantes Tastverhältnis für diese nachfolgenden Impulse beibehält.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (13) eine Einrichtung (43) enthält, welche das Tastverhältnis der Impulse innerhalb einer zur Bildung eines Punkts vorgesehenen Zeitspanne graduell ändert.