DE1090007B - Verfahren und Vorrichtung zur Aufzeichnung von Schrift- oder Zahlzeichen auf einer Flaeche - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Aufzeichnung von Schrift- oder Zahlzeichen auf einer Fläche, und es liegt ihr die Aufgabe zugrunde, eine so schnelle Durchführung der Aufzeichnungen zu ermöglichen, daß diese beispielsweise mit dem außerordentlich schnellen Arbeitsrhythmus elektronischer Rechenmaschinen Schritt zu halten vermag.

Es ist bekannt, Bilder auf elektrostatischem Wege zu erzeugen. Zu diesem Zwecke wird eine photoleitende Schicht, d. h. also eine Schicht, die unter Lichteinwirkung" leitend wird und die sich auf einem leitenden Träger befindet, mit einer elektrischen Ladung versehen, worauf die photoleitende Schicht mit dem aufzunehmenden Bild belichtet wird. Au den hellen Stellen dieses Bildes wird die Schicht leitend, so daß die Ladung dort an den Träger abfließen kann, während die dunklen Stellen geladen bleiben. Man erhält so ein unsichtbares Ladungsbild, das durch Aufstäuben von Puder sichtbar gemacht werden kann. Durch Erhitzen kann der Puder dort, wo er sich befindet, auf der Unterlage fixiert werden.

Sollen von einem solchen Bild Kopien angefertigt werden, so werden die Flächen mit dem darauf fixierten Puder g'eladen, mit neuem Puder eingestäubt und dann mit Papier in Berührung gebracht. Ladungen \verden dabei nicht übertragen, sondern es findet nur eine Übertragung des Puders an der Kcntaktfläche statt.

Ein solches Verfahren arbeitet für die Aufzeichnung von Schrift- oder Zahlzeichen in Verbindung z. B. mit dem Betrieb elektronischer Rechenmaschinen immer noch zu langsam. Deshalb wird für den ver-Verfahren und Vorrichtung
zur Aufzeichnung von Schriftoder Zahlzeichen auf einer Fläche

Anmelder:

Battelle Development Corporation,
Columbus, Ohio (V. St. A.)

Vertreter: Dipl.-Ing. E. Prinz, Patentanwalt,
München-Pasing, Bodenseestr. 3 a

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 29. August 1952

Chester Floyd Carlson, Fairport, N. Y. (V. St. Α.),
ist als Erfinder genannt worden

liegenden Zweck das geschilderte Verfahren zur Herstellung elektrostatischer Bilder erfindungsgemäß in der Weise abgeändert, daß elektrisch leitende Schrifteder Zahlzeichen in dichtem Abstand an eine Isolierstofffläche gebracht werden und zwischen der Stirnfläche der Zeichen und der Isolierstcfffläche eine elektrische Ladungsverschiebung herbeigeführt wird, indem man zwischen den einander gegenüberliegenden Flächen ein starkes elektrisches Feld erzeugt und dadurch auf der Isolierstofffläche ein elektrostatisches Bild hervorruft, das der Form des Schrift- oder Zahlzeichens entspricht.

Eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes zeigt die Zeichnung, und zwar ist

Fig. 1 eine teilweise schematische Seitenansicht der zusammenarbeitenden Teile einer erfindungsgemäßen elektrostatischen Aufzeichnungsvorrichtung und ein Schema, der dazu gehörigen Stromkreise,

Fig. 2 ein Schnitt nach Linie 2-2 in Fig. 1 senkrecht zur Rotorwelle, wobei das Aufzeichnungsrad oder die Aufzeichnungstrommel von oben und der das elektrostatische Bild aufnehmende Streifen sowie die ortsfesten Signalelektroden im Schnitt sichtbar sind,

Fig. 3 eine schaubildliche Ansicht eines der Schriftzeichen auf dem Aufzeichnungsrad,

Fig. 4 eine Ansicht, bei der man durch den Streifen auf das Schriftzeichen tragende Rad blickt und die das Verfahren zur reihenweisen Aufbringung von elektrostatischen Bildern auf den sich kontinuierlich bewegenden Streifen erläutert, und

Fig. 5 eine Teilansicht, welche eine Ausführungsform eines Puderentwicklungsmechanismus darstellt.

Gemäß Fig. 1 besitzt die elektrostatische Aufzeichnungsvorrichtung ein Rahmenwerk 10, welches aus einem Paar senkrechter Seitenplatten mit Stangen und Stützteilen, zwischen diesen. Platten bestehen kann. Auf den Platten bzw. Stangen od. dgl. sind die zusammenarbeitenden Elemente angebracht. Eine Welle 11 am oberen Ende des Rahmens trägt eine Vorratsrolle 12 zur Zuführung von flachem Isoliermaterial, welches in Form eines Streifens 13 von der Rolle 12 abgezogen wird. Der Streifen bewegt sich im wesentlichen gerade nach unten zu dem unteren Teil der Vorrichtung, wo er unter einer Trommel 14 hinweg in eine Schmelzvorrichtung wandert, um dann wieder aufwärts und über eine Förderrolle 16 und schließlich zwischen dieser und einer nicht angetriebenen Rolle 17 hindurchzulaufen. Dem Streifen wird durch eine Bremsplatte 18 eine regelbare Zugspannung er-

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teilt. Die Platte 18 ruht auf der Oberseite der Vorratsrolle 12, und ihr Druck kann durch Verstellung des Hebelgewichts 19 verändert werden.

Das flache Isoliermaterial in Form des Streifens 13 kann aus einem plastischen Film, z. B. Polystyrol. Celluloseacetat, Äthylcellulose oder einem ähnlichen Werkstoff mit guten Isoliereigenschaften und zweckmäßig in einer Stärke von 0,025 oder 0,05 mm bestehen. Man kann als Isoliermaterial al>er auch Papier verwenden, das auf der Arbeitsfläche mit einem der genannten plastischen Stoffe oder mit einem Wachs überzogen ist. In gewissen Fällen kann auch vollkommen trockenes Papier oder Zellulosefilm benutzt werden.

Auf dem Transportweg des Streifens zwischen der Vorratsrolle 12 und der den Streifen fördernden Rolle 16 sind folgende Vorrichtungen angeordnet: eine Ladevorrichtung 20 für den Streifen, welche die Aufgabe hat, die Streifenoberfläche in einen Zustand gleichmäßiger elektrostatischer Ladung zu bringen, eine elektrostatische Bildaufzeichnungstrommel oder ein entsprechendes Rad 21 mit dazugehörigen Stromkreisen und Elektroden zur Aufbringung elektrostatischer Ladungsbilder von Ziffern. Buchstaben oder anderen Symljolen auf den Streifen, eine Vorrichtung 22 zur Sichtbarmachung der elektrostatischen Bilder mit Hilfe feinpulverisiei ten Materials oder gegebenenfalls auch mit Hilfe von Flüssigkeiten und schließlich eine Vorrichtung 15 zur dauernden Fixierung der Bilder auf dem Streifen durch Schmelzen der dem Pulver beigemengten Harze. Diese Elemente werden in Verbindung mit der Arbeitsweise der Vorrichtung näher beschrieben.

Im Betrieb wird der Motor 23. auf dessen Welle 34 das Bildrad 21 befestigt ist. so gespeist, daß er mit einer genau vorher1>estimmten Geschwindigkeit läuft. Die Drehzahlkontrolle geschieht durch einen Synchronisierkreis bekannter Bauart. Der Motor dreht das Rad 21. die im Gehäuse 24 untergebrachten Schaltvorrichtungen und photoelektrischen Zeitschalter und ferner eine Riemenscheibe 25, welche ihrerseits die den Streifen antreibende Rolle 16 über den Riemen 26 und eine auf der Achse der Rolle 16 angeordnete Riemenscheibe 27 in Bewegung setzt. Die Rolle 16 fördert den Streifen 13 bei jeder Umdrehung des Rades 21 jeweils mn einen Zeilenabstand. Wenn das Rad 21 Ziffern von etwa 3 mm Höhe trägt und ein Alistand von ebenfalls etwa 3 mm zwischen den Zeilen gewünscht wird, so wird der Streifen bei jeder Umdrehung des Rades um etwa 6 mm vorwärts bewegt.

Wenn der Streifen die Vorratsrolle 12 verläßt. wandert er zuerst durch die Ladevorrichtung 20. welche eine Kammer mit einer Elektrodenplatte 28 besitzt. Die Elektrodenplatte ist mit einer radioaktiven Schicht, die ionisierende Teilchen abgibt, wie z. B. mit einer Poloniumschicht, überzogen, welche der Oberfläche des Streifens zugekehrt ist. Andererseits ist die Platte 28 mit dem einstellbaren Kontakt eines Potentiometers 29 verbunden, welches in der Mitte geerdet und an seinen Enden an die entgegengesetzten Pole einer Batterie 30 mit einem Potential von 100 bis mehreren 100 Volt angeschlossen ist. Eine geerdete Metallplatte: 31 liegt auf Höhe der Ladevorrichtung 20 an der Rückseite des Streifens an, so daß bei Änderung der Potentiometereinstellung zwischen der Elektrode 28 und dem Streifen ein Feld von positiver oder negativer Polarität und regelbarer Stärke erzeugt werden kann.

«-Teilchen und andere ionisierende Teilchen, welche von der radioaktiven Schicht emittiert werden, bewirken eine Ionisierung der Luft in der Kammer der Vorrichtung 20, so daß negative und positive Ionen entstehen. Diese Ionen wandern abhängig von ihrer Polarität in entgegengesetzten Richtungen in dem zwischen der Elektrode 28 und der Platte 31 gebildeten elektrischen Feld. Da die Ionen einer Polarität ihre Ladung an die Platte 28, die der anderen Polarität an den Streifen 13 abgeben, so wird das Feld durch die Aufladung des Streifens so lange geändert, bis

ίο sich ein Gleichgewichtszustand einstellt, in welchem das Potential der Streifenoberfläche gleich dem von dem Potentiometer auf die Elektrode 28 übertragenen Potential ist. Es ist zweckmäßig, dem Streifen ein kleines positives Potential zu geben, indem der Poteiitiometerkcntakt von dem Erdungsanschluß ab auf die positive Seite eingestellt wird, wie dies aus Fig. 1 ersichtlich ist. Gegebenenfalls kann die Elektrode 28 aber auch auf dem Erd- oder Massepotential gehalten werden, in welchem Falle die Vorrichtung nur dazu dient, zufällige elektrostatische Ladungen vor der Übertragung der elektrostatischen Bilder von dem Streifen zu entfernen. Der Zweck des negativen Teils des Potentiometers wird später beschrielxMi werden.

Wenn sich der Streifen aus der Ladevorrichtung heraus nach unten bewegt, so passiert er eine gerade Stange 32 aus Isoliermaterial und wird dann durch eine kreisförmige isolierende Segmentplatte 33 in etwa zylindrische Gestalt gekrümmt oder gezogen. Die Platte 33 ist in geringem Abstand oberhalb des Rades 21 und parallel zu diesem angeordnet. Lrn für alle Punkte 35 des Bildrades 21 die gleiche Aufzeichnungsstelle auf dem Streifen 13 zu erreichen, ist die Welle 34 des Alotors 23 mit ihrer Achse etwas aus der senkrechten Stellung herausgeschwenkt. Infolgedessen ist das obere Ende der Welle nach Fig. 1 für den Beobachter, wie dies Fig. 1 zeigt, nach hinten geneigt anzusehen. Somit ist das Rad 21 und demgemäß die Segmentplatte 33 gegenüber der Horizontalen um einen entsprechenden Betrag geschwenkt, wodurch ein Punkt auf dem 'Umfang des Rades 21 zunächst dem Betrachter, wie aus Fig. 1 ersichtlich, beispielsweise etwa 3 mm höher gelagert erscheint als der gleiche Punkt nach einem Umlauf des Rades um 180^c.

Um den Streifen in eine gekrümmte Fenn zu bringen, bei der alle Punkte der Breitenausdehnung des Streifens von der Kante des geschwenkten Rades 21 gleich weit entfernt sind, wird dem Streifen die Form eines Zyliuderbogens gegeben, dessen Achse um den gleichen Betrag geschwenkt ist wie die Welle 34. Erreicht wird dies durch die Anordnung der Spindel 11, deren Achse gegenüber der Achse der Trommel 14 der Schmelzvorrichtung etwas versetzt ist. Infolgedessen befindet sich das Ende der Spindel 11, welches dem Betrachter in Fig. 1 am nächsten liegt, weiter links als das entgegengesetzte Ende. Die Vorrichtung 20 und die Stange 32 sind in ähnlicher Weise schräg angestellt. Die Achse der Trommel 14 der Schmelzvorrichtung verläuft ein wenig schräg in entgegengesetzter Richtung. Dadurch ist es möglich, den Streifen genau in eine Kurve zu ziehen, welche der gekrümmten Seite der Platte 33 entspricht und über die Streifenbreite an allen Stellen gleichen Abstand von der Kante des Rades 21 hat, wie dies aus Fig. 2 ersichtlich ist. die einen Schnitt senkrecht zur Achse der Welle 34 darstellt. Das Rad 21 kann aus einer Leichtmetallscheibe bestehen, deren zylindrische Kante beispielsweise etwa 6 mm dick ist. Eine Reihe von erhabenen Metallschriftzeichen 35, die der \'orderseite von Typen ähneln (Fig. 3), ist auf einem Teil des

Umfangs des Rades 21 in Abständen voneinander angeordnet. So können beispielsweise die Ziffern 1 bis 0 in gleichen Abständen auf der Hälfte des Umfangs untergebracht werden, während die andere Hälfte glatt ist. Durch eine Belastung dieser anderen Hälfte ist für eine dynamische Auswuchtung gesorgt. Die Welle 34 ist in den Lagern 38 gelagert.

Wie aus Fig. 4 ersichtlich, sind die Schriftzeichen auf dem Mantel des Bildrades auf einer Schraubenlinie angeordnet, deren Steigung beispielsweise etwa 6 mm beträgt. Infolge der Verschwenkung der Radachse befinden sich jedoch alle Schriftzeichen, welche dem Streifen gegenüberliegen, in jedem Augenblick auf einer Linie, die zu den Kanten des Streifens senkrecht verläuft, wie dies aus Fig. 4 ersichtlich ist. Da sich der Streifen bei Drehung des Rades abwärts bewegt, hält die Höhenlage der Schriftzeichen auf dem Rad mit dem Fortschritt des Streifens Schritt. In Fig. 4 ist beispielsweise ein Punkt 36 auf dem Streifen dargestellt, der gegenüber der Ziffer »1« auf dem Rad liegt. Wenn sich der Punkt auf dem Streifen bis in die Stellung 37 bewegt ha.t, wurde das Rad 21 so weit verdreht, daß die Ziffer »7« der entsprechenden Spalte gegenübersteht, in der sich vorher die »1« befand. Die »7« befindet sich jedoch in einer tieferen Stelle des Bildradmantels, so daß die »7« nunmehr dem gleichen Punkt auf dem Streifen gegenüberliegt, gegenüber dem vorher die »1« gelegen hat. Diese Anordnung ermöglicht, daß horizontale Bildreihen auf den sich kontinuierlich weiterbewegenden Streifen aufgebracht werden können.

Die Vorderseiten der Schriftzeichen 35 sind in der Weise geschliffen, daß sie sich in einer um die Welle 34 konzentrischen Zylinderfläche befinden, während die Welle durch starre Lager 38 so genau gelagert ist, daß die Vorderseiten aller Schriftzeichen sich in gleichem Abstand von der Oberfläche des Streifens 13 befinden, wenn sie an diesem vorbeigedreht werden.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, ist eine Reihe leitender, durch Isolierschichten 34 getrennter Elektroden 39, 40, 41 und 42 auf der Rückseite des Streifens 13 augeordnet, und zwar dort, wo der Streifen 13 zylindrische Gestalt hat und dem Rad 21 sowie der Platte 33 gegenüberliegt. Die Vorderseiten dieser Elektroden befinden sich auf einer zylindrischen Fläche, deren Abstand von den Vorderseiten der Schriftzeichen der Dicke des Streifens zuzüglich eines kurzen Luftspaltes entspricht, der etwa 0,025 oder 0,05 mm betragen oder auch etwas größer sein kann. Für jede Spalte von elektrostatischen Schriftzeichenbildern, die auf dem Streifen untergebracht werden sollen, ist eine Elektrode vorgesehen. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind somit für vier Kolonnen von Schriftzeichenbildern vier Elektroden vorhanden.

Die elektrostatischen Bilder werden auf den Streifen mit Hilfe der Schriftzeichen 35 aufgebracht, indem zwischen einem Schriftzeichen und einer Elektrode, wie z. B. der Elektrode 40, ein starkes elektrisches Feld von kurzer Dauer erzeugt wird, sobald das gewünschte Schriftzeichen auf dem Rad 21 gegenüber der Elektrode der gewünschten Kolonne zu liegen kommt. Durch das Feld werden Elektronen aus der Vorderseite des metallischen Schriftzeichens herausgezogen, so daß eine stille Entladung entsteht, die als Feldemission bekannt ist. Der Elektronenstrom, weleher in seinem Querschnitt die Gestalt der Vorderseite des Schriftzeichens hat, wandert auf einer geraden Linie durch den kurzen Luftspalt zu der Streifenflache, wo die Ladung abgegeben wird und ein elektrostatisches Bild des Schriftzeichens auf dem Streifen erzeugt wird. Auf diese Weise wurden kräftige elektrostatische Bilder auf einem Celluloseacetatfilm von 0,025 mm Dicke quer durch einen Luftspalt von 0,05 bis 0,075 mm erzeugt, und zwar unter Verwendung eines gewöhnlichen stählernen Einschlagbuchstabens, der nicht besonders gereinigt oder für die Emission präpariert wurde, sowie unter Anwendung einer Potentialdifferenz von etwa 750 Volt zwischen der Vorderseite des Schriftzeichens und der Elektrode auf der Rückseite des Streifens. Es ist jedoch möglich, die notwendige Spannung zu senken, in dem die Emissionseigenschaften der Vorderseiten der Schriftzeichen verbessert werden. Mittel zur Durchführung einer solchen Verbesserung sind bekannt. Ein Verfahren besteht darin, die Vorderseite des Schriftzeichens mit kolloidalem Graphit zu überziehen, worauf eine Schicht von Magnesiumoxyd folgt.

Fig. 1 zeigt einen Stromkreis, welcher zur Lieferung der Aufzeichnungspotentiale entsprechend den von Ergebnissammeikreisen einer Rechenmaschine, einem Signalempfangskreis, einer Tastatur oder anderen Gebestellen empfangenen Signale od. dgl. dienen kann. Es sei jedoch bemerkt, daß der dargestellte Stromkreis nur beispielsweise gezeigt ist und daß andere Schaltungsanordnungen in Verbindung mit dem beschriebenen Aufzeichnungssystem Anwendung finden können.

Das Rad 21 und die darauf befindlichen Schriftzeichen liegen an der von dem Rahmen der Maschine gebildeten Masse. Jede der Elektroden 39 und 40, 41 und 42 ist mit einem gesonderten Steuerstromkreis versehen. Alle diese Stromkreise können ähnlich ausgebildet sein. In der Zeichnung ist der Stromkreis für die Elektrode 40 als Beispiel dargestellt. Die Elektrode 40 liegt an dem verstellbaren Schieber des Potentiometers 44, welches die Pole der Batterie 45 verbindet, deren negativer Pol über den Widerstand

46 an Masse oder Erde liegt. Durch Verschiebung des Potentiometerabgriffs kann das an die Elektrode 40 angelegte positive Potential so eingestellt werden, daß zwischen den Schriftzeichen und dem Streifen ein elektrisches Feld entsteht, welches sich gerade unterhalb der Potentialschwelle befindet, bei welcher eine Feldemissionsentladung beginnen kann. Eine Triode

47 ist mit ihrer Kathode an den Widerstand 46 und über einen Kondensator 48 an die Elektrode 40 angeschlossen. Die Anode steht dagegen über die Anodenbatterie 49 mit der Masse oder Erde in Verbindung. Wird die Triode 47 leitend, so tritt das Potential der Batterie 49 an dem Widerstand 46 auf, wodurch der Potentialabfall zu dem von der Batterie 45 stammenden festen an der Elektrode 40 liegenden Potential hinzukommt. Auf diese Weise steigt das Potential der Elektrode 40 über die Emissionsschwelle, so daß von demjenigen Schriftzeichen, welches beim Leitendwerden der Röhre sich gegenüber der Elektrode 40 befindet, eine Entladung stattfindet. Da bei der Entladung durch Elektronen oder Ionen Ladungen auf die Oberfläche des Streifens 13 aufgebracht werden, ändert sich das elektrische Feld auf dem Streifen. Die Entladung kommt zum Stillstand, wenn das elektrostatische Bild aufgebaut ist. Der Anodenstrom in der Triode 47 darf nur während einer kurzen Zeitspanne fließen, so daß durch die Bewegung des Rades 21 während der Dauer eines Aufzeichnungsimpulses kein Verschwimmen des Bildes eintritt.

Das Gitter der Triode 47 liegt über dein Widerstand 51 an dem von der Batterie 50 gelieferten Sperrpotential. Ein Impulsstromkreis 52 wird von einem Signalspeicherkreis einer Rechenmaschine oder einer

anderen Signalquelle gesteuert. Für jede Elektrode entsprechend der Elektrode 40 ist ein solcher Steuerkreis vorgesehen, der für die entsprechende Anordnung der Schriftzeichen 35 auf dem Rad 21 sorgt. Ein solcher Stromkreis, welcher zu der Ziffer »1« auf dem Rad 21 gehört, ist in der Zeichnung dargestellt. Jeder flieser Stromkreise enthält einen Kondensator 53. Zu Beginn jedes L'mlaufs des Rades 21 wird dieser Kondensator geladen, wenn die Ziffer »1« in der Kolonne der Elektrode 40 aufgezeichnet werden soll. Der Kondensator bleibt dagegen ungeladen, wenn die Aufzeichnung der Ziffer »1« zu unterbleiben hat. Soll eine andere Ziffer aufgezeichnet werden, so findet die Ladung eines ähnlichen Kondensators in einem anderen der Stromkreise 52 statt. Es wird aber immer nur ein Kondensator je Elektrode in einem gegebenen Arbeitsspiel geladen.

Ein Schaltarm 54. der auf der Welle 34 gelagert ist, läuft synchron mit dem Rad 21 um und berührt nacheinander die Kontakte 55. an weiche die entsprechenden Stromkreise 52, die einer Elektrode (40, 41, 42) zugeordnet sind, herangeführt werden. Der Arm 54 schließt einen solchen Kontakt, wenn das dem Stromkreis 52 dieses Kontaktes entsprechende Schriftzeichen auf dem Rad 21 gegenüber der Elektrode 40 zu liegen kommt. Das (jitter der Triode 47 steht mit dem Arm 54 durch eine Photozelle 56 in Verbindung, so daß einer der Kondensatoren 53 mit dem Gitterkreis parallel geschaltet wird, sobald sich der Schaltarm 54 auf dem zugeordneten Kontakt 55 befindet und die Photozelle leitend wird. Die Photozelle 56 wird durch einen Lichtstrahl von der Lampe 57 erregt. Die Steuerung des Lichtstrahles erfolgt durch eine ebenfalls auf der Welle 34 angeordnete, mit dieser umlaufende Scheibe 58. welche eine Reihe von Lichtdurchlaßschlitzeii 59 hat. die dafür Sorge tragen, daß das Licht die Photozelle nur in dem Augenblick erreicht, in welchem das Schriftzeichen genau gegenüber der mit dem Stromkreis verbundenen Elektrode, wie z. B. gegenüber der Elektrode 40. in der Mittelstellung angelangt ist. Weist der zugehörige Kondensator 53 eine¹ Ladung auf, so wird dabei dem Gitter der Triode ein positiver Impuls erteilt, wodurch die Triode während der kurzen Zeitspanne leitend wird, die erforderlich ist, um auf dem Streifen ein elektrostatisches Bild zu erzeugen. Die Konstanten des Stromkreises sind so gewählt, daß die Triode in ihren nichtleitenden Zustand zurückkehrt, bevor infolge der Bewegung des Rades 21 ein Verwischen des Bildes eintreten kann. AVird das Rad 21 mit 1000 Umdrehungen pro Minute oder mehr gedreht, so soll die Zeitdauer des Aufzeichnungsimptilses nur einige MikroSekunden betragen.

Eine zweite umlaufende Scheibe 60 mit einem einzigen Lichtschlitz 61 steuert die Beaufschlagung einer zweiten Photozelle 62 in einem Steuerstromkreis 63. Den Schlitz 61 passiert ein Lichtimpuls in Richtung auf die Photozelle 62 unmittelbar nachdem der Schaltarm 54 die Reihe von Kontakten 55 vollständig durchlaufen hat. um so die Übertragung einer neuen Reihe von Ladungsimpulsen über die Stromkreise 52 einzuleiten, wodurch ausgewählte Kondensatoren 53 gemäß der Steuerung durch die Rechenmaschine durch elektronische Speicherkreise oder andere Ergebnisse oder Signale liefernde Quellen mit Ladungen versehen werden. Die Ladung der Kondensatoren 53 findet also während der Zeitspanne statt, in welcher der Teil des Rades 21, der keine Zeichen trägt, an dem Streiten vorbeiläuft und der Streifen seine Abwärtsbewegung um den Zeilenzwischeuraum fortsetzt. Auf diese Weise wird auf den Streifen, wie aus Fig. 4 ersichtlich, eine Schriftzeichenzeile nach der anderen übertragen.

Bei seiner Weiterbewegung nach unten passiert der Streifen hinter der Aufzeichnungsvorrichtung eine Entwicklungsvorrichtung 22, in welcher die unsichtbaren elektrostatischen Bilder sichtbar gemacht werden, indem auf dem Streifen ein feinverteilter Stoff, wie z. B. ein Tintennebel oder ein pigmentiertes Harzpulver, abgelagert wird, welches an den negativ geladenen Bildflächenteilen anhaftet. L~m die Entwicklung zu fördern, werden die Teilchen zweckmäßig durch Reibung oder andere Mittel positiv geladen. Wenn durch die Ladungsvorrichtung 20 dem Streifen eine gleichmäßige positive Ladung zugeführt wurde, werden die Teilchen von allen Flächenteilen des Streifens außer von den negativ geladenen Bildteilen abgestoßen. Bei den meisten Entwicklungsverfahren ist die Ablagerung von Pulver an den Hmtergrundfiächen unbe^deutend, und zwar sogar dann, Avemi sie ungeladen sind. Eine geeignete, mit Pulver arbeitende Entwicklungsvorrichtung ist in Fig. 5 gezeigt. Andere Ausführungsmöglichkeiten sind in den USA.-Patentschriften 2 357 809 und 2 573 881 beschrieben und dargestellt, während eine Vorrichtung zur Entwicklung elektrostatischer Bilder mit Hilfe eines Tintennebels der USA.-Patentschrift 2 551 582 entnommen werden kann.

Der entwickelte Streifen wandert nunmehr durch eine Schmelzvorrichtung 15, in welcher er unten um die Trommel 14 herumläuft, um sich dann wieder aufwärts zu der Förderrolle 16 zubewegen. Die Schmelzvorrichtung 15 besteht beispielsweise aus einem Ofen, der auf eine ausreichende Temperatur erhitzt wird, um die Harzpulverbilder zu schmelzen. Die Trommel 14 kann aber auch zur Erzielung des gleichen Ergeh nisses elektrisch geheizt werden. Wird die Entwicklung mit Hilfe von flüssiger Tinte od. dgl. bewirkt, so dient die Schmelzvorrichtung lediglich als Trockenvorrichtung für die Tinte. Bei Streifen aus plastischen Kunststoffen, die durch die Hitze verzerrt werden, ist es jedoch zweckmäßig, daß die Schmelzvorrichtung aus einer Kammer besteht, deren Luftfüllung mit dem Dampf eines Lösungsmittels für die Harzbilder, nicht aber für das Streifenmaterial gesättigt ist. Das Lösungsmittel wird von dem Pulver absorbiert, bis es klebrig oder halbflüssig \vird. Verläßt der Streifen die Schmelzvorrichtung, so verdampft das Lösungsmittel, und es läßt ein fixiertes Harzbild auf dem Streifen zurück. Bei mit einem Überzug versehenem Papier kann ein Lösungsmittel für die plastische Überzugsmasse benutzt werden, in welchem Falle es möglich ist, unschmelzbare elektroskopische Pulver zu verwenden, da die Pulver in dem plastischen oder aus Wachs bestehendem Überzug eingebettet werden, der beim Durchlaufen durch die Schmelzvorrichtung durch Wärme oder ein Lösungsmittel erweicht wird.

Die in Fig. 5 dargestellte, mit Pulver arbeitende Entwicklungsvorrichtung weist ein Rolknpaar 64, 65 auf. Die Rolle 64 bestellt aus einer Mittelachse 66 mit zwei in Abstand, voneinander befindlichen Scheiben 67, um deren Kanten der Streifen herumläuft. Gegen eine Verschiebung in der Achsrichtung ist der Streifen durch die Flansche 68 an den Außenseiten der Scheiben gesichert. Xachdem der Streifen nach unten und um die Rolle 64 herunigewandert ist, bewegt er sich wieder nach oben und über eine volle Rolle 65 und von dort erneut nach unten in die Schmelzvorrichtung. In dem von dem Streifen bei seinem Umlauf um die Rolle 64 gebildeten Kanal ist ein der Entwicklung

Claims (16)

dienendes Pulver oder Gemisch 69 eingefüllt, welches sich bei dem Umlauf der Streifen auf seiner Oberfläche abwälzt. Durch die Scheiben 67 wird das Pulver in dem Entwicklungsraum festgehalten. Bei diesem Vorgang haftet das Pulver an den Bildflächen an. Die Schriftzeichen 35 sind als erhabene Typen dargestellt. Sie können jedoch auch noch zusätzlich so mit einer isolierenden Masse vergossen werden, daß am Radumfang keine erhabenen Teile mehr vorhanden sind, wobei alle diese Flächen in der gleichen Zylinderebene liegen, welche durch den Rand des Rades 21 bestimmt ist. Weiterhin können die Schriftzeichenbilder Flächen aus einem Material geringer Leitfähigkeit bestehen, die auf einem metallischen Radkranz von hoher Leitfähigkeit aufgetragen sind, so daß eine Entladung nur von den Bildflächen aus stattfindet. Obwohl es zweckmäßig ist, die Elektroden 39, 40, 41 und 42 gegenüber dem Rad positiv zu machen, hat es sich gezeigt, daß der Streifen durch Umkehrung der Polaritäten mit positiven Ladungen versehen werden kann.. Es wird angenommen, daß dies das Ergebnis einer Elektronenfeldemission von dem den Streifen bildenden Filmmaterial ist. Demzufolge ist vorgesehen, daß die Polaritäten umgekehrt werden können, indem man die Klemmen der Batterie 45 und die Anoden- und Kathodenanschlüsse der Triode vertauscht. In diesem Falle wird der Schieber auf dem Potentiometer 29 von der Erdungsstelle ab nach der negativen Seite bewegt, um so dem Streifen eine negative Hintergrundladung zu erteilen. Es ist möglich, an in Abstand voneinander befindlichen Stellen rund um ein einziges Schriftzeichenrad zwei oder mehrere Streifen mit unabhängigen Stromkreisen vorzusehen, die das gleiche oder ein verschiedenes Signal oder Ergebnis gleichzeitig aufzeichnen können. Weiterhin besteht die Möglichkeit, durch Anordnung zweier oder mehrerer Reihen identischer Schriftzeichenbilder auf dem Umfang eines Rades Duplikatkopien herzustellen, indem zusätzliche Elektroden 39 bis 42 vorgesehen werden, die an die gleichen Impulskreise angeschlossen und in einen Winkelabstand rund um das Rad angeordnet sind, der dem Winkelabstand der identischen Schriftzeichenbilder gleich ist. Im übrigen kann man zwei oder mehrere Räder synchron betreiben und die entsprechenden Elektroden 39 bis 42 parallel an die Impulskreise anschließen. Die verwendeten Schriftzeichen können in gewissen Fällen sehr geringe Größe haben, und die Bilder können auf einem sehr schmalen Streifen aus transparentem Filmmaterial aufgezeichnet werden, so daß für die Unterbringung der Aufzeichnungen nur ein sehr geringer Platz erforderlich ist. Kopien in normaler lesbarer Größe kann man dann durch xerographische oder photographische Verfahren herstellen, oder die Bilder können für die Betrachtung projiziert werden. Statt die Puderbilder auf dem ursprünglichen Streifen zu fixieren, ist es auch möglich, die Bilder auf einen anderen Streifen oder eine andere Fläche zu übertragen, und zwar beispielsweise mittels eines elektrostatischen Übertragungsverfahrens. Fernerhin kann man sich dabei eines Verfahrens bedienen, bei welchem die zu übertragenden Bilder auf Walzen gegen eine mit einem Haftstoff überzogene Fläche gedrückt werden. Auf diese Weise kann man die Harzbilder auf Papier-Offsetträger übertragen und darauf fixieren, worauf diese zum Offsetdrucken einer Vielzahl von Kopien benutzt werden können. Weiterhin kann man die elektrostatischen Bilder in Form von Spiegtlbildu'ii anfertigen und ein Entwicklungspulver verwenden, welches einen spirituslöslichen Farbstoff von höher Färbekraft enthält. Weitere Kopien kann man dann erzeugen, indem man wie bei dem Spirituskopierverfahren mit Alkohol angefeuchtetes Papier mit den aufgeschmolzenen Bildern in Kontakt bringt. Die beschriebenen Beispiele können Abänderungen erfahren, ohne daß damit der Rahmen der Erfindung verlassen wird. P A T E X T A X S P R C CII E:

1. Verfahren zur Aufzeichnung von Schrift- oder Zahlzeichen auf einer Fläche, dadurch gekennzeich net, daß elektrisch leitende Schrift- oder Zahlzeichen in dichtem Abstand an eine Isolierstofffläche gebracht werden und zwischen der Stirnfläche der Zeichen und der Isolierstofffläche eine elektrische Entladung herbeigeführt wird, so daß man zwischen den einander gegenüberliegenden Flächen ein starkes elektrisches Feld erzeugt und dadurch auf der Isolierstoff fläche ein elektrostatisches Bild hervorruft, das der Form des Schriftoder Zahlzeichens entspricht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische Feld so gerichtet ist, daß in der Aufzeichnungsstellung Elektronen von der Stirnseite des Schrift- oder Zahlzeichens zu der Isolierstoff fläche hingetrieben werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Schrift- oder Zahlzeichen verwendet werden, die auf einem leitenden Träger erhaben ausgebildet sind und das starke elektrische Feld zwischen dem leitenden Träger der Zeichen und der hinter der Isolierstoffschicht befindlichen leitenden Elektrode erzeugt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Schrift- oder Zahlzeichen verwendet werden, die auf einem leitenden Träger vertieft angebracht sind.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das latente elektrostatische Bild durch Aufbringen eines feinpulverisierten Materials entwickelt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das feinpulverisierte Material auf der Isolierstofffläche fixiert wird.

7. Vorrichtung zur Aufzeichnung eines Schriftoder Zahlzeichenbildes, dadurch gekennzeichnet, daß das wirksame Schrift- oder Zahlzeichen in geringem Abstand und parallel zu einer Gegenelektrode gebracht wird, eine Isolierstoffschicht zwischen der Stirnseite des Schrift- oder Zahlzeichens und der Elektrode vorbeibewegt wird und Mittel zur Erzeugung eines starken elektrischen Feldes zwischen der Stirnseite des Schrift- oder Zahlzeichens und der Gegenelektrode vorhanden sind, welche zwischen der Stirnseite des Schriftoder Zahlzeichens und der Isolierstoffschicht eine elektrische Entladung hervorrufen, so daß auf der Isolierstcffschicht ein elektrostatisches Bild entsteht, welches der Form des Schrift- oder Zahlzeichenbildes entspricht.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7 zur Aufzeichnung einer Mehrzahl verschiedener Bilder, gekennzeichnet durch bewegliche Schrift- oder Zahlzeichenträger, mit deren Hilfe jeweils eines von mehreren verschiedenen Schrift- oder Zahlzeichen in die Aufzeichnungsstellung zu bringen ist.

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9. Vorrichtung nach Anspruch 8. dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierstoffschicht von einem Blatt oder einem Streifen gebildet wird, der an der Aufzeichnungsstellung vorbubewcgt wird, und daß das starke elektrische Feld in Form von Spannungsimpulsen angelegt wird.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9. dadurch gekennzeichnet, daß die Schrift- oder Zahlzeichen am Umfang eines Rades aufgebracht sind, daß die Isolierstoffschicht zwischen dem Rad und der ortsfesten Elektrode vorbeibewegt wird imd daß das starke elektrische Feld in dem Augenblick wirksam wird, in welchem das aufzuzeichnende Schrift- oder Zahlzeichen der Gegenelektrode gegeniil »ersteht.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrift- oder Zahlzeichen auf dem Rad in Abstand voneinander wenigstens auf einem Teil des Um langes längs einer Schraubenlinie angeordnet und ferner Anordnungen vorgesehen sind, welche der Isolierstoffschicht eine enva zylinderförmige Gestalt erteilen, welche einen Teil des Radumfanges mit den aufzuzeichnenden Schrift- oder Zahlzeichen umfaßt, wobei die Achse der zylinderförmigen Fläche im wesentliehen zur Drehachse des Rades konzentrisch verläuft und die \^Torschubmittel der Isolierstoffschicht die letztere in einer zu der Schraubenlinie senkrechten Richtung mit einer Geschwindigkeit weiterfördern, derart, daß der Vorschub der Isolierstoffschicht mit der Steigung der Schraubenlinie übereinstimmt, so daß auf der Isolierstoffschicht die ausgewählten Schrift- oder Bildzeicheii in Zeilen aufgezeichnet werden, wenn die Schrift-

oder Bildzeichen mit ausgewählten Kolonnen auf der Isolierstoffschicht in Deckung kommen.

12. \'orrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis Ii, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische Feld so gerichtet ist, daß in der Aufzeichnungsstellung Elektronen ve η der Stirnseite des Schriftoder Zahlzeichens zu der Isolierstofffläche hingetrieben werden.

13. \"orrichtung nach Anspruch 7. dadurch gekennzeichnet, daß der Träger des Schrift- eder Bildzeichens aus leitendem Material besteht und das Schrift- oder Bildzeichen erhaben ausgebildet ist und daß das starke elektrische Feld zwischen dem leitenden Schrift- oder Bildzeichenträger und der hinter der Isolierstoffschicht angeordneten Elektrode erzeugt wird.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger des Schrift- oder Bildzeichens aus leitendem Material besteht und das Schrift- oder Bildzeichen in ihm vertieft angeordnet ist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das oder die elektrostatischen Bilder durch Aufbringen von feinpulverisiertem Material oder Tinten entwickelt werden.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das aufgebrachte Material nachträglich auf der Isclierstoffschicht fixiert wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Journal of the Optical Society of America, VoI 38. Nr. 12. Dezember 1948, S. 991 bis 998.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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