DE2317101A1

DE2317101A1 - Verfahren und vorrichtung zur elektrostatischen aufzeichnung

Info

Publication number: DE2317101A1
Application number: DE2317101A
Authority: DE
Inventors: Spaeter Genannt Werden Wird
Original assignee: EG&G Inc
Current assignee: Revvity Inc
Priority date: 1972-04-05
Filing date: 1973-04-05
Publication date: 1973-10-25
Also published as: US3757036A; JPS4925811A; GB1436336A; CA988145A; JPS539891B2; FR2179449A5; GB1436335A; DE2317101B2

Description

543-20.499P 5. 4. 1973

EG & G Inc., Bedford (Mass.) V. St. A.

Verfahren und Vorrichtung zur elektrostatischen Aufzeichnung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vor-•richtung zur grafischen Aufzeichnung, insbesondere zur elektrostatischen Grauskala-Aufzeichnung.

Die Auflösung eines Bildes, das auf einem elektrostatischen Aufzeichnungsträger erzeugt wird, der auf ein an einem Schreibstift angelegtes Signal anspricht, hängt von den Abmessungen des Endes des Schreibstifts, dessen Form, der Zeitdauer des Signals, der Relativgeschwindigkeit zwischen dem Aufzeichnungsträger und dem Schreibstift und selbstverständlich von der Größe der Signalspannung am Schreibstift ab. Wenn das Ende des Schreibi8)-Hd-r (8)

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stifts kreisrund ist, ist die Länge des Bildes in Richtung der Schreibetift/Papier-Geschwindigkeit ungefähr gleich dem Durchmesser des kreisrunden Endes des Schreibstifts plus dem Produkt aus der Zeitdauer des angelegten Signals und der Relativgeschwindigkeit der Bewegung zwischen dem Schreibstift und dem Aufzeichnungsträger» Die Abmessung des Bildes senkrecht zur Schreibstift" t/Papier-Geschwindigkeit is.t ungefähr gleich dem Durchmesser des kreisrunden Endes des Schreibstiftes. Zum Beispiel bei einem Faksimile-Gerät hat ein einzelner, zylindrischer Schreibstift robuster Konstruktion einen Durchmesser von ca. 0,25 mm (1O mil). Es ist bisher jedoch schwierig, eine Marke oder einen Bildpunkt bzw. -fleck auf einem elektrostatischen Aufzeichnungsträger zu erzeugen, die bzw. der genauso klein wie der Durchmesser des zylindrischen Schreibstifts ist, so daß die Auflösung der Abbildung auf etwa 50 Zeilen/cm (1OO Zeilen/Zoll) beschränkt ist.

Es ist bereits versucht worden, diese Schwierigkeiten bei Faksimile- oder Bildübertragungs-Geräten zu überwinden (vgl» z. B. US-PS 3 484 792 und 3 484 79>_s beide ausgegeben am 1.6. 12. 1969)0 In der US-PS 3 484 792 ist eine Vorrichtung beschrieben, bei der ein Aufzeichnungsoder Bildpunktimpuls mit einem ersten Vorzeichen am Schreibstift angelegt wird, worauf unmittelbar ein neutralisierender Impuls mit zum ersten entgegengesetzten Vorzeichen folgt. Insoweit, als sich der Schreibstift relativ zum Aufzeichnungsträger bewegt, während der Bildpunkt erzeugt wird, liefert diese bekannte Vorrichtung einen Bildpunkt mit einer Länge in Richtung der Papier-Geschwindigkeit, die nur der Zeitdauer des zugeführten

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Signals entspricht. Obwohl diese Vorrichtung ermöglicht, Bildpunkte zu gewinnen, die in Richtung der Papier/ Schreibstift-Geschwindigkeit kürzer sind, wird keine merkliche Verkürzung des Bildpunkts in Richtung senkrecht dazu erreicht. Wenn z. B. eine Vollinie mit einem zylindrischen Schreibstift aufgezeichnet wird, ist die Breite der Linie immer noch ungefähr gleich dem Durchmesser des Schreibstifts. Ferner hat die bekannte Vorrichtung einen Transformator, dem ein Bildpunktimpuls zugeführt wird. Nach Beendigung des Bildpunktimpulses erzeugt das zusammenbrechende Magnetfeld einen Löschspannung simpuls am Ausgang des Transformators, der das entgegengesetzte Vorzeichen wie der vorhergehende Bildpunk timpuls hat.

Nach der US-PS 3 484 791 verkürzen ein UND-Glied und eine Verzögerungsschaltung die Zeitdauer eines Eingangsvideoimpulses um einen gewünschten Betrag, z. B. um den Durchmesser eines zylindrischen Schreibstifts. Auch hier ist jedoch die Breite einer aufgezeichneten Linie etwa gleich dem Durchmesser des Schreibstifts, und die kleinste Bildpunktlänge in Richtung der Papier/Schreibstift-Geschwindigkeit ist noch ungefähr gleich dem Schreibstiftdurchmesser.

Die Erfindung schafft ein elektrostatisches Aufzeichnungsverfahren, bei dem eine Translationsbewegung zwischen einem oder mehreren Schreibstiften und einem elektrostatischen Aufzeichnungsträger oder umgekehrt stattfindet. Ein Bildpunktaufzeichnungssystem hat eine Einrichtung zum Auftragen von Ladungen mit entgegengesetzten Vorzeichen durch den oder die Schreibstifte unter Steuerung durch ein

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oder mehrere Binärsignale. Das System ist so aufgebaut, daß in Gegenwart eines aufzuzeichnenden oder Bildpunkt-Signals eine Ladung mit einem bestimmten Vorzeichen durch einen Schreibstift auf dem Aufzeichnungsträger· aufgetragen wird. In Abwesenheit eines Bildpunktsignals tragt der Schreibstift eine Ladung entgegengesetzten Vorzeichens auf dem Aufzeichnungsträger gegenüber dem Schreibstift auf. Dies dauert während des weiteren Vorschubs des Aufzeichnungsträgers in der Vorrichtung an, solange kein Bildpunkt-Signal auftritt. Wenn bei diesen durch einen zylindrischen Schreibstift aufgetragenen Ladungen der inkrementweise Vorschub des Papiers in Richtung senkrecht zur Schreibstiftbewegung kleiner als der Schreibstiftdurchmesser gemacht wird, wird eine Linie mit einer Breite oder Ausdehnung in Richtung senkrecht zur Schreibstiftbewegung erzeugt, die bedeutend kleiner als der Durchmesser des Schreibstifts ist. Das so erzeugte Bild kann eine sechsfach oder noch bessere Auflösung haben. Während z. B. bei den Vorrichtungen nach den eingangs erwähnten US-PS 3 484 792 und 3 484 791 eine Auflösung in Richtung senkrecht zur Schreibstiftbewegung bis zu etwa 100 Zeilen/Zoll bei einem Schreibstiftdurchmesser von 0,25 mm erreicht wird, gestattet das erfindungsgemäße Verfahren eine Auflösung in beiden Richtungen von mehr als 600 Zeilen/Zoll mit 0,25-mm-Schreibstiften,

Die Erfindung sorgt auch für eine Grauskala-Aufzeichnung von Bildern. Dies wird erreicht durch Ermittlung des Reflexionsgrads der gewünschten Kopie in einem definierten Bereich, genannt "Zelle", und Schwarzaufzeichnung auf einem Teil des entsprechenden Bereichs des Aufzeichnungsträgers, wobei der geschwärzte Teil propor-

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tional dem Reflexionsgrad ist. Diese Bildpunktaufzeichnung kann nach einer Ausführung erzielt werden durch Umsetzen des Reflexionsgradpegels in Impulsbreite oder -länge, wobei der Impuls zur Steuerung der Ladungsauftragung und damit der Abmessung jedes Zeilenabschnitts verwendet wird, der geschwärzt ist. Nach einer zweiten Ausführung kann die Zelle als eine Matrix von m · η Bereichen betrachtet und der Reflexionsgrad in einen Digitalcode umgesetzt werden, der bestimmt, welche der m · η Bereiche geschwärzt werden.

Die Erfindung wird anhand der. Zeichnung näher erläutert. Es zeigens

Fig» 1 schematisch und stark vergrößert einen zylindrischen Schreibstift, der Ladung auf einen elektrostatischen Aufzeichnungsträger aufträgt, der eine geerdete Metallplatte kontaktiert;

Fig. 2 grafisch zu Vergleichszwecken die Bilder, die mit verschiedenen binären Bildpunktsignalen erzeugt werden, und zwar als eine Linie einer Kopie auf einem elektrostatischen Aufzeichnungsträger mit einem zylindrischen Schreibstift und einem rechteckigen Schreibstift, wie die bekannten Systeme verwenden;

Fig. 3 grafisch Bilder, die mit binären Bildpunktsignalen erzeugt werden, und zwar in Form von drei Zeilen einer Kopie auf einem elektrostatischen Aufzeichnungsträger mit einem oder

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mehreren Schreibstiften.!, die ein kreisrundes und ein rechteckiges Ende haben, hergestellt mit dem erfindungsgemäßen Verfahren;

Fig. h schematisch ein Faksimilesystem, das die Erfindung anwendet;

Fig. 5 a. schematisch eine Abtastzeitkarte, die für eine Grauskala-Aufzeichnung zweckmäßig ist;

Figi 5 b das vereinfachte Blockschaltbild eines Reflexionsgradumsetzers, und zwar zur Erläuterung von Fig. 6 und 7;

Fig. 6 und 7 grafisch in vergrößerter Form Grauskala-Aufzeichnungen, die mit der Reflexionsgradumsetzung erreicht wurden, wobei der oder die Schreibstifte ein kreisrundes bzw. rechteckiges Ende aufwiesen und wobei die Zeilenvorschubinkremente im wesentlichen gleich der vertikalen Abmessung der Schreibstifte sind;

Fig. 8 eine Grauskala-Aufzeichnung, die mit einem oder mehreren Schreibstiften mit rechteckigem Ende und Reflexionsgradumsetzung mit einem Taktgeber erzielt werden, der nicht synchron zur Zeilenabtastung ist;

Fig. 9 und 10 ein genaueres Schaltbild eines Ausführ,ungsbeispiels des Reflexionsgrad-Umsetzers;

Fig. 11 das Blockschaltbild eines zweiten Ausführungsbeispiels des Reflexionsgrad-Umsetzers für die Erfindung;

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Fig. 12 das Blockschaltbild eines Taktgenerators, der in Verbindung mit der Schaltung von Fig. 11 verwendet wird; und

Fig. 13 und 13a das Blockschaltbild eines Festspeichers, der zusammen mit dem Ausführungsbeispiel von Fig. 11 benutzt wird.

Grundlagen

Fig. 1 zeigt stark vergrößert einen zylindrischen Schreibstift 20, der ein elektrostatisches Papier 22 berührt.

Das elektrostatische Papier 22 besteht aus einer leitenden Grundschicht Zh, die mit einem Dielektrikum 26 beschichtet istο Die nicht gezeigte Aufzeichnungsvorrichtung hält die leitende Grundschicht 2h in elektrischem Kontakt mit einer metallischen Auflageplatte 27, die gemäß der Zeichnung geerdet ist. Wenn eine geerdete Potentialquelle 28 eine Spannung am Schreibstift 20 anlegt, ionisiert ein starkes örtliches elektrostatisches Feld 30 die Luft im Bereich zwischen dem Umfang des Endes 32 des Schreibstifts 20 und dem elektrostatischen Papier 22. Aufgrund theoretischer Überlegungen ergibt sich, daß dieses Feld entweder eine negative Ladung (Elektronen) oder positive Ladungen (ionen) auf das Papier aufträgt, und zwar in Abhängigkeit vom Vorzeichen der Potentialquelle 28. Fig. 1 zeigt die Potentialquelle 28 mit positivem Vorzeichen, weshalb bei diesem Ausführungsbeispiel positive Ionen in das Papier 22 gelangen. Die Felder der aufgeladenen Bereiche des Papiers 22 ziehen anschließend se-

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lektiv ein gefärbtes, entgegengesetztes geladenes Bildpulver an (nicht gezeigt), das später in seiner Lage fixiert wird, was die Entwicklung des aufgezeichneten Bilds beendet.

Eine Bewegung des Schreibstifts 20 und des Papiers 22 relativ zueinander bewirkt, daß das elektrische Feld 30 über das Papier 22 streicht, so daß Ladungen im Bereich unter ihm niedergeschlagen werden.

Fig. 2 zeigt die Spannung in Abhängigkeit von der Entfernung (oder Zeit bei konstanter Geschwindigkeit der Relativbewegung zwischen dem Schreibstift 20 und dem Papier 22), wobei ein Signal 3k aus Binärsignalen 3^₁, 3^₂» 34„ und 34r zwei Werte, nämlich +V und O, hat, und ferner geladene Bereiche 36 , 3ö„, 3&r> und 3^r, die entste-hen, wenn dieses Signal durch die Potentialquelle 28 am Schreibstift 20 angelegt wird. Es sei jetzt der geladene Bereich 3&_Λ betrachtet, der erzeugt wird₉ wenn das Binärsignal 3k _Λ einen ersten Wert, +V₁, hat. Es sei darauf hingewiesen, daß das elektrische Feld 30 den geladenen Bereich auf einen Kreisring konzentriert, dessen Außendurchmesser etwas größer als der Durchmesser 4θ des Schreibstifts 20 ist. Wenn die Zeitdauer für den efsten Pegel der Binärsignale 3k ansteigt, wie bei 3k~_} 3^o und 3^/,, nehmen die durch das aufladende Feld überstrichenen Bereiche 36 , 36- und 36, zu. Zum Beispiel hat das Binärsignal 3k eine Zeitdauer 38 gleich dem Schreibstiftdurchmesser 40 und erzeugt einen durch das aufladende Feld überstrichenen Bereich 3&ut ^der etwas größer als das Doppelte des Bereichs am Ende des Schreibstifts 20 ist.

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Es ist ferner ersichtlich, daß die Aufzeichnungsvorrichtungen, die zylindrische Schreibstifte nach der US-PS 3 484 792 benutzten, Ladungsfeldbereiche ähnlich 36 , 36 , 36 und 36. in Fig. 2 erzeugen.

Im folgenden wird unter "Anwendung oder Anlegen eines Bildpunkt- oder Markierpotentials" verstanden, daß ein Potential geeigneten Vorzeichens an einen oder mehreren Schreibstifte angelegt wird, um ein Feld zwischen dem Schreibstift und dem Aufzeichnungsträger zu erzeugen, damit Ladungen niedergeschlagen werden, die eine Flächenladungsdichte im Aufzeichnungsträger innerhalb eines bestimmten Bereichs (Ladungsfeld) erzeugen, was das Bildpulver entgegengesetzten Vorzeichens anzieht. Unter "Anwendung oder Anlegen eines Löschpotentials" soll hingegen verstanden werden, daß ein Potential mit zum Bildpunktpotential entgegengesetztem Vorzeichen an dem oder den Schreibstiften angelegt wird, um ein Feld zwischen dem Schreibstift und dem Aufzeichnungsträger zu erzeugen, damit Ladungen entgegengesetzten Vorzeichens in den Aufzeichnungsträger gelangen. Dieses Potential schlägt Ladungen nieder, die mindestens ausreichen, um die im Aufzeichnungsträger bereits vorhandenen Ladungen entgegengesetzten Vorzeichens in einem Bereich zu löschen oder zu neutralisieren, der innerhalb des Ladungseinflusses des Schreibstifts ist, solange das Löschpotential anliegt. Es sei auch darauf hingewiesen, daß selbst dann, wenn keine Ladungen entgegengesetzten Vorzeichens zu löschen sind, diese Ladungen auf den Aufzeichnungsträger aufgetragen werden, so daß dieser das Bildpulver abstößt, das dasselbe Vorzeichen hat.

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Fig. 2 zeigt auch die aufgeladenen Bereiche, die durch den zylindrischen Schreibstift 20 mit dem Durchmesser 40 erzeugt werden, wenn ein (nicht gezeigtes) Signal mit einem Potential entgegengesetzten Vorzeichens, nämlich -Vp, kombiniert wird, um Binärsignale 35₁₉ 3^?» ^~S und 33 u am Schreibstift 20 anzulegen. Die Binärsignale 35 haben zwei ¥erte, nämlich +V„ und -V₉ in bezug auf den Null-Bezugspegel. Die Binärsignale 35 erzeugen Ladungsfelder in Bereichen 44 und 46 , wo eine Ladung mit einem ersten Vorzeichen zuerst aufgetragen worden ist, als die Binärsignale 35 einen ersten Wert +V_ hatten. Punktierte Bereiche 46 , ^₂, ^V ^L ^s"fc^ell^en Bereiche dar, in denen die aufgetragene Ladung durch den anderen Potentialpegel entgegengesetzten Vorzeichens, nämlich -Vp, der Binärsignale 35 gelöscht wurde. Hier sind Ladungen entgegengesetzten Vorzeichens aufgetragen, um die zuerst niedergeschlagenen Ladungen zu löschen,, Die übrigen Bereiche 44 mit aufgetragener Ladung stellen die Verknüpfung oder Faltung des Schreibsignals mit der Hinterkante des zylindrischen Schreibstifts 20 dar« Es sei darauf hingewiesen, daß die Bereiche 47 Ladungsfelder entgegengesetzten Vorzeichens haben, die durch das Auftragen von Ladungen entgegengesetzten Vorzeichens entstehen, während die Binärsignale 35 den Pegel -Vp einnehmen, wobei vorher keine Ladungen aufgetragen wurden. Selbstverständlich ist es möglich, das Vorzeichen der Binärsignalpegel umzukehren und das gleiche Ergebnis zu erhalten, wenn das Vorzeichen der Bildpulverladung ebenfalls umgekehrt wird. Ferner kann, wenn nur das Vorzeichen der Binärsignalpegel oder das Vorzeichen der Bildpulverladung umgekehrt wird, ein negatives Bild entwikkelt werden.

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Es sei ferner darauf hingewiesen, daß bei einem Binärsignalpegel von entgegengesetzten Vorzeichen, um die niedergeschlagenen Ladungen zu löschen, die Bildpunkt abmessung in Bewegungsrichtung gleich der Schreibladungsbreite (Abstand) ist und so kontinuierlich von Null aufwärts betragen kann. Ferner vermeidet dies Kreisringe wie 36.,.

Fig. 2 zeigt auch aufgeladene Bereiche 50 und entladene Bereiche 52 , die durch Anlegen von Binärsignalen 35 an einem Schreibstift entstehen, der ein rechteckiges Ende mit einer Breite 56 und einer Hinterkante mit einer Länge ^h hat. Bereiche 57 haben Felder entgegengesetzten Vorzeichens.

Verkleinerte Zeileninkremente

Fig. 2 zeigt eine Verkleinerung in der Bildpunktgröße nur in Richtung der Relativgeschwindigkeit von Papier und Schreibstift oder Schreibrichtung, die mit dem Pegel -V„ erreicht wird, um vorher aufgetragene Ladungen zu löschen und Ladungen entgegengesetzten Vorzeichens niederzuschlagen. Die Kombination dieses Merkmals mit Zeilenoder Linieninkrementen, die Bruchteile von Schreibstiftabmessungen in Richtung senkrecht zur Schreibrichtung sind, bringt eine Verringerung der Bildpunktgröße in dieser Richtung. Fig. 3 zeigt das Ergebnis mit Schreibstiften ähnlich denen von Fig. 2.

In Fig. 3 werden Signale 58 und 6O mit Binärsignalen 58 bzw. 6O mit Pegeln +V und -V₃ in bezug auf O und

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- .12 -

ein Signal 62 mit dem Pegel -V„ an dem oder den Schreibstiften angelegt, um drei aufeinanderfolgende Kopiezeilen zu schreiben; z. B. Zeilen 1, 2 und 3 wie gezeigt. Es sei darauf hingewiesen, daß die Zeile 3 keine Zweipegelsignale enthält, da sie nur auf dem -V„-Pegel liegt. Für zylindrische Schreibstifte 20 sind Zeileninkremente 6k - der einfacheren Darstellung wegen - jeweils gleich dem halben Schreibstiftdurchmesser kO.

Die Binärsignale 58 tragen Ladungen eines Vorzeichens in Bereichen 66 und 66 · auf, wenn sie den Pegel

η ■ η ^

+V₁ annehmen, und löschen in den Bereichen 68 und 69 .niedergeschlagene Ladungen, wenn sie auf dem Pegel -V„ sind. Wenn die Zeile 2 geschrieben wird_s tragen die Binärsignale 60 Ladungen eines Vorzeichens in den Bereichen70 , 70 ' , 69 und 72 auf, wenn der Pegel +V vorliegt. Beim Pegel -V₂ löschen die Binärsignale 60 die in den Bereichen 66 ', 69 und 72 vorhandenen Ladungen*; Wenn dann die Zeile 3 geschrieben wird, die keine Zweipegel-Signale enthält, löscht das Signal 62 die in den Bereichen 70 ' niedergeschlagenen Ladungen. Dies ergibt sich, weil das Feld des Schreibstiftes 20 den Papierbereich überlappt, in dem ein Schreibstift vorher Ladungen auftrug, und zwar mit Ausnahme des Abstands eines Zeileninkrements in Richtung senkrecht zur Schreibrichtung«.

Fig. 3 zeigt auch die Ergebnisse, die mit einem oder mehreren rechtwinkligen Schreibstiften erhalten werden, die eine Breite 56 und eine Länge 5k wie in Fig. 2 haben, wobei Zeileninkremente 88 jeweils gleich der halben Länge 5k sind. Die Binärsignale 58 schlagen Ladungen eines Vorzeichens in Bereichen 80 und '80 ' nie-

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der und löschen Ladungen, die vorher in Bereichen 81 und 83 aufgetragen wurden. Beim Schreiben der Zeile 2 tragen die Binärsignale 6O Ladungen eines Vorzeichens in Bereichen 82 und 82 ' auf und lös chen den geladenen

η η

Bereich 80 ' und in Bereichen 83 und 84_n aufgetragene Ladungen. Wenn dann die Zeile 3 geschrieben wird, löscht das Signal 62 die aufgeladenen Bereiche 82 '.

Ausführungsbeispiel eines Faksimilesystems

Das Auftragen und Löschen von Ladungen und der Zeileninkrementvorschub können in einem Faksimilesystem wie dem in Fig. h abgebildeten benutzt werden, das einen Faksimilesender 92 mit einer Vorlage wie einem Beleg oder einer Fotografie 9h zeigt, die an zwei Beobachtungs-Lichtquellen 96 durch einen Motor 98 vorbeibewegt werden, der von einer Steuerung 100 betätigt wird. Ein Licht-Bildzerleger zwischen der Vorlage 9k und einer fotoelektrischen Einrichtung 102 hat eine drehbare Schraubenlinientrommel lOh und ein ortsfestes Glied 106 mit einem geraden schmalen Lichtspalt 108. Die Drehtrommel 1 04 hat einen schraubenlinienförmigen Lichtspalt 110, der mit dem Lichtspalt 108 so zusammenarbeitet, daß von der Vorlage 9^ reflektiertes Licht zum Inneren der Trommel 104 in einer zeilenweisen Bildzerlegung über eine Linse 95 gelangte Die Trommel 1θ4 kann durch den Motor 98 oder gesondert durch einen anderen Motor angetrieben werden. Das in das Innere der Trommel 10k gelangende Licht wird durch die fotoelektrische Einrichtung 102 erfaßt, deren Ausgangssignal zu einer gewöhnlichen Senderelektronik 112 gelangt, deren Ausgangssignal wiederum über eine

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Übertragungsleitung 114 zu einer üblichen Aufzeichnungselektronik 116 weitergeleitet wird. Das Ausgangssignal der Aufzeichnungs- oder Schreibvorrichtungselektronik wird einem oder mehreren getrennten Schreibstiften 118 zugeführt, die von einem Band oder Riemen 120 getragen sind, das bzw. der über zwei Rollen 122 angetrieben wird. Ein Aufzeichnungsträger 124 wird in gesteuerten Inkrementen in' Richtung senkrecht zur Bewegungsrichtung der Schreibstifte bewegt. Diese gesteuerte absatzweise Bewegung wird durch einen Motor 127 vorgenommen, der eine Drehschrittrolle 129 antreibt, wobei der Aufzeichnungsträger 124 gegen die Rolle 129 durch eine Druckrolle gedruckt wird.

Beim Betrieb des Faksimilesystems bewegt sich die Vorlage 94 an den Lampen 96 vorbei, so daß Licht durch den geraden Lichtspalt 108 und den schraubenlinienförmigen Lichtspalt 110 nacheinander in das Innere der Trommel 104 gelangt. Die fotoelektrische Einrichtung 102 erfaßt dieses Licht und wandelt es in ein elektrisches Signal um, das durch die Senderelektronik 112, die Übertragungsleitung 114 und die Aufzeichnungselektronik II6 zu einem der Schreibstifte 118 gelangt. Die Elektronik ist so beschaffen, daß ein elektrostatisches Bild dem Aufzeichnungsträger 124 durch die Schreibstifte T18 zugeführt wird, und zwar entsprechend einem Bildpunkt, wie er durch die Bildzerlegertrommel 104 gesehen wird. Der Aufzeichnungsträger 124 läuft dann durch Bildpulver zur Entwicklung, was für sich gut bekannt ist«

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Grauskala-Aufzeichnung

Zur Erzeugung einer Grauskala-Aufzeichnung der Vorlage wird der Reflexionsgrad der Vorlage abgetastet, wobei die resultierenden Werte des Reflexionsgrads für jeden Abtastbereich oder jede Zelle in einen Analog- oder Digitalwert umgesetzt werden. Diese Analog- oder Digitalwerte werden dann benutzt zur Steuerung des Ladungsauftragens, um eine mittlere Dichte von schwarzen Marken oder Bildpunkten auf einem weißen Untergrund zu erhalten, was den gemessenen Reflexionsgradwerten für den speziellen Bereich entspricht.

Die bis jetzt allgemein verwendeten Verfahren zur Erzeugung einer elektrostatischen Grauskala versuchen, die Amplitude des elektronischen Ansteuersignals für die Schreibstifte zu variieren. Diese Verfahren haben sich als nicht qualitativ sehr gut erwiesen. Das erfindungsgemäße Verfahren unterscheidet sich darin, daß der Prozentsatz des Reflexionsgradbereichs (oder -zelle), der geschwärzt wird, variiert wird, um so eine gute Grauskala zu gewinnen» Dieses Vorgehen kann mit dem Halbton-Verfahren in Verbindung gebracht werden, wie es beim Zeitungsdruck verwendet wird. Grundsätzlich hat der Reflexionsgradbereich (oder -zelle) eine Länge d entlang einer Abtastzeile mit einer Breite w. Dies ist in Fig. 5a dargestellt, während Fig. 5b das Blockschaltbild zeigt, wobei ein Reflexionsgrad-Eingang 138 ein Signal einem Umsetzer 134 zuführt, der von einem Taktgeber 136 getaktet wird und ein Ausgangssignal an eine Treiber- oder Ansteuerstufe 14O abgibt. Letztere erzeugt eine Folge von Binärsignalen, die das Auftragen und Löschen von Ladungen

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steuern, um die Grauskala aufzuzeichnen. Die im Umsetzer 13^ vorgenommene Umsetzung kann grundsätzlich eine eindimensionale Umsetzung sein, wobei die Änderungen in der Größe des mit dem Bildpulver markierten Bereichs, um Änderungen im Reflexionsgrad zu entsprechen, nur entlang der Abtastrichtung auftreten, wobei jeder Bildpunkt die volle Breite w hat. Wahlweise kann die Umsetzung mit zweidimensionalen Zellen erfolgen, wobei jeder Abtastbereich oder jede. Zelle mit den Koordinaten d und w als eine Matrix von m · η Plätzen betrachtet werden kann, und wobei die Änderung im Reflexionsgrad oder der Grauskala durch die Auswahl der Punkte in der Matrix erzielt wird, die mit dem Bildpulver markiert werden.

Die erste Alternative, die eine lineare Variation der Markierung darstellt, kann z. B. erreicht werden durch Erzeugung von Binärsignalen mit einer Frequenz oberhalb der Anzahl von Signalen, die für die Auflösung einer Zelle erforderlich ist, und durch Änderung der Zeitdauer jedes Signals entsprechend dem Reflexionsgradwert ο Grundsätzlich wird für ein derartiges Vorgehen die Beziehung des Reflexionsgrads R der aufgezeichneten Kopie mit anderen Parametern durch folgende Formel ausgedrückt;

^Rp - ^Rt>

mit R = Reflexionsgrad des Trägers, auf dem das Bild aufgezeichnet wird,

Rj. = Bildpunktref lexionsgrad,

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P = Teil jeder Taktperiode, während der Schreibladungen aufgetragen werden, und

C = Taktperiode.

Das Verfahren und das System liefern einen Abtastwert des Reflexionsgrads der Vorlage. Entsprechend ist es notwendig*, mehr Abtastungen pro Längeneinheit als die gewünschte obere Auflösungsgrenze der Abtastung zu haben. Das Digital/Analog-Auflösungs-Subjektiväquivalenz-Verhältnis, manchmal Keil-Faktor genannt, nimmt verschiedene Werte an, wobei oft der Wert 0,7 zugeschrieben wird. Dies würde zu einer Abtastrate von etwa i/0,7 x der oberen Analogauflösung führen, um eine äquivalente Kopie zu erhalten.

Beim Vorgehen mittels zweidimensionaler Matrix wird die Anzahl der schwarzen gegenüber der der weißen Elemente oder Punkte der Matrix im Abtastbereich proportional dem gemessenen Reflexionsgrad der Vorlage gemachte Bei dieser Methode ist der Reflexionsgrad R der Zelle mit den anderen Parametern wie folgt verknüpft;

R W + R, (m ·
pe t

η - W

m · η

mit W = Anzahl der weißen Elemente, e

Da bei letzterem Vorgehen jede Zeilenbreite w als Anzahl m von Spuren ausgedrückt wird, wobei die Auswahl für jeweils eine dieser Spuren, ob die η Punkte der Zeile geschwärzt oder nicht geschwärzt werden, durch den Re-

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flexionsgrad gesteuert wird, ist ein ausreichender Speicher für jedes Abtastzeileneingangssignal erforderlich, um für m Aufzeichnungsspuren vorbereitet zu sein, und zwar mit angemessenen Umsetzungen vom gemessenen Reflexionsgrad in die binären Schreibsteuersignäle für jede Spur. Eine verhältnismäßig herkömmliche Technik kann verwendet werden, und zwar unter Benutzung der jetzt verfügbaren Speicher, um diese Spurinformation aus einer Folge von Reflexionsgradwerten für' jedes Inkrement d der abgetasteten Zeile zu erzeugen.

Grauskala-Kopie

In Fig. 6 und 7 stellt eine Kurve 142 den mittleren Reflexionsgrad der Zeilen 1, 2 und 3 (willkürlich ausgewählte aufeinanderfolgende Zeilen) eines Belegs wie des Belegs 9-4 von Fig. 4 dar. Eine Möglichkeit der Ausführung des eindimensionalen Beispiels des Umsetzers 132 besteht ■in der Umsetzung der Reflexionsgradwerte bei jeder Taktzeit in eine Zeitdauer, während der die Binärsignale den einen oder den anderen Wert annehmen» Bei einem derartigen Vorgehen erzeugt der Reflexidnsgradumsetzer 132 eine Anzahl Binärsignale mit einem Wert -Vp für die Zeitdauer

144 , die jeweils durch einen Taktimpuls 146 beendet werden und jeweils eine Zeitdauer zur Löschung der aufgetragenen Ladungen proportional zur Amplitude des in der Kurve 142 gezeigten mittleren Reflexionsgrads haben. Bereiche 148 von aufgetragenen Schreibladungen treten auf, wenn die Binärsignale einen Wert +V für die Zeitdauer

145 haben, und zeigen das Ergebnis, das durch Aufzeichnung der Zeilen 1, 2 und 3 mit einem oder mehreren zy-

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lindrischen Schreibstiften 20 mit dem Durchmesser kO erhalten wird, wobei im wesentlichen kein Überlappen der Zeilen stattfindet und die Taktimpulse 146 synchron zur Zeilenabtastung auftreten. Ähnlich deuten geladene Bereiche 150 in Fig. 7 die aufgetragenen Schreibladungen an, die entstehen, wenn die Binärsignale einen Wert +"V\ für die Zeitdauer i45 haben, wobei die geladenen Bereiche 150 ferner das Ergebnis darstellen, das beim Aufzeichnen der Zeilen 1, 2 und 3 mit einem Schreibstift erhalten wird, der ein rechteckiges Ende und die Abmessung 5^· in vertikaler Richtung hat. Ebenso wie in Fig. 6 findet im wesentlichen kein Überlappen der Zeilen statt, und die Taktimpulse 146 sind synchron zur Zeilenabtastung.

Fig. 8 zeigt geladene Bereiche 152, die erhalten werden, wenn der Taktgeber 136 nicht synchron mit der Zeilenabtastung arbeitet. Dies kann vorzuziehen sein, weil das Punktmuster weniger auffälliger für das Auge ist und weniger zur Erzeugung von Moire-Mustern im Halbton neigt, die zu sehen sind, wenn Bildpunktkanten einer Zeile nicht mit den Bildpunktkanten benachbarter Zeilen wie in Fig. fluchten. Ähnlich kann ein Punktmuster, das mit einem zylindrischen Schreibstift und einem nichtsynchronen Taktgeber erzeugt wird, weniger auffällig für das Auge als ein mit einem synchronen Taktgeger erzeugtes Muster sein. Dazwischen liegende Fälle können vorgesehen werden, indem pseudostatistische Zeilenwechsel der Taktphase benutzt werden, wobei Rückkopplungs-Schieberegister-Pseudostatistik-Folgesteuergeneratoren zum bekannten Stand der Technik von Logikeinrichtungen gehören.

Der Reflexionsgradumsetzer kann auch benutzt werden,

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rait Zeileninkrementen, die kleiner als die Schreibstiftabmessung in Richtung senkrecht zur Papier/Schreibstift~ Geschwindigkeit sind. Fig. 8 zeigt auch geladene Bereiche 152, die erhalten werden mit einem nichtsynchronen Taktgeber 136 und Zeileninkrementen, die jeweils gleich der halben vertikalen Abmessung ^K eines- Schreibstifts mit rechteckigem Ende sind. Dies führt zu mechanischem Vorteil eines größeren Schreibstiftquerschnitts, wenn eine hohe Auflösung erwünscht ist.

Reflexionsgradumsetzer - ■ \

Fig. 9 und 10 zeigen'schematisch ein Ausführungsbei-, spiel der Elektronik, die für den Reflexionsgradumsetzer gemäß Fig. 5 benutzt werden kann. Gemäß Fig. 9 erzeugt ein Taktimpulsgenerator 15^ eine Folge von Taktimpulsen 156, die Transistoren 158 und 160 nebst zugehörigen Schaltungen zugeführt werden, die dann verstärkte Impulse 162 erzeugen. Ein. Feldeffekttransistor 16h empfängt die verstärkten Impulse I62 und speist sie in einen Operationsverstärker 166 ein, dessen Ausgangssignal über den Feldeffekttransistor i6k und einen Kondensator 168 rückgekoppelt wird, um einen Sägezahngenerator zu bilden. Der Feldeffekttransistor 164 schließt den Kondensator 168 bei jedem Taktimpuls kurz. Das resultierende Ausgangssignal ist eine Folge von Sägezahnspannungsimpulsen 17?, die über einen Widerstand 17^ zu einem Eingang eines Vergleichers 176 gelangt»

Gleichzeitig wird das negativ verlaufende Analogsignal, das die Amplitude des Reflexionsgrads der Vorlage

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oder des Belegs darstellt, an einem Anschluß 138 empfangen und über einen Widerstand 178 zu einem Operationsverstärker 180 weitergeleitet. Das Ausgangssignal des Operationsverstärkers 180,hier eine Signalspannung 184, deren Amplitude proportional dem Reflexionsgrad ist, wird über einen Widerstand I86 in den anderen Eingang des Vergleichers 176 eingespeist. Jedesmal, wenn die Amplitude der Signalspannung 184 die Amplitude des Sägezahnsignals 172 für irgendein Zeitintervall überschreitet, erzeugt der Vergleicher 176 einen negativen Ausgangsimpuls I88 konstanter Amplitude, dessen Impulsbreite jedoch gleich diesem Zeitintervall ist. Es ist ersichtlich, daß die Amplitude der Signalspannung 184 um so größer ist, je langer die Impulsbreite der Aus gangs impulse I88 ist,, Eine Transistorschaltung 190 invertiert lediglich die Impulse I88, so daß positiv verlaufende Ausgangsimpulse 192 an einem Anschluß 194 auftreten.

Gemäß Fig. 10 erscheinen positive Impulse 192 an einem Anschluß 194 und gelangen über eine Diode 196 zur Basis eines Transistors I98. Das Ausgangssignal des Transistors 198 wird zu Transistoren I81 und I83 gehörenden Schaltungen zugeführt, die die Ausgangsimpulse des Transistors 198 invertieren und verstärken und starke positive Signalimpulse 185 an ein Gitter I87 einer Elektronenröhre 189 legen, die vom US-Typ 25BQ6 sein kann. Mit einer Anodenspannung von +(V₁ + V„) (Amplitude des +V₁-Pegels plus Amplitude des -Vp-Pegels von Fig. 2 und 3) und einem positiven Signalimpuls I85 wird die Röhre I89 leitend, so daß sie einen sehr niedrigen Widerstand zeigt und damit die Anode und ein zugehöriger Leistungswiderstand 191 und der negative Pol -V_? einer Batterie 193 S^e~

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erdet werden. Infolgedessen hat ein Ausgang 195 im wesentlichen ein negatives Vorspannungspotential -V während der Zeitdauer der Impulse I85. Jedesmal jedoch, wenn kein positiver Impuls I85 am Gitter 1&7 auftritt, wird die Röhre I89 in den Sperrbereich gesteuert, so daß sie zu leiten aufhört. Das Spannungspotential am Knotenpunkt 197 steigt an auf +(V₁ + V_) und die Spannung am Ausgang 195 auf

Ein spezielles Ausführungsbeispiel einer Anordnung zur Grauskala-Erzeugung durch Verwendung eines m · n-Umsetzers ist in Fig. 11, 12, I3 und 13a abgebildet. Wie bereits oben gesagt wurde, wird zur Erzeugung der Grauskala mit dieser Technik der Reflexionsgrad jedes Inkrement d einer Abtastzeile bestimmt und ein Signal ent-

wickelt, dessen Spannungspegel dem speziellen Reflexionsgradpegel entspricht. Jede Zelle in der Abtastzeile mit einem Abstand d entlang der Abtastzeile und einer Breite gleich der Breite w der Abtastzeile ist auf aufgezeichneten Kopie darzustellen, indem ausgewählte" Bereiche in einer Matrix von m · η-Bereichen geschwärzt werden. Dies liefert eine Grauton-Auflösung von m · η-Pegeln. Bei Verwendung einer derartigen Matrix muß jedes Inkrement oder jede Zelle d entlang einer aufgezeichneten Zeile .n Bildpunktoder Markiersignale entlang davon haben, und für jede Abtastung der Kopie müssen m AufZeichnungsspuren erzeugt werden. Im in Fig. 11, 12, 13 und 13a abgebildeten System handelt es sich um eine 4 » 4-Matrix, was zu 16 verschiedenen Grau-Pegeln führt, die vier aufgezeichnete Zeilenspuren in der Zeit erfordern, während der eine Skala der Vorlage abgetastet wird, wobei dies für jede Zelle nötig ist, deren Reflexionsgrad gemessen wird, und

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wobei eine ausreichende Kapazität vorhanden sein muß, um h Markiersignale auf jeder aufgezeichneten Spur zu erzeugen.

Um ein derartiges System zu betreiben, sind Taktsignale erforderlich zur Erzeugung der Aufzeichnungsspuren mit einer Frequenz-von h mal pro Zeilenabtastung, und zusätzlich wird ein ausreichender Speicher benötigt, um sowohl die Reflexionsgradinformation für eine ganze Zeile und auch die Umsetzfaktoren zu speichern, die für jeden Reflexionsgradpegel festlegen, welche Bereiche in der m · η-Matrix schwarz zu markieren sind.

Gemäß Fig. 11 wird ein Videosignal vom Abtaster als Eingangssignal einem Analog-Digital-Umsetzer 200 zugeführt. Der Analog-Digital-Umsetzer 200 erzeugt ein h-Bit-Parallel-Ausgangssignal, das eine 4-Bit-Digitaldarstellung der von der Videoabtastzeile zugeführten Analogspannung darstellt. Die Schaltung von Fig. 11 hat acht Schieberegister 211 bis 218, die jeweils Z Speicherbits aufweisen, wobei Z die Gesamtzahl der in jeder Abtastzeile auftreten könnenden Zellen ist. Die Schieberegister sind zu zwei Gruppen von je vier Registern zusammengefaßt, wobei die Schieberegister 211 bis 214 die eine und die Schieberegister 215 bis 218 die andere Gruppe bilden«

Der Betrieb der Gruppen der Schieberegister ist so, daß der eine Satz der Schieberegister eingegebene Information vom Analog-Digital-Umsetzer 200 mit einer Taktfrequenz F empfängt, während die andere Gruppe der Schieberegister die vorher darin gespeicherte Information mit einer Taktfrequenz 4F umlaufen läßt und gleichzeitig

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- zh -

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Ausgangssignale erzeugt, um die Markierung der Aufzeichnungsspuren auf der Kopie zu steuern. Die Gruppen der Schieberegister wechseln in ihrer Funktion für aufeinanderfolgende Abtastzeilen, wobei die Auswahl der Eingänge durch eine Folge von Steuergattern 201 bis208 gesteuert wird, die jeweils mit dem Eingang eines entsprechenden Schieberegisters verbunden sind.

Die Steuerschaltung, die auswählt, welche der beiden Gruppen arbeiten soll, und die für die Einspeisung der richtigen Taktsignale sorgt, ist in Fig. 12 ebenso wie in Fig. 11 abgebildet.

Die.Einzelheiten der Erzeugung der richtigen Taktsignale sind in Fig. 12 zu sehen. Ein Oszillator erzeugt ein Eingangssignal mit einer Frequenz 16F für eine Folge

von Teilern oder Untersetzern, wobei jeder der ersten beiden Untersetzer 285 und 286-eine vierfache Untersetzung vornimmt, also das Ausgangssignal vom Untersetzer 285 ein 4P -Signal und das Ausgangssignal vom Untersetzer

S -

285 das F -Signal ist. Das F -Signal wird als Eingangssi-

S S

gnal einer zweiten Folge von drei Untersetzern zugeführt, nämlich einem z-fachen Untersetzer 288, auf den ein 2fa_r eher Untersetzer 289 und ein zweiter 2facher Untersetzer 29O folgen. Das Ausgangssignal vom z-fachen Untersetzer

288 ist F /z oder 4F . Das Ausgangssignal vom 2fachen Uns e

tersetzer 289 ist 2F und das Ausgangssignal vom Unter-

setzer .290 F . Ein Rücksetzsignal für diese letzteren drei Untersetzer kommt von einer Phasenelektronik, die zum gesamten System dazugehören kann, um eine Phasenauslösung der Abtastzeile mit jedem Taktsignal zu bewirken.

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Die grundsätzliche Entscheidung, welche Gruppe von Schieberegistern betrieben wird, wird durch ein Steuerflipflop 240 vorgenommen, das ein Eingangssignal F hat,

wobei jedes F -Signal den Zustand des Flipflops 240 äne

dert. Die Impulse F werden am Ende jeder Abtastzeile erzeugt. Das Flipflop 240 hat einen Q-Ausgang, der direkt mit den Eingängen aller Gatter 201 bis 208 verbunden ist. Dasselbe Signal schaltet Tatksignale F und F, zum Takten

Gl O

der Gruppen von Schieberegistern. Das Q-Ausgangssignal vom Flipflop 24θ wird als ein Eingangssignal zwei NAND-Glie-' dern 242 und 244 zugeführt, während das andere Eingangssignal des NAND-Glieds 242 von der Taktquelle F und das andere Eingangssignal des NAND-Gliedes 244 von der Taktquelle 4F stammt. Das Q-Ausgangssignal vom Steuerflipflop 240 wird dem einen Eingang jedes von zwei weiteren NAND-Gliedern 243, 245 zugeführt, wobei der zweite Eingang des NAND-Glieds 24.3 mit dem Taktausgangssignal 4F und der zweite Eingang des NAND-Glieds 245 mit dem Takt-Ausgangssignal F beaufschlagt wird. Die Ausgangssignale der NAND-

Glieder 242 und 243 werden als Eingangssignale einem NAND-Glied 248 zugeführt, dessen Ausgangssignal das F -Taktsi-

gnal zur Betätigung der Schieberegister 211 bis 214 ist. Die Ausgangssignale von den NAND-Gliedern 244 und 245 werden als Eingangssignale einem NAND-Glied 259 zugeführt, dessen Ausgangssignal F, in die Schieberegister 215 bis 218 als Schiebesignale gelangt. Es ist ersichtlich, daß, wenn das Flipflop 24θ seinen a-Ausgang erregt (entsprechend bei Nienterregung von Q), das Signal Fa gleich Fs und das Signal Fb gleich 4fs ist. Ähnlich ist, wenn das Flipflop 240 sich im entgegengesetzten Zustand befindet, Fa gleich 4Fs und Fb gleich Fs.

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Alle Eingangssteuergatter 201 bis 204, die die Schieberegister 211 bis. 214 steuern, sind untereinander identisch und haben die am Gatter 201 genauer gezeigte Schaltung. Ähnlich sind die Eingangssteuergatter 205 bis 208, die die Schieberegister 215 bis 218 steuern, untereinander identisch mit der beim Gatter 205 gezeigten Schaltung. Das Steuergatter 201 hat zwei NAND-Glieder 225 und 226, deren Ausgangssignale als Eingangssignale des NAND-Glieds 227 dienen. Ein Eingangssignal des NAND- Glieds 226 wird über ein NICHT-GIied 229 vom Q-Ausgang des Flipflops 240 zugeführt, -während das andere Eingangs signal des NAND-Glieds 226 vom Ausgang des entsprechenden Schieberegisters kommt. Das NAND-Glied 225 ist mit einem Eingang direkt an den Q-Anschluß des Flipflops 240 angeschlossen, während der andere Eingang mit einem der Ausgangsbits vom Analog-TDigital-Umsetzer 200 versorgt wird. Die Anordnung von NAND-Gliedern 231 und 232 im Steuergatter 205 ist ähnlich den Gattern 225 und 226 getroffen, jedoch mit einer Ausnahme beim NAND-Glied 232, von dem der eine Eingang mit dem Ausgang des entsprechenden Schieberegisters verbunden und der andere Eingang vom Q-Anschluß des Flipflops 240 beaufschlagt wird, während das Ausgangssignal vom Q-Anschluß direkt über ein NICHT-GIied zu einem Eingang des NAND-Glieds 231 gelangt, dessen anderer Eingang von dem Bit-Ausgangs bit des Analog-Digital-Umsetzers 200 beaufschlagt wird. Es ist ersichtlich, daß, wenn das Flipflop 240 am Q-Ausgang erregt ist, die Eingangssteuergatter 201 bis 204 die Datenleitungen vom Analog-Digital-Umsetzer mit den Schieberegistern 211 bis 214 verbinden, während der Ausgang abgeschaltet ist. Die Steuergatter 205 bis 208 verbinden den Ausgang des Schieberegisters 215 bis 218 mit

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dem zugehörigen Schieberegistereingang für ein Umlaufen, während die Datenzahlen vom Analog-Digital-Umsetzer abgeschaltet sind.

Der Betrieb läuft so ab, daß für eine Abtastzeile der Q-Ausgang des Steuerflipflops 2^0 betätigt wird, so daß die Taktimpulse F mit einer Taktfrequenz F auftreten, was einer Verschiebung für jede Zelle der Abtastzeile entspricht, wobei die Signalverarbeitung in den Steuergattern 201 bis 20^ so vor sich geht, daß die Eingangsdaten vom Analog-Digital-Umsetzer 200 in das Schieberegister gelangen und keine Umlaufverbindung auftritt. Während dieser Abtastzeile wird die zweite Gruppe von Schieberegistern 215 bis 218 durch Fb mit einer Frequenz von 4F getaktet, und die Steuergatter 205 bis 208 sor-

gen dafür, daß das Ausgangssignal von jedem dazugehörigen Schieberegister zum Eingang umläuft, aber auch zu den Ausgangsleitungen selbst gelangt.

Steuergatter 260 bis 263 koppeln die Ausgangssignale von den Umlauf-Schieberegistern als 4-parallel-Bit-Eingangssignale in einen Fest- oder Festwertspeicher 267. Der Festspeicher 270 gibt ein ^-parallel-Bit-Ausgangssignal an ein Schieberegister 270 ab, das dadurch charakterisiert ist, daß es ein 4-parallel-Bit-Eingangssignal mit einer Frequenz von ^F empfängt und diese Bits in serieller Form mit einer Frequenz von 16F abgibt.

Die Logik in jedem der Ausgangssteuergatter 260 bis 263 ist anhand des Gatters 26O erläutert. In das Gatter 260 werden eingespeist die Ausgangssignale vom Schieberegister 211, vom Schieberegister 215 und vom Q-Anschluß

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des Steuerflipflops 240. Der Q-Ansehluß ist direkt mit einem Eingang eines NAND-Glieds 275 und über ein NICHT-Glied 276 mit einem zweiten NAND-Glied 278 verbunden. Das Ausgangssignal vom Schieberegister 211 wird direkt dem zweiten Eingang des NAND-Glieds 278 zugeführt, während das Ausgangssignal vom Schieberegister 215 direkt zum anderen Eingang des NAND-Glieds 278 gelangt. Die Ausgänge der NAND-Glieder 275 und 278 sind die Eingänge eines NAND-Glieds 280, dessen Ausgangssignal als eines der Steuereingangsbits zum Festspeicher 267 kommt. Jedes der anderen Gatter 261 bis 263 sind ähnlich aufgebaut, wobei die Eingangssignale von aufeinanderfolgenden Schieberegistern entsprechende Lagen in jeder Gruppe haben. Es ist ersichtlich, daß bei Erregung des Q-Ausgangs des Flipflops 240 die Eingänge der Schieberegister 215 bis 218 durch die Gatter 26O bis 264 erregt sind«, Ähnlich " werden, wenn das Flipflop 240 sich im entgegengesetzten Zustand befindet, die Eingänge der Schieberegister 211 bis 214 durch die Gatter 260 bis 264 erregte

Der Betrieb der eben, beschriebenen Baugruppen sorgt dafür, daß während eine Abtastzeile von Information erwächst, der Reflexionsgradwert für jede Zelle in einer vorhergehenden Zeile, bevor er im anderen Satz von Schieberegistern gespeichert ist, als 4-Bit-Digitalzahl vorliegt, wobei jede 4-Bit-Digitalzahl mit einer Frequenz gleich der vierfachen Abtastfrequenz des Videoabtastelements erzeugt wird, so daß die Reflexionsgradinformation für die gesamte Zeile für jede der vier getrennten Spuren innerhalb einer vollen Abtastung verfügbar ist_o Es ist dann der Zweck des Festspeichers 267, auf jedes eingespeiste 4-Bit-Signal anzusprechen, indem ein 4-Bit-Aus-

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gangssignal an das Schieberegister 270 für jede der vier Abtastzeilen abgegeben wird. Es ist ersichtlich, daß für eine spezielle Abtastzelle, die einen bestimmten Reflexionsgradwert hat, die vier Serienbits vom Schieberegister 270 von der einen Spur zur nächsten der vier Spuren variieren können, da ein spezieller Pegel, der z. B. die Anweisung gibt, 13 Matrixpunkte zu schwärzen, nicht durchgeführt werden kann, indem dieselbe Anzahl von Markierungen pro Spurzeile erzeugt wird. Der Festspeicher 267 muß also genügend Information enthalten, um die genaue Folge von Markier- oder Bildpunktsignalen für jede der vier Spuren zu erzeugen, was vom Reflexionsgradwert der ursprünglichen Zelle abhängt.

Eine mögliche Ausführung des Fest'speichers, wie sie für diesen Zweck geeignet ist, ist in Fig 13 zu sehen. Der dort gezeigte Festspeicher wird betrachtet als eine Serie von Matrixpunkten mit 6k Zeilen und vier Spalten. Die vier Spalten liefern die vier Ausgangsbits, die den Schieberegistern 270 an den Ausgängen von jedem von vier NICHT-Gliederη 300 bis 303 zugeführt werden= Jede Zeile des Speichers hat am Eingang ein NAND-Glied wie A₁, A„, Α., . . . A^ji . Es sind also selbstverständlich 64 derartige Gatter vorhanden, entsprechend jeder Zeile der Speichermatrix. Jedes dieser NAND-Glieder hat sechs Eingänge, vier entsprechend den Ausgangsbits von den Umlauf-Schieberegistern, also entsprechend den gesonderten Bits der Digitaldarstellung des Reflexionsgrads für eine gegebene Zelle, während die beiden Eingänge jedes NAND-Glieds mit den Signalen 2F und F beaufschlagt werden. Wie aus der Eingangsschaltung gemäß Fig. 13a ersichtlich ist, wird jedes Eingangssignal über eine Folge von NICHT-

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Glieder 320 bis 325 eingespeist, um sowohl das ursprüngliche Signal als auch das invertierte Signal zu liefern. Die Takteingangssignale F und 2F bringen die Spursteuer-

information, während die Reflexionsgradeingangsbits den Reflexionsgradwert darstellen. Daher bestimmt die Information, die in der Festspeichermatrix 267 gespeichert ist, die für jeden Wert des Reflexionsgrads für jede Zelle vorbestimmt ist, welches der vier Bits auf jeder von vier aufeinanderfolgenden Spuren zu einem schwarzen Bildpunkt oder einer weißen oder Leerstelle führt.

Obwohl Ausführungsbeispiele mit speziellem Aufbau beschrieben worden sind, können viele Funktionen des erfindungsgemäßen Systems, nämlich die Funktionen der Speieher, der Taktgabe und der Logik auch durch einen geeignet programmierten Universal- oder Allzweck-Elektronenrechner wahrgenommen werden.

Änderungen der obigen Ausführungsbeispiele

Die Ansteuereinrichtung 14O und der Umsetzer 13^ in Fig. 9 und 10 legen positive Spannungsimpulse an, um die Zeitdauer der Pegel der Binärsignale zu steuern, die über den Anschluß 195 den Schreibstiften I80 von Fig. k zugeführt werden. Es versteht sich, daß die Impulse I88 in Fig. 9 (die invertierten Impulse 192) auch als Eingangssignal für die Ansteuereinrichtung 14O von Fig„ 10 für die umgekehrte Betriebsart benutzt werden könnten, wenn ein Bildpulver entgegengesetzten Vorzeichens verwendet wird.

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Auch, eine andere Elektronik zur Steuerung der Zeitdauer der Pegel der Binärsignale einschließlich Transistoransteuereinrichtungen ist denkbar.

Fig. k zeigt den Reflexionsgradamplituden/lmpulsbreiten-Umsetzer 132 als Teil der Aufzeichnungselektronik 1l6. Bei manchen Anwendungen kann es wünschenswert sein, den Taktgeber 136 und den Umsetzer 13^ als Teil der Senderelektronik T12 vorzusehen.

Bei einer Anzahl von Anwendungen wird die Grauskala nicht gesendet; nur schwarz und weiß werden übertragen. In derartigen Fällen ist der Reflexionsgrad-Umsetzer nicht erforderlich, und die Ansteuereinrichtung ikO kann bei Bedarf so abgeändert werden, daß sie den Eingangspuls von Binärsignalen empfängt. Zum Beispiel kann es ausreichen, ein einfaches NICHT-Glied am Eingang der Ansteuereinrichtung 14o vorzusehen. Selbstverständlich kommen auch andere Abwandlungen in Frage.

Im Faksimile-System von Fig. h schreibt ein einzelner Schreibstift II8 jede Zeile. Es ist jedoch möglich, mehrere Schreibstifte zu verwenden, die in einer festen Anordnung als Teil eines Faksimile-Systems oder eines grafischen Schreibers vorgesehen sind,. Bei einem derartigen Schreiber werden alle Papier/Schreibstift-Relativgeschwindigkeiten von der Bewegung des Papiers über die Schreibstifte abgeleitet. Dabei können sich die Schreibstifte überlappen oder auch nicht. Jeder Schreibstift kann entsprechend der vorangegangenen Erläuterung betätigt werden. Ein Videoeingangssignal für einen derartigen Schreiber kann von einem Faksimile-System abgeleitet

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werden oder irgendeine andere Art grafischer Daten in richtigem Format aufweisen.

Bei einer anderen Abwandlung der Grauskala-Aufzeichnung kann das Reflexionsgradsignal. 184 von Fig. 9 verwendet werden zur Steuerung der Pulsfrequenz eines Pulsgenerators, wobei die Anzahl seiner Ausgangsimpulse mit der Amplitude des Reflexionsgrads variiert, die Impulse eine konstante, vorbestimmte Impulsbreite haben und die Pulsfrequenz innerhalb eines .vorbestimmten Bereichs liegt. Diese Impulse können dann in die Ansteuereinrichtung 140 eingespeist und nach Bedarf abgeändert werden, um das Auftragen der Schreibladungen und das.Löschen· der aufgetragenen Ladungen zu steuern.

Zusammenfassung -

Das Verfahren und die Anordnung gemäß der Erfindung sehen vor ein Löschpotential an dem oder den Schreibstiften, außer wenn Ladungen entgegengesetzten Vorzeichens aufzutragen sind. Dies verkürzt die Länge eines Bildpunkts bzw. einer Markierung in der Quer- oder Aufzeichnungsrichtung,, Die Benutzung von Zeileninkrementen, die Bruchteile der Schreibstiftabmessungen senkrecht zur Papier/Schreibstift-Geschwindigkeit sind, verringert die Höhe des Bildpunkts in Richtung senkrecht zur Schreib-.stift/Papier-Geschwindigkeit» Dadurch wird eine Auflösung von mehr als 6OO Zeilen/Zoll erreicht. Eine Grauskala-Aufzeichnung wird erzielt durch den beschriebenen Reflexionsgrad-Impulsbreiten-Umsetzer mit einem m · n-Umsetzsystem. - -

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Claims

Patentansprüche

I 1. Verfahren zum Aufzeichnen von Binärsignalen über mindestens einen Schreibstift auf einem insbesondere elektrostatischen Aufzeichnungsträger, dadurch gekennzeichnet,

daß an den Schreibstift (20; 118), während dieser und der Aufzeichnungsträger (22; 124) eine Translationsbewegung gegeneinander in einer ersten Richtung erfahren, ein Potential (+V₁) mit einem bestimmten Vorzeichen relativ zu einem Punkt eines Referenzpotentials (θ) jedesmal angelegt wird, wenn das Binärsignal (58) einen ersten Wert hat, um dadurch Ladungen des bestimmten Vorzeichens aufzutragen, und ein Ladungsfeld in einem vorbestimmten Bereich (66 ,

ι
66 ...) innerhalb der Ladeeinwirkung des Schreibstifts auf dem Aufzeichnungsträger zu erzeugen;

daß am Schreibstift ein Potential (-V_) entgegengesetzten Vorzeichens relativ zu dem Referenzpotentialpunkt (θ) unterhalten wird, um zu löschen die Ladungen des einen bestimmten Vorzeichens, die auf dem Aufzeichnungsträger in einem Bereich innerhalb der Ladeeinwirkung des Schreibstifts auftreten, während der Zeit, in der das Binärsignal seinen zweiten Wert annimmt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine relative Translationsbewegung zwischen dem Aufzeichnungsträger (22; 124) und dem Schreibstift (20; 118) in vorbestimmten Inkrementen in einer zweiten Richtung in der Aufzeichnungsträgerebene senkrecht zur ersten Rieh-

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tung bewirkt wird, wobei die Inkremente kleiner als die Abmessung des vorbestimmten Bereichs in der zweiten Richtung sind.

3· Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Inkremente in der zweiten Richtung gleichgroß sind. -,

h. Verfahren.nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Binärsignale aus dem Reflexionsgrad gewonnen werden, der für jede Zeile erwünscht ist, die in der ersten Richtung aufgezeichnet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß für jede aufgezeichnete Zeile in der ersten Richtung die Translationsbewegung in der zweiten Richtung durch mehrere der vorbestimmten Inkremente vorgenommen wird.

6. Verfahren zur Faksimile-Übertragung und -Aufzeichnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß die zu übertragende und aufzuzeichnende Vorlage (94) zeilenweise abgetastet wird, und

daß ein Binärsignal erzeugt und übertragen wird, das die Änderungen im Reflexionsgrad jeder Zeile darstellt»

7· Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die auf der Vorlage abgetasteten Zeilen durch Inkremente begrenzt sind, die gleich den vorbestimmten Inkrementen in der zweiten Richtung sind.

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8. Verfahren nach. Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzahl von Inkrementen in der zweiten Richtung jeder abgetasteten Zeile auf der Vorlage entspricht.

9. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Binärsignale aus einem gewünschten Reflexionsgradwert für eine als Zelle definierten speziellen Bereich gewonnen werden, dadurch gekennzeichnet,

daß eine Anzahl dieser Binärsignale für jede Zelle gewonnen wird, und daß die Summe der Gesamtzeitintervalle, wenn diese Binärsignale den ersten Wert haben, proportional dem Wert des Reflexionsgrads für jede Zelle ist.

10. Verfahren nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl von Binärsignalen für jede Zelle eine Folge von Signalen bilden, die jeweils einen ersten Wert für eine Zeitdauer proportional dem gewünschten Reflexionsgrad für die Zelle haben. *

11. Verfahren nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß ein Analogsignal proportional der Amplitude des gewünschten Reflexionsgrads für jede Zelle erzeugt wird;

daß das Analogsignal mit einer Taktfrequenz abgetastet wird; und

daß eine Folge von Binärsignalen (58 ; 60 ) mit der Taktfrequenz erzeugt wird, die jeweils eine Zeitdauer beim ersten Wert proportional zur Amplitude der entsprechenden Abtastwerte haben.

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12. Verfahren nach Anspruch 9> dadurch gekennzeichnet, daß für jede Zelle eine Anzahl von Signalen entsprechend einer Anzahl von auf dem Aufzeichnungsträger aufzuzeichnenden Spurzeilen erzeugt wird; und

daß für jede Spurzeile eine Anzahl von Binärsignalen für jede Zelle erzeugt wird, wobei die Gesamtanzahl der Signale mit dem ersten Wert für die Summe der Spurzeilen proportional zum Wert des Reflexionsgrads für jede Zelle ist. . -

13· Verfahren' nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß für jede Zelle die Anzeige der Binärsignale so gewonnen wird, daß die Gesamtzahl der Signale am ersten Wert proportional zum Vert des Reflexionsgrads für jede Zelle ist»

14. Verfahren nach Anspruch 6 mit 9 oder einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein aufzuzeichnendes Signal erzeugt oder übertragen wird, das die Änderungen im Reflexionsgrad für aneinandergrenzende bestimmte Bereiche oder Zellen in jeder Zeile darstellfc„

15· Verfahren nach Anspruch 13-, dadurch gekennzeichnet, daß für jede auf der Vorlage abgetastete Zeile eine Anzahl von auf dem Aufzeichnungsträger aufzuzeichnenden Spurzeilen erzeugt wird.

i6. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Spurzeilen in der zweiten Richtung um die vorbestimmten Inkremente getrennt ist.

\ J ι 1 Uli ,^;

- 37 - 231 71 O Ί

17· Verfahren nach Anspruch 14 oder 15 und 16, dadurch gekennzeichnet, daß die zeilenweise Abtastung der Vorlage in der ersten Richtung erfolgt.

18. Vorrichtung zum Aufzeichnen von Binärsignalen über mindestens einen Schreibstift auf einem insbesondere elektrostatischen Aufzeichnungsträger während einer Translationsbewegung dazwischen, gekennzeichnet durch

eine erste und eine zweite Potentialquelle (28);

eine Einrichtung (12O, 122, 128) zur Vornahme einer Translationsbewegung in mindestens einer ersten Richtung zwischen dem Schreibstift (20; 118) und dem Aufzeichnungsträger (22; 120);

eine Elektronik

einerseits zur Verbindung der ersten Potentialquelle, die ein erstes Vorzeichen in bezug auf ein Referenzpotential (θ) hat, mit dem Schreibstift für eine Zeitdauer gleich den Zeitintervallen, während denen die Binärsignale (58, 6o) einen ersten Wert (58 , 6θ ) haben, um Ladungen ei-

nes ersten Vorzeichens aufzutragen und ein Ladungsfeld in einem vorbestimmten Bereich (66 , 66 ' _f , . ,. ) auf dem Aufzeichnungsträger zu erzeugen, wenn der Aufzeichnungsträger und der Schreibstift die Translationsbewegung in der ersten Richtung gegeneinander erfahren, und

andererseits zur Unterhaltung der Verbindung der zweiten Potentialquelle, die als ein Löschpotential in bezug auf

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dem Referenzpotentialpunkt dient, mit dem Schreibstift bei einem Vorzeichen, das entgegengesetzt zum Vorzeichen der ersten Potentialquelle ist, um die Ladungen des ersten Vorzeichens zu löschen, wenn die Binärsignale einen zweiten Wert haben.

19· Vorrichtung nach Anspruch 18, gekennzeichnet durch eine Einrichtung ( 1 27, 129) zur Vornahme einer Translationsbewegung zwischen dem Aufzeichnungsträger und dem Schreibstift in vorbestimmten Inkrementell in einer zweiten Richtung in der Aufzeichnungsträgerebene ₍ senkrecht zur ersten Richtung, wobei die vorbestimmten Inkremente kleiner als die Abmessung des vorbestimmten Bereichs in der zweiten Richtung sind.

20» Einrichtung nach Anspruch 18 oder 19» gekennzeichnet durch

eine Einrichtung (92) zur zeilenweisen Abtastung einer zu übertragenden aufzuzeichnenden Vorlage (9*0 5 und

eine Einrichtung (1O2, 112, 114, 132) zur Erzeugung und Übertragung eines Binärsignals, das Änderungen im Reflexionsgrad jeder Zeile darstellt«

21. Verfahren nach Anspruch 18 oder 19₅ dadurch gekennzeichnet, daß die Inkremente gleichgroß sind.

22c Verfahren nach Anspruch 18 oder 19» dadurch gekennzeichnet, daß jedes Inkrement kürzer als die Abmessung des Sc hreibstifts in der zweiten Richtung is^.

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23· Vorrichtung nach Anspruch 18 oder 19, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Gewinnung der Binärsignale aus dem gewünschten Reflexionsgrad für jede aufgezeichnete Zeile der ersten Richtung auf dem Aufzeichnungs träger.

2k. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Inkremente der zweiten Richtung jeder aufgezeichneten Zeile in der ersten Richtung ientsprechen.

25· Faksimile-Grauskala-Übertragungs- und Aufzeichnungssystem mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 - 2k, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur zeilenweisen Abtastung der Vorlage in einer ersten Richtung abtastet, daß die Einrichtung zur Erzeugung und Übertragung von Binärsignalen die Binärsignale entsprechend dem Reflexionsgrad der Vorlage für eine Folge von Zellen genannten speziellen Bereichen entlang der Abtast zeile erzeugt, und daß die Einrichtung zur Erzeugung der Binärsignale für jede Zelle auf der Abtastzeile mehrere Binärsignale mit dem ersten Wert erzeugt, wobei die Summe der Zeitintervalle, für die die Binärsignale den ersten Wert haben, proportional dem Wert des Reflexionsgrads jeder Zelle ist.

26. System nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Erzeugung der Binärsignale für jede Zelle derart arbeitet, daß die Gesamtzahl der Binärsignale mit dem ersten Wert proportional dem Wert des Reflexionsgrads für jede Zelle auf der Abtastzeile ist.

■'-. 0 9 8 h 3 / 1 0 6 2

27. System nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Erzeugung der Binärsignale aufweist:

eine Einrichtung zur Erzeugung von Analogsignalen proportional zur Amplitude des gewünschten Reflexionsgrads; und

eine Einrichtung (136) zur Abtastung.jedes Analogsignals, in gleichen Zeitintervallen und zur Erzeugung einer Anzahl von entsprechenden Binärsignalen, deren jedes den ersten Binärwert für eine Zeitdauer proportional der Amplitude der entsprechenden Abtastwerte hat.

28. System nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Erzeugung der Analogsignale und die Einrichtung zum Abtasten aufweisen?

einen Sägezahnsignalgenerator zur Erzeugung einer Anzahl von Sägezahnspannungen (172) vorbestimmter Frequenz; und

einen Umsetzer, der eine Folge von Ausgangsimpulsen (192) erzeugt, deren Impulsbreite jeweils gleich der Zeitdauer ist, während der eine entsprechende Sägezahnspannung die Amplitude eines Analogsignals überschreitet (Fig. 9)"

29ο System nach Anspruch 25, gekennzeichnet durch eine Einrichtung, die für jede auf der Vorlage abgetastete Zeile eine Anzahl von Spurzeilen auf dem Aufzeichnungsträger erzeugt, wobei die Einrichtung zur Erzeugung der Binärsignale eine Einrichtung aufweist, die für jede Spurzeile eine Anzahl von Binärsignalen erzeugt, deren

^Ί 0 9 8 Λ 3 / 1 0 6 2

Gesamtzahl beim ersten Wert für die Summe der Spurzeilen proportional dem Wert des Reflexionsgrads für jede Zelle auf der Abtastzeile ist.

30. System nach Anspruch 29 1 gekennzeichnet durch einen Speicher, der für jeden Wert des Reflexionsgrads ausreichende Information speichert, um ein vorbestimmtes Muster von Binärsignalen beim ersten Wert auf jeder Spurzeile für jede Zelle zu erzeugen.

31. System nach einem der Ansprüche 18 - 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Erzeugung der Binärsignale diese aus dem gewünschten Reflexionsgrad für einen bestimmten, Zelle genannten, Bereich gewinnt; und ,daß die Einrichtung für jede Zelle die Binärsignale beim ersten Wert erzeugt, wobei die Gesamtzeitdauer, wenn die Binärsignale den ersten Wert haben, proportional dem Wert des Reflexionsgrads jeder Zelle ist.

32. System nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Erzeugung der Spurzeilen diese in der zweiten Richtung um die vorbestimmten Inkremente getrennt erzeugt.

33« System nach Anspruch 32 in Verbindung mit Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher ausreichend Information speichert, um ein vorbestimmtes Muster von Binärsignalen beim ersten Wert auf jeder Spurzeile für jedes Inkrement zu erzeugen.

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