DE1160955B

DE1160955B - Kathodenstrahlroehre mit elektronendurchlaessigem Fenster zur Registrierung von Zeichen

Info

Publication number: DE1160955B
Application number: DEJ19192A
Authority: DE
Inventors: Jack Dwyer Kuehler
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1959-12-28
Filing date: 1960-12-21
Publication date: 1964-01-09
Also published as: US3157879A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: HOIj

Deutsche Kl.: 21g-13/27

Nummer: 1160 955

Aktenzeichen: J19192 VIIIc/21g

Anmeldetag: 21. Dezember 1960

Auslegetag: 9. Januar 1964

Die Erfindung betrifft eine Kathodenstrahlröhre mit einem elektronendurchlässigen Fenster zur Registrierung von Zeichen auf einem vor dem Fenster angeordneten Aufzeichnungsträger.

Es ist bereits eine Kathodenstrahlröhre für die Durchführung von Aufzeichnungen bekannt, bei der der Schirm der Röhre ein Etektronenfenster entsprechend der Fläche des aufzunehmenden Vorganges aufweist. Dieses Elektronenfenster benötigt besondere Maßnahmen zur Abstützung der dünnen Folie des verhältnismäßig großen Fensters. Die bekannte Vorrichtung ist jedoch nur dann geeignet für die Darstellung von Schriftzeichen, wenn eine sehr aufwendige Steuerschaltung zum Anschluß an die Kippschaltung verwendet wird.

Die weiter bekannten Registriereinrichtungen, die Kathodenstrahlröhren zur Darstellung von Schriftzeichen verwenden und diese mit Hilfe photographischer Kameras fixieren, haben wegen des hohen Aufwandes keine Bedeutung erlangt. Aber auch der Druck des Schirmbildes unter Verwendung xerographischer Verfahren ist mit erheblichem mechanischem Aufwand verbunden. Außerdem sind diese Geräte räumlich unerwünscht umfangreich.

Die Kathodenstrahlröhre mit einem elektronendurchlässigen Fenster zur Registrierung von Zeichen auf einem vor dem Fenster angeordneten Aufzeichnungsträger vermeidet die genannten Nachteile dadurch, daß gemäß der Erfindung innerhalb des Vakuumraumes auf dem elektronendurchlässigen Fenster eine aus dielektrischem Material bestehende Platte mit senkrecht auf dem Fenster stehenden Bohrungen angeordnet ist und daß die Bohrungen mit leitenden Belägen zur Steuerung der Elektronendurchlässigkeit versehen sind.

Mit der beschriebenen Kathodenstrahlröhre wird die Aufgabe gelöst, mit verhältnismäßig geringem Aufwand Aufzeichnungen, insbesondere Schriftzeichen, mit hoher Geschwindigkeit auf Aufzeichnungsträgern darzustellen und damit eine Vorrichtung zu schaffen, die vorteilhaft als Ausgabeeinrichtung an elektronischen Rechenmaschinen und Datenspeichern wegen ihrer hohen Aufzeichnungsgeschwindigkeit geeignet ist. Ein Elektronenstrahl, dessen Größe ausreicht, um ein einziges zeichenbildendes Element vollständig zu überdecken, und der eine Stromstärke von 0,5 mA besitzt, erzeugt auf einem wärmeempfindlichen Papier in etwa 10 Picosekunden eine ausreichend deutliche Markierung. Unter der Annahme von hundert Schriftzeichen in einer Zeile kann die Vorrichtung hundert Zeilen in der Sekunde drucken. Die zeichenbildenden Elemente können so klein ausKathodenstrahlröhre mit elektronendurchlässigem Fenster zur Registrierung von Zeichen

Anmelder:

International Business Machines Corporation,
New York, N. Y. (V. StA.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. H. E. Böhmer, Patentanwalt,
Böblingen (Württ.), Sindelfinger Str. 49

Als Erfinder benannt:
Jack Dwyer Kuehler, San Jose, Calif. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 28. Dezember 1959
_ao (Nr. 862 324)

gebildet sein, daß Schriftzeichen dear Größe von Schreibmaschinenzeichen erzeugt werden. Als weiterer Vorteil ist der verhältnimäßig einfache Aufbau der zeichenbildenden Elemente und auch der geringe technische Aufwand für die Kippschaltung für die Kathodenstrahlröhre zu nennen, da für die Auslenkung des Kathodenstrahls nur ein Plattenpaar benötigt wird.

Ein Ausführangsbeispiel der Kathodenstrahlröhre ist in der folgenden Beschreibung und den Zeichnungen erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine Ansicht der Kathodenstrahlröhre,

Fig. 2 einen senkrechten Schnitt längs der Linie 2-2 in F i g. 1,

F i g. 3 eine vergrößerte Draufsicht auf einen Teil der Vorrichtung zur Steuerung des Elektronenstrahls, F i g. 4 a bis 4 e die elektrischen Verbindungen der Vorrichtungen gemäß Fig. 3.

Die Kathodenstrahlröhre 10 (Fig. 1) besteht aus einem Kolben 12, einem Schirm 16 und einem Strahlerzeugungssystem in dem Hals 14 mit einer Kathode 18, einem Steuergitter 20 und einer Anode 22.

In dem Boden 16 des Kolbens ist eine schmale längliche Platte 34 eingesetzt, deren Enden einen bestimmten Abstand vom Rand des Boden aufweisen. Die Breite der Platte besitzt etwa die Höhe der zu druckenden Schriftzeichen. Die Platte 34 ist außen durch ein dünnes Fenster 28 (Fig. 2) plan abschließend mit der Oberfläche des Bodens 16 luftdicht

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verschlossen. Das Fenster 28 besteht aus leitendem Material, z. B. aus Aluminium oder Beryllium, und ist sehr dünn, z. B. 0,006 mm stark, so daß ein Lenard-Fenster entsteht, durch das die aus der Kathode 18 ausgetretenen und durch die Anode 22 in Richtung auf den Schirm der Röhre beschleunigten Elektronen leicht durchtreten können.

Durch die Ablenkplatte 30 a und 30 b in Verbindung mit einem Kippgerät 32 wird der Elektronenstrahl fortlaufend längs der Platte 34 abgelenkt. Die Platte 34 besteht aus dielektrischem Material, z. B. Glas oder Glimmer, und bildet eine Anzahl nebeneinander angeordneter zeichenbildender Elemente 36 (Fig. 3) mit gleicher Größe und gleichem Aufbau. Diese Elemente können so gesteuert werden, daß Elektronen aus dem Inneren des Kolbens durch die Platte 34 hindurchtreten und auf einem außerhalb der Röhre befindlichen Aufzeichnungsträger 38 aus wärmeempfindlichem Papier Schriftzeichen bilden.

Die die Schriftzeichen bildenden Elemente 36 sind in den F i g. 3 und 4 a bis 4 e untereinander durch die senkrechten gestrichelten Linien 35 abgegrenzt und jedes Element ist mit einer Anzahl von Bohrungen 39 versehen, die sich von seiner oberen zu seiner unteren Oberfläche erstrecken (F i g. 2). In dem in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsbeispiel enthält jedes Element 36 fünf Querreihen a, b, c, d und e mit je sieben Löchern (F i g. 3 ), so daß jedes Element eine Matrix aus fünfunddreißig wahlweise steuerbaren Bohrungen 39 hat. Wenn nun der Durchtritt der von der Kathode 18 ausgestrahlten Elektronen durch bestimmte ausgewählte fünfunddreißig Bohrungen gestattet wird und die übrigen der funfunddreißig Bohrungen sperrt, kann jedes beliebige Schriftzeichen dargestellt werden, wie F i g. 3 zeigt, in der die gegen den Durchtritt von Elektronen gesperrten Bohrungen durch Schraffur gekennzeichnet sind. In dem ersten zeichenbildenden Element36 (Fig. 3) bilden die für den Durchtritt der Elektronen freien Bohrungen die Ziffer »2« und in dem zweiten Element den Buchstaben »E«.

Damit der Durchtritt der Elektronen durch die Bohrungen 39 wahlweise gesteuert werden kann, ist jede Bohrung mit einem elektrisch leitenden Belag 40, z. B. einem dünnen Metallröhrchen versehen. Es sind Vorkehrungen getroffen, die es ermöglichen, an jeden einzelnen Belag 40 (F i g. 3) in jedem Zeichenelement eine Spannung anzulegen, welche die Bohrung gegen den Durchtritt der Elektronen sperrt. Wenn also der von der Kathode 18 ausgesandte Elektronenstrahl über die Innenfläche der Platte 34 mit den zeichenbildenden Elementen 36 abgelenkt wird, bestimmt das Vorhandensein oder das Fehlen der Spannung an den ausgewählten Belägen 40 jedes zeichenbildenden Elements, ob die Elektronen durch die Platte 34 und das Fenster 28 hindurchtreten können, um auf dem wärmeempfindlichen Aufzeichnungsträger 38 die entsprechenden Zeichen darzustellen. Der Aufzeichnungsträger wird durch einen Motor41 (Fig. 1) kontinuierlich am Fenster 28 mit einer auf die Ablenkgeschwindigkeit des Elektronenstrahls abgestimmten Geschwindigkeit vorbeibewegt.

Für die individuelle Steuerung jeder Bohrung in der Reihe der zeichenbildenden Elemente wäre normalerweise eine entsprechende Anzahl von Einzelleitungen nötig, und da in einer Zeile z. B. hundert Buchstaben und/oder Zwischenräume in Buchstabengröße nötig sind, wären 3500 Einzelleitungen erforderlich, um die zeichenbildenden Elemente 36 in der Platte 34 einzeln zu steuern. Es sind jedoch die an gleicher Stelle angeordneten Beläge aller zeichenbildenden Elemente in der Anordnung parallel geschaltet und an gemeinsame Steuerleitungen 51 angeschlossen, wie es in Fig. 4a bis 4e dargestellt ist, welche einzelne Draufsichten von fünf übereinanderliegenden Schichten der Platte 34 zeigen und nachstehend näher beschrieben werden. Wenn die an ίο gleicher Stelle liegenden Beläge der zeichenbildenden Elemente parallel an gemeinsame Steuerleitungen angeschlossen sind, ist die Gesamtzahl der Steuerleitungen gleich der Zahl der Bohrungen 39, die in jedem zeichenbildenden Element vorgesehen sind.

Durch die Sperrspannungen, die an die ausgewählten Steuerleitungen angelegt werden, werden gleichzeitig alle Elemente auf das gleiche Zeichen eingestellt. Damit nun die Anordnung aus verschiedenen Schriftzeichen zusammengesetzte Informationen drucken kann, wenn der Elektronenstrahl die Platte in Längsrichtung überstreicht, muß das Kippgerät32 (Fig. 1) mit dem Schalter 42 synchronisiert sein, der die Sperrspannungen rechtzeitig an die ausgewählten Steuerleitungen anschaltet, um die gewünschten Schriftzeichen einzustellen. Zur Veranschaulichung ist in Fig. 1 die Synchronisierschaltung44 sowohl mit dem Kippgerät 32 als auch mit dem Schalter 42 verbunden. Der Schalter 42 wird durch einen Informationsspeicher 46 gesteuert.

Der beste Weg zur Herstellung einer Plate 34 mit ihren vielen Bohrungen und elektrischen Verbindungen besteht darin, sie aus einer solchen Anzahl Teilplatten zusammenzusetzen, die der Zahl der senkrechten Reihen von Bohrungen eines Zeichenelements entspricht. In dem dargestelltem Ausführungsbeispiel hat jedes Element 36 fünf querverlaufende Reihen a, b, c, d und e (Fig. 3). Daher wird die zeichenbildende Platte 34 aus fünf Teilplatten 34 a, 34 b, 34 c-, 34 rf und 34 e zusammengesetzt, die in Fig. 4 a bis 4e dargestellt sind. Die Bohrungen in den Platten können vor dem Zusammenbau in geeigneter Weise hergestellt werden.

In der Teilplatte 34« (Fig. 4 a) sind die Bohrungen der linken Reihe aller Elemente mit den in Längsrichtung verlaufenden gemeinsamen Steuerleitungen 51 a, 52«, 53«, 54«, 55«, 56« bzw. 57 a verbunden. Diese Steuerleitungen und die von den Bohrungen zu den Steuerleitungen führenden kurzen Abzweigungen können nach bekannten Verfahren zur Herstellung gedruckter Schaltungen oder durch Aufdampfung von Metall durch Masken hindurch erzeugt werden. In der zweiten Teilplatte 34b (Fig. 4b) sind die Bohrungen der zweiten Reihe b aller Elemente mit den Steuerleitungen 51 Z>, 52 b, 53 b, 54 b, 55 b, 56 b bzw. 57 b verbunden. Entsprechend sind die Bohrungen c in der dritten Teilplatte 34 c (Fig. 4 c) an die Steuerleitungen 51c, 52 c, 53 c. 54 c, 55 c, 56 c bzw. 57 c angeschlossen, desgleichen die Bohrungen d bzw. e (Fig. 5d und 5e) mit den Steuerleitungen 51 d bis 57 d bzw. 51 e bis 57 e. Nach Herstellung der beschriebenen Verbindungen werden die fünf Teilplatten 34«, 34 b, 34 c, 34«" und 34 e übereinandergelegt und so aneinander befestigt, daß die zusammengehörigen Bohrungen genau aufeinander ausgerichtei sind.

Jetzt können elektrisch leitende Beläge auf die Innenfläche der Bohrungen aufgedampft werden, die den oben beschriebenen leitenden Röhrchen 40 entsprechen.

In der so entstandenen zusammengesetzten Platte 34 sind die leitenden Beläge 40 der an gleicher Stelle befindlichen Bohrungen 39 in jedem der aufeinanderfolgenden zeichenbildenden Elemente der Platte an gemeinsame längsverlaufende Leitungen 51 α bis 57 a, 51b bis 57 b, 51c bis 57 c, 51 d bis 57 d und 51 e bis 51 e angeschlossen, die aus einer Endkante der Platte hervorstehen. Diese Leitungen sind mit dem oben beschriebenen Schalter42 (Fig. 1) verbunden, welcher unter der Steuerung des Informationsspeichers 46 entsprechende Leitungen erregt, um in schneller Folge ausgewählte Zeichen in allen zeichenbildenden Elementen der Platte einzustellen, während der Elektronenstrahl die Innenfläche der Platte synchron mit der Geschwindigkeit überstreicht, mit der der Schalter 42 die aufeinanderfolgenden spannungsverteilenden Einstellungen vornimmt.

Claims

Patentansprüche:

1. Kathodenstrahlröhre mit einem elektronendurchlässigen Fenster zur Registrierung von Zeichen auf einem vor dem Fenster angeordneten Aufzeichnungsträger, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Vakuumraumes auf dem elektronendurchlässigen Fenster (28) eine aus dielektrischem Material bestehende Platte (34) mit senkrecht auf dem Fenster (28) stehenden Bohrungen (39) angeordnet ist und daß die Bohrungen (39) mit leitenden Belägen (40) zur Steuerung der Elektronendurchlässigkeit versehen sind.

2. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (34) in eine Vielzahl zeichenbildender Elemente aufgegliedert ist, in denen die Bohrungen (39) in Form einer Matrix angeordnet sind.

3. Kathodenstrahlröhre nach Ansprach 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die an gleicher Stelle angeordneten Beläge (40) der ansteuerbaren Bohrungen (39) jedes zeichenbifcfenden Elements (36) parallel geschaltet an eine gemeinsame Steuerleitung (51a bis 57/) angeschlossen sind.

4. Kathodfenstrahilröhre nach Ansprach 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtzahl der Steuerleitungen (51a bis 57/) der Anzahl der Bohrungen (39) eines zeichenbildenden Elements (36) entspricht.

5. Kathodenstrahlröhre nach Ansprach 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vielzahl der zeichenbildbnden Elemente (36) aus übereinanderliegenden Schichten (Teilplatten 34 α bis 34 e) besteht.

In Betracht gezogene Drackschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 589 810.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen