DE1223594B - Einrichtung zur kapazitiven Abtastung von Aufzeichnungstraegern - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

G06k

Deutsche Kl.: -43a-41/03

t\ κι;

5i t.6?

Nummer: 1223 594 ^

Aktenzeichen: J 20575IX c/43 a

Anmeldetag: 23. September 1961

Auslegetag: 25. August 1966

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum kapazitiven Abtasten von Aufzeichnungsträgern, bei der die Abtastkondensatoren aus beiderseits der Aufzeichnungsträgerbahn angeordneten Fühlerelektroden bestehen, deren Dielektrikum durch das Aufzeichnungsträgermaterial bzw. an markierten Aufzeichnungsträgerstellen durch das die Markierungen darstellende Medium, z. B. bei Lochungen durch Luft, gebildet wird, und bei der eine Kontrastregelung mittels aus unmarkierten Aufzeichnungsträgerbereichen gewonnenen Abtastsignalen erfolgt.

Es ist bekannt, die Dicke und/oder die Beschaffenheit von flächenhaften Körpern, wie Papierbahnen, Kunststoff-Folien oder Bändern usw. dadurch zu messen, daß man an gegenüberliegenden Flächen dieser Körper einen Kondensator bildende Elektroden anordnet, dessen Dielektrikum aus dem zu untersuchenden Körper besteht. Dieser Kondensator bildet die Kapazität eines Schwingkreises, der die Frequenz eines HF-Generators bestimmt. Durch Änderungen der Dielektrizitätskonstante des Kondensatordielektrikums, im vorliegenden Fall also durch Änderungen der Dielektrizitätskonstante oder der Dicke des jeweils zwischen den Belägen des Kondensators befindlichen Teils des zu untersuchenden Körpers, wird die Resonanzfrequenz des Schwingkreises und damit die Frequenz der erzeugten HF-Schwingung geändert. Durch Messung dieser Frequenz-Änderungen während des Durchlaufs der zu untersuchenden Folie können Dickenänderungen oder Inhomogenitäten festgestellt werden. Diese Anordnung hat den Nachteil, daß für jede Abfühlstelle ein Generator und ein Frequenzdiskriminator erforderlich sind.

Weiterhin ist es bekannt, Aufzeichnungsträger, auf denen die Aufzeichnungen durch gedruckte oder geschriebene Zeichen markiert sind, kapazitiv abzutasten. Als kapazitiver Fühler dient dabei eine kleine Metallfläche, der eine Metallplatte gegenübersteht. Wird der Aufzeichnungsträger zwischen Fühler und Metallplatte hindurchbewegt, so tritt, abhängig davon, ob sich eine markierte oder eine unmarkierte Stelle unter dem Fühler befindet, eine Kapazitätsänderung auf. Die Kapazitätsänderung kann zur Auswertung herangezogen werden. Es ist auch bereits bekannt, diese Kapazitätsänderungen durch Einwirkung von Hochfrequenzsignalen zu erfassen. Dabei wird der eigentliche Abfühlkreis durch einen Kompensationskreis mit einstellbarer Kapazität nachgebildet. Dadurch kann die Abtasteinrichtung auf die Dielektrizitätskonstante des jeweils verwendeten Materials für den Aufzeichnungsträger optimal eingestellt werden. Diese Einrichtung gestattet aber nicht, eine stän-

Einrichtung zur kapazitiven Abtastung von
Aufzeichnungsträgern

Anmelder:

IBM Deutschland Internationale
Büro-Maschinen Gesellschaft m. b. H.,
Sindelf ingen, Tübinger Allee 49

Als Erfinder benannt:

Dipl.-Ing. Fritz M. Reinhart, Stuttgart

dige, automatisch exakte Einstellung bei unterschiedlicher Qualität und Dicke des Aufzeichnungsträgers und bei veränderlichem Feuchtigkeitsgrad.

Deshalb wurde auch schon eine Einrichtung zum kapazitiven Abtasten von gelochten Aufzeichnungsträgern vorgeschlagen, bei der neben der Abtastung der Lochkanäle aus einer bei Abtastung eines weiteren nicht gelochten Aufzeichnungsträgerkanals auftretenden HF-Spannung durch Demodulation eine Regelspannung gewonnen wird, die die Arbeitspunkte der Auswerteschaltungen derart beeinflußt, daß die bei Abtastung einer Lochung abgegebenen Signale unabhängig von den genannten Einflüssen werden.

An derartige Einrichtungen werden noch höhere Ansprüche, insbesondere hinsichtlich der Abtastsicherheit gestellt, wenn man die Abtastung nictt? nur von Löchern, sondern auch von geschriebenen und gedruckten Markierungen in Betracht zieht. Diese Anforderungen werden von den bekannten und bereits vorgeschlagenen Einrichtungen in vielen Fällen nicht erfüllt.

Gemäß der Erfindung wird deshalb eine Einrichtung zum kapazitiven Abtasten von Aufzeichnungs-

φο trägem vorgeschlagen, bei der jeweils zwei Abtastkondensatoren paarweise an der Aufzeichnungsträgerbahn in unmittelbarer Nachbarschaft voneinander angeordnet sind, von denen jeweils einer auf einen unmarkierten Bereich des abzutastenden Aufzeichnungsträgers einwirkt und als Vergleichskondensator dient, während der andere als Abtastkondensator für eine Markierungsposition wirkt.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des Erfindungsgedankens sind die beiden Kondensatoren eines Kondensatorpaares geometrisch gleich oder ähnlich auszubilden und in zwei gegenphasig gespeisten Zweigen eines Schwingkreises anzuordnen.

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Weiterhin wird für je zwei Spalten der abzutastenden Aufzeichnungsträger jeweils nur ein Kondensatorpaar vorgesehen, dessen Kondensatoren in Vorschubrichtung der Aufzeichnungsträger um einen halben Zeilenabstand gegeneinander versetzt sind, so daß sie abwechselnd als Vergleichs- und als Abfühlkondensatoren wirksam sind.

Diese Maßnahme ist insbesondere bei sogenannten »verschachtelten« Lochungen, bei denen es keine durchgehenden, entlang einer Geraden liegende Bereiche gibt, sehr vorteilhaft, da sie die Anzahl der normalerweise erforderlichen Kondensatoren auf die Hälfte reduziert.

Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht eine sehr hohe Ablesegenauigkeit bei geringer Störanfälligkeit, da selbst bereichsweise auftretende Inhomogenitäten der Aufzeichnungsträger durch die dicht nebeneinander angeordneten, geometrisch ähnlich oder gleich ausgebildeten und vorzugsweise in Brückenschaltung geschalteten Abfühl- und Vergleichskondensatoren unschädlich gemacht werden. Durch die gleiche Maßnahme werden auch mechanische Schwingungen der Abfühlelektroden und Schwankungen der Stromversorgungsanlagen unwirksam gemacht.

Die vorstehend angegebene Lösung ist selbstverständlich nicht nur auf Lochungen beschränkt, sondern kann überall da mit Erfolg angewendet werden, wo Markierungen abzutasten sind, die eine Veränderung der Dielektrizitätskonstante verursachen, was beispielsweise bei Ausbrennungen eines metallischen oder sonstigen Belages, bei Strichen mit einer die Dielektrizitätskonstante des Aufzeichnungsträgers verändernden Tinte od. dgl. der Fall ist.

Die Erfindung wird anschließend an Hand der Figuren näher erläutert. Es zeigt

F i g, 1 das Prinzipschaltbild einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 2 bis 4 schematische Darstellungen verschiedener Lochungsarten und verschiedener Anordnungen der Abtast- und Vergleichskondensatoren.

In F i g. 1 ist 1 ein Hochfrequenzgenerator, der über den Symmetrieübertrager 2 die Beläge 3 bzw. 4 der Kondensatoren 3,5 bzw. 4,6 gegenphasig mit einer HF-Schwingung speist. Die Beläge 5 und 6 der Kondensatoren sind paarweise miteinander und mit einer aus den Dioden 7 und 8 sowie dem Kondensator 9 gebildeten geerdeten Demodulationsschaltung verbunden. Zwischen den Belägen 3 und 5 bzw. 4 und 6 werden die abzutastenden Aufzeichnungsträger hindurchbewegt. Befindet sich kein Aufzeichnungsträger oder ein ungelochter Aufzeichnungsträger zwischen den Elektroden eines Kondensatorpaares, so wird, bedingt durch die gegenphasige Einspeisung der HF-Schwingung, insgesamt keinerlei Energie an die miteinander verbundenen Elektroden 5 und 6 übertragen, so daß an den Ausgangsklemmen 10 der Demodulationsschaltungen keine Signale auftreten. Befindet sich jedoch beispielsweise zwischen den Elektroden 3 und 5 der ungelochte Bereich und zwischen den Elektroden 4 und 6 desselben Kondensatorpaares der gelochte Bereich einer Lochkarte, so werden, bedingt durch die verschiedenen Kapazitäten der beiden Kondensatoren, jeweils unterschiedlich Energiebeträge mit entgegengesetzter Phase an die Elektroden 5 und 6 übertragen, so daß die je Kondensatorpaar übertragene Energie von Null verschieden ist. In diesem Fall tritt an der Ausgangsklemme 10 der betreffenden Demodulatorschaltung ein die Abtastung eines Loches anzeigendes Signal auf.

In F i g. 2 werden durch die großen Kreise im Aufzeichnungsträger vorhandene Lochungen und durch die kleinen schraffierten Kreise die Beläge der Abtastkondensatoren dargestellt. Durch die unterschiedlichen Schraffierungen werden die um jeweils 180° gegeneinander verschobenen Phasenlagen der eingespeisten HF-Schwingung angedeutet. Wie aus den Fig. 2 und 3 zu ersehen ist, wirken die Kondensatoren eines Kondensatorpaares bei der dort dargestellten verschachtelten Lochung abwechselnd als Vergleichs- und als Abtastkondensator. Die Feststellung, von welchem der beiden Kondensatoren das an einer Klemme 10 auftretende Signal herrührt, erfolgt durch die zeitliche Zuordnung dieses Signals zu bestimmten Indexzeiten oder Indexteilzeiten bzw. Impulsen.

In F i g. 4 ist ein Lochungsfeld dargestellt, bei dem je Spalte ein Kondensatorpaar vorgesehen ist. In vielen Fällen kann es zweckmäßig sein, statt den in den Fig. 2 bis 4 dargestellten runden Elektrodenquerschnitten, Elektroden mit rechteckigen oder auch anderen geeigneten Querschnitten zu verwenden.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum kapazitiven Abtasten von Aufzeichnungsträgern, bei der die Abtastkondensatoren aus beiderseits der Aufzeichnungsträgerbahn angeordneten Fühlerelektroden bestehen, deren Dielektrikum durch das Aufzeichnungsträgermaterial bzw. an markierten Aufzeichnungsträgerstellen durch das die Markierungen darstellende Medium, z. B. bei Lochungen durch Luft, gebildet wird, und bei der eine Kontrastregelung mittels aus unmarkierten Aufzeichnungsträgerbereichen gewonnenen Abtastsignalen erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei Abtastkondensatoren paarweise an der Aufzeichnungsträgerbahn in unmittelbarer Nachbarschaft voneinander angeordnet sind, von denen jeweils einer auf einen unmarkierten Bereich des abzutastenden Aufzeichnungsträgers einwirkt und als Vergleichskondensator dient, während der andere als Abtastkondensator für eine Markierungsposition wirkt.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kondensatoren geometrisch gleich oder ähnlich ausgebildet und in zwei gegenphasig gespeisten Zweigen eines Schwingkreises angeordnet sind.

3. Anordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß für je zwei Spalten der abzutastenden Aufzeichnungsträger jeweils nur ein Kondensatorpaar vorgesehen ist, dessen Kondensatoren in Vorschubrichtung der Aufzeichnungsträger um einen halben Zeilenabstand gegeneinander versetzt sind, so daß sie abwechselnd als Vergleichs- und als Abfühlkondensatoren wirksam sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 817 824;
französische Patentschrift Nr. 1181661.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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