DE2342436A1 - Geraet zur elektrostatischen registrierung - Google Patents

Description

PATENTANWALT Qr.jyr.UWE DREISS 7 STUTTGART 1

Biptom-lBgenieur.M.gc. Alexanderstraße 8f)

Telefon (0711)24 da 29 Telegramrnqdresse UDEPAT

Anmelder: Hippo» Elektric Co., Ltd« Datum? 20.8_Q1973

Mein Zeichen: JJi — Amtl. Akt. Z.:

Priorität:

22; August I972

Japan

84 281/1972

Gerät zur elektrostatischen Registrierung

Die Erfindung betrifft ein Gerät zur elektrostatischen Registrierung eines Signals, bei dem fortlaufend nacheinander Entladungen erzeugt werden, an der je eine von mehreren ersten Elektroden beteiligt ist und auf diese Weise eine Abtastung mehrerer Entladungspfade erfolgt, und bei dem ferner mehrere zweite Elektroden jeweils in Nähe der ersten Elektroden angeordnet sind, die eine in sie -während einer Entladung induzierte Spannung aufnehmen und die mit Registrierstiftelektroden verbunden sind, welche linienförmig und in Kontakt mit der Oberfläche eines Registriermediums angeordnet sind, und bei dem die Elektroden, zwischen denen die Gasentladung stattfindet, mit dem zu registrierenden Signal beaufschlagt werden.

Derartige Geräte sind bekannt (DT-OS 2 157 437). Gegenüber den seither verwendeten Registriergeräten, die entweder mechanisch abgetastete Registrierstifte oder elektrostatische Druckröhren verwenden, haben diese Geräte erhebliche Vorteile.

Die mehrere Registrierstifte mechanisch abtastenden Geräte haben den Nachteil, daß ihre Abtastgeschwindigkeit nicht sehr groß ist; sie liegt höchstens in der Größenordnung von 1000 Zeilen/min. Ihre Wartung ist wegen der Notwendigkeit eines häufigen Auswechselns

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der sich drehenden Bürsten, die der Zuteilung der Video-Signale an die verschiedenen Registrierstiftelektroden dienen, sowie der Registrierstiftelektroden selbst, die ebenfalls während des Betriebs leicht abnützen, äußerst schwierig.

Elektrostatische Druckröhren haben zwar an sich eine äußerst hohe Abtastgeschwindigkeit, da zur Abtastung ein elektronenstrahl abgelenkt wird. Der Nachteil ist jedoch in dem durch die spezielle Konstruktion bedingten hohen Kosten zu sehen. Ein weiterer Nachteil liegt darin, daß man hohe Spannungen in der Größenordnung von 15 kV benötigt. Ein weiterer Nachteil liegt darin, daß als Folge des Aufbaues der Schaltung mit geerdeter Anode eine hohe dielektrische Festigkeit der Komponenten der peripheren Schaltausrüstung erforderlich ist. Ferner sind bei der Herstellung der Röhre komplizierte Justiervorgänge, z.B. die exakte Fokussierung des Elektronenstrahls, eine Kompensation zur Erzielung einer einheitlichen Ablenkung usw. notwendig.

Die eingangs erwähnten elektrostatischen Registriergeräte (DT-OS 2 157 437) weisen diese Nachteile nicht auf. Sie nützen vielmehr das Phänomen der Glimmentladung, das man seither für Anzeigevorrichtungen verwendet für eine elektrostatische Registrierung. Dabei wird eine elektrische Ladung, die zur Leitung eines Gases führt, fortlaufend weitergeschaltet, mehrere aufeinander folgende angeordnete Entladungspfade also "abgetastet". Man erreicht auf diese Weise eine außerordentliche Vereinfachung früher verwendeter Vorrichtungen und erhält ein äußerst kompaktes elektrostatisches Registriergerät, das sich durch geringe Herstellungskosten, Einfachheit der Wartung und hohe Abtastgeschwindigkeit auszeichnet.

Aufgäbe der Erfindung ist es, ein derartiges elektrostatisches Gerät derart weiterzubilden, daß das Auftreten der Zerstäubung der Elektroden auf ein Minimum begrenzt wird.

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Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß im Leitungspfad des Entladestroms ein in Abhängigkeit vom Wert des Signals steuerbares Widerstandselement vorgesehen ist.

Dadurch wird der Strom der Gasentladung von der Höhe des Video-Signals selbst abhängig. Lediglich dann, wenn ein bestimmtes Signal registriert wird, wird die zu dieser Registrierung erforderliche vergleichsweise höhere Stromstärke der Gasentladung erzeugt. Während der restlichen Zeit wird die Stromstärke gering gehalten, so daß dementsprechend auch die Zerstäubung der gemeinsamen Elektrode gering gehalten und damit deren Lebensdauer erheblich verlängert wird.

Damit werden die eingangs geschilderten elektrostatischen Registriergeräte weiter verbessert und ihre Vorteile, die in der außerordentlichen strukturellen Kompaktheit infolge der Verwendung bekannter Techniken zur Herstellung integrierter Schaltung und der damit gegebenen Einfachheit, Präzision und Wirtschaftlichkeit der Herstellung liegen, noch wirksamer ausgenutzt.. Die hohe Abtastgeschwindigkeit, die geringen Betriebsspannungen in der Größenordnung von weniger als 1 kg/v, die gleichmäßige Abtastgeschwindigkeit als Folge der Verwendung gleichmäßiger Impulsfolgen für die Abtastung und die Eliminierung der Notwendigkeit komplizierter peripherer Schaltungen können besser und mit erheblich höherer Lebenedauer als seither eingesetzt werden.

Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung tragen zur besseren Ausnutzung und zur weiteren" Verringerung von unerwünschten Nebeneffekten bei.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert. Es stellen dar:

Figur 1 - eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels; Figur 2 - eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels; Figur 3 - eine schematische Darstellung einer Schaltung des ver-

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änderlichen Widerstandselements nach dem Ausführungsbeispiel;

Figur 4 *" eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht des detaillierten Aufbaues eines Ausführungsbeispiels.

Figur 1 zeigt das Registriergerät.· Die hermetisch abgeschlossene Umhüllung 100 enthält ein Edelgas, z.B. Neon, Argon oder Xenon oder eine Mischung dieser Gase unter einem bestimmten Druck. Die Abtastelektroden 111 - 117 usw. sind innerhalb der Umhüllung 100 in regelmäßigen Abständen voneinander und koplanar zueinander angeordnet. Sie dienen der laufenden Fortschaltung von Gasentladungen von einem Entladungspfad zum folgenden und damit zur Durdführung eines "Abtastvorgangs". In der Umhüllung 100 ist ferner eine gemeinsame Elektrode I40 (Anode) gegenüber der Reihe von Abtastelektroden in einem gewissen, mit Rücksicht auf die noch zu beschreibenden Entladungsvorgänge geeignet gewählten Abstand angeordnet. Die Spannungsaufnahmeelektroden 121 - 127 usw. sind ebenfalls koplanar zueinander jeweils in Nähe der Reihe von Abtastelektroden vorgesehen und diesen in einer eins-zu-eins Beziehung zugeordnet.

Mit den Spannungsaufnahmeelektroden 121 - I27 usw. sind, ebenfalls in einer eins-zu-eins Beziehung diesen zugeordnet, Registrierstiftelektroden 131, 132 usw. verbunden. Sie sind aus der Umhüllung 100 herausgeführt und außerhalb derselben in gleichen Abständen voneinander angeordnet und miteinander ausgerichtet. Ihre Enden haben mit einem elektrostatischen Registriermedium 180 im Ausführungsbeispiel mit einem Papierstreifen Kontakt; das Registriermedium wird mit gleichbleibender Geschwindigkeit auf der Gegenelektrode 19P senkrecht zur Zeichnungsebene bewegt.

Eine der Abtastelektrode^ nämlich die Abtastelektrode 111, ist mit der Klemme I61 verbunden, die außerhalb der Umhüllung 100 vorgesehen ist. Weitere drei Gruppen von Abtastelektroden, die jeweils durch' jede dritte Abtastelektrode gebildet werden, also die Abtastelektroden 112, 115, ..„, 113, 116, ..., 114, 117, ._ββ, sind mit den

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Klemmen 162, 163 bzw. I64, die ebenfalls außerhalb der Umhüllung 1OQ vorgesehen sind, verbunden. Die gemeinsame Elektrode I40 ist ebenfalls über einen Anschluß aus der Umhüllung 100 herausgeführt und über einen Strombegrenzungswiderstand I4I und ein veränderliches Widerstandselement I42 mit dem positiven Pol einer Gleichspannungsquelle 143 verbunden, dessen Steuereingang mit der Klemme 144 verbunden ist.

Ein an die Klemme I65 gelangendes Video-Signal wird im Verstärker I45 verstärkt und dann mit negativer Polarität an die Gegenelektrode 190 angelegt. Es gelangt ferner an den Steuereingang 144 des veränderlichen Widerstandselementes I42 und steuert den Widerstandswert desselben in Abhängigkeit von der Größe des Video-Signals.

Mit den Registrierstiftelektroden 13I - 137 usw. sind Ableitwiderstände 151 - I57 usw. verbunden, die ihrerseits gemeinsam an Erde liegen. Sie dienen dazu, unerwünschte Nebenwirkungen von Streukapazitäten zu vermindern, die unvermeidlich zwischen den Registrierstiftelektroden und Erde vorhanden sind.

An die Klemme I61 gelangt nun, wie ersichtlich, ein Startimpuls mit positiver Polarität. An die Klemmen 162, I63 bzw. I64 gelangen Impulsfolgen 172, 173 bzw. 174 mit ebenfalls positiver Polarität.

Soweit das elektrostatische Registriergerät bis jetzt beschrieben worden ist, funktioniert es wie folgt:

Zunächst sei angenommen, der Startimpuls 171 gelange zum Zeitpunkt t. an die Klemme I6I. Dann ist die Spannung der Abtastelektrode gegen Erde gleich Null, während die anderen aufeinanderfolgenden Abtastelektroden 112, 113s e«*» <üe mit den Klemmen 162, I63 und I64 verbunden sind, durch die Impulsfolgen 172, 173 und 174 auf einer Spannung von +V gehalten werden.

Demgemäß besteht lediglich zwischen der Abtastelektrode 111 und

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der gemeinsamen Elektrode 14-0, an der die Gleichspannung von der Gleichspannungsquelle 143 anliegt, die größte Spannungsdifferenz.

Ist diese Spannungsdifferenz größer als die zur Auslösung einer Entladung nötige Spannung, so tritt lediglich, an der Abtastelektrode 111 eine Entladung, nämlich die Startentladung, auf. Die Spannung gegenüber der gemeinsamen Elektrode 140 bleibt auf einem Wert gehalten, der diese Entladung andauern läßt, d.h. auf einem Wert, der gleich der Spannung der Gleichspannungsquelle-143 minus dem durch den Entladestrom bedingten Spannungsabfall am Strombegrenzungswiderstand 141 und am veränderlichen Widerstandselement I42 ist. Solange die Spannungen des Startimpulses I7I bzw. der Impulsfolgen 172, I73, 174 so bleiben, wie sie sind, bleibt auch diese elektrische Entladung so erhalten. In dem die nächstfolgenden Abtastelektroden 112, II3, ... umgebenden Raum verteilen sich nun die durch diese Entladung erzeugten Ionen mit in Richtung auf die folgenden Entladungsräume graduell abnehmender Dichte.

Es war nun bereits bekannt, daß die eine Entladung auslösende Spannung einer Entladungsröhre (Zündspannung) sich bei Vorhandensein ionisierter Gasmoleküle im Entladungsraum vor dem Auftreten einer elektrischen Entladung mit Zunahme der Ionendichte bis auf den Wert verringert, bei dem die Entladung aufrechterhalten werden kann (Haltespannung).

Zum Zeitpunkt to steigt die Spannung des Startimpulses auf +V Volt. Die Potentialdifferenz zwischen der Abtastelektrode 111 und der gemeinsamen Elektrode I40 wird in diesem Augenblick niedriger als die zur Aufrechterhaltung der Entladung an ihr notwendige Haltespannung, und demgemäß hört die Entladung an der Abtastelektrode Hl auf. Zum selben Zeitpunkt werden die mit der Klemme 162 verbundenen Abtastelektroden 112, II5, .··> auf 0 Volt bzw. auf Erdpotential gebracht und gehalten; die Abtastelektroden II3, II4, 1151 H7» ···» die mit den Klemmen I63 bzw. I64 verbunden sind, werden dabei sämtlich auf +V Volt gehalten. Sun hat also jede dritte der Abtastelektroden, nämlich jede der durch die Abtastelektroden 112, 115, ·.<» gebildete

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Gruppe, die gemeinsam mit der Klemme 162 verbunden sind, die maximale Potentialdifferenz gegenüber der gemeinsamen Elektrode 140; sie liegen auf jeweils gleichem" Potentiale Dennoch tritt eine elektrische Entladung lediglich an der Abtastelektrode 112 auf, da die bei einer Entladung auftretende Ionendichte in der Umgebung der Abtastelektrode 122, die am nächsten an der Abtastelektrode 111 angeordnet ist, am größten ist.

Entsprechend wird während jedes WiederholungsZeitraumes nach dem Zeitpunkt t, die Entladung jeweils nacheinander auf die Abtastelektroden 113» 114» ·»· überwechseln, bevor wieder ein Startimpuls 171 an die Abtastelektrode 111 angelegt wird.

Experimente haben nun gezeigt, daß man ein Überwechseln der Entladungen mit einer Abtastgeschwindigkeit von bis max. 5 Mikrosekunden pro Bit erreichen kann. Das entspricht einer rotierenden Abtastgeschwindigkeit von 26 000 U/min bei Abtastung der vollen. Breite eines Jis-B6-Formates (JIS = Japanese Industrial Standard) mit einer Dichte von 4 Zeilen pro Millimeter. Dieser Wert ist im Vergleich mit denjenigen Abtastgeschwindigkeiten, die bei mechanischen Abtastgeräten erreichbar sind, extrem hoch.

Jede der Spannungsaufnahmeelektroden 121 - I27 usw., die jeweils in Nähe einer Abtastelektrode angeordnet sind, nimmt nun infolge der ionischen Leitung, die durch die Entladung an der Stelle im Entladungsraum, an die sie angeordnet ist, herbeigeführt wird, eine Spannung auf (diese Spannungsweise ist näherungsweise dem Kathodenspannungsabfall einer Entladungsröhre proportional),. Diese Spannungen stehen außerhalb der Umhüllung 100 an den Registrierstiftelektroden I3I - I37 usw. zur Verfugung und werden an der Oberfläche des elektrostatischen Mediums 180 wirksam«

Liegt nun ein Video-Signal mit negativer Polarität, synchronisiert mit dem Abtastvorgang und vom Verstärker 145 verstärkt, an der Gegenelektrode 90 an, auf der das Registriermedium 180 mit seiner Rückseite aufliegt und Kontakt hat, dann liegt an derjenigen Stelle des

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Registriermediums 180, an der eine Registrierstiftelektrode angeordnet ist, die mit einer gerade einer Entladung unterliegenden Abtastelektrode zugeordneten Spannungsaufnahmeelektrode verbunden ist, eine Registrierspannung an, die gleich der Differenz der Spannung der Spannungsaufnahmeelektrode und der Spannung des Video-Signals ist· So erhält man ein latentes elektrostatisches Abbild und kann dies mit Hilfe bekannter Verfahren zur Entwicklung und Fixierung wie bei herkömmlicher elektrostatischer Registrierung sichtbar machen bzw, registrieren

Zunächst ging man davon aus, daß Registrierspannungen von 500 - 800 V für Registrierungen hinreichender Dichte und scharfem Kontrast notwendig sind. Bei der elektrostatischen Registrierung, wie sie hier beschrieben worden ist, wird die Registrierspannung demgegenüber um den Betrag geringer, der gleich der von den Spannungsaufnahmeelektroden aufgenommenen Spannung ist; sie ist somit auch erheblich geringer als die Spannung, die man zur Versorgung einer für eine elektrostatische Registrierung verwendeten Elektronenstrahlröhre benötigt.

Versuche haben gezeigt, daß die von den Spannungsaufnahmeelektroden aufgenommenen Spannung in einer Größenordnung von 200 bis 300 V liegt.

Die an einer Registrierstiftelektrode auftretende Spannung lädt gleichzeitig eine Streukapazität auf, die unvermeidbar zwischen der Registrierstiftelektrode und Erde besteht. Die in dieser Streukapazität gespeicherte elektrische Energie entlädt sich mit einer bestimmten Zeitkonstante auch dann noch, wenn die Entladung von der betreffenden Abtastelektrode auf die nächste übergewechselt ist.

Ist die Entladezeitkonstante dieser Streukapazität größer als die Dauer eines Impulses der Impulsfolgen I7I bis 174» so wird dadurch die Auflösung des registrierten Bildes verschlechtert. Die Ableitwiderstände 151 bis I57 usw. dienen dazu, die Zeitkonstante zu ver-

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mindern und so die negativen Auswirkungen der St.reukapazitäten
zu reduzieren.

Die tatsächliche Ausbildung der Spannungsaufnahmeelektroden ist
in perspektivischer Ansicht in Fig. 2 gezeigt. In jeweiliger
eins-zu-eins Zuordnung sind die einer Reihe angeordneten Abtastelektroden 201, .o. und die ebenfalls in einer Reihe angeordneten Spannungsaufnahmeelektroden 203, .·· vorgesehen. Beide Reihen sind auf demselben als Unterlage dienenden Isolationskörper 200- derart angebracht, daß ein Ende jeder Spannungsaufnahmeelektrode sich in eine Kerbe (Ausnehmung) 202 hinein erstreckt, die in einem Ende der zugeordneten Abtastelektrode eingeschnitten ist. Zwischen den jeweiligen Spannungsaufnahmeelektroden und den Abtastelektroden besteht ein kleiner Zwischenraum. Diese Anordnung der Elektroden hat sich als am einfachsten und am wirtschaftlichsten zur Verbesserung des Wirkungsgrades bei der Aufnahme des Raumpotentials durch die
Spannungsaufnahmeelektroden und zur Vereinfachung der Herstellung herausgestellt; mit den bekannten Techniken zur Fotoätzung können gleichzeitig alle Elektroden hergestellt werden.

Nun ist es bei Entladungsröhren bekannt, daß das Bombardement einer als Kathode wirkenden Elektrode durch positive Ionen zu einer darauffolgenden Emmission metallischer Atome von der Kathode in den sie umgebenden Raum (Kathodenzerstäubung) führte Dieses Phänomen führt zur Verschlechterung der dielektrischen Festigkeit des umgebenden Raumes und zum Einschluß von Gasmolekülen in der Oberfläche der
Kathode und aus diesem Grunde irgendwann zur Funktionsunfähigkeit der Vorrichtung-,»

Auch das elektrostatische Registriergerät gemäß der vorliegenden
Erfindung ist keine Ausnahme von dieser Regel; die Abtastelektroden, die Kathoden sind, unterliegen einer Kathodenzerstäubung, die zur Verschlechterung der dielektrischen Festigkeit (Durchschlagsfestigkeit) des umgebenden Raumes in Bezug auf die Spannungsaufnahmeelektrode führt und sich entsprechend auf die Lebensdauer der Vorrichtung
auswirkt.

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Bei Entladungsröhren, z.B. Bildröhren, hat man zur Verringerung der Zerstäubung der Elektroden dem Edelgas in der hermetisch abgeschlossenen Umhüllung gesättigten Quecksilberdampf beigegeben. Auch diese Art der Verringerung der Zerstäubung hat sich bei der vorliegenden Vorrichtung als wirksam herausgestellt.

Es ist nun bereits bekanntgeworden, daß die Zerstäubung mit der dritten Potenz des Entladungsstomes zunimmt (γ. Hatta, "Discharge Tubes", hrsg. von Kindai Kagaku sha_r 1962, S.82, Fig. 3o25). Daher muß, um die Zerstäubung so klein als möglich zu halten, auch der Entladestrom so klein wie möglich gehalten werden.

Experimente mit der Erfindung haben nun gezeigt, daß der Bereich, in dem sich der Entladestrom bei stabilisierter Entladung im Zuge des Durchlaufens mehrerer Entladungspfade, also während des "Abtastvorgangs" bewegt, größenordnungsmäßig zwischen 1 und 5 Milliampere liegt. Das Verhältnis der maximalen zur minimalen Zerstäubung wird in diesem Strombereich (l;5) somit 1:125. Im einzelnen hängt das auch von der Ausgestaltung der Elektroden a-^. Insoweit dieses Problem betroffen ist, sollte die Vorrichtung bei einem Entladestrom von ungefähr 5 Milliampere betrieben werden. Das hat sich für die Spannungsaufnahme als'am besten praktizierbar herausgestellt.

Ein zur Darstellung eines Faksimile-Bildes benutztes Signal hat eine hohe Redudanssj das bedeutet, daß das Verhältnis von schwarzen Signalen zu der gesamten Menge der Signale äußerst gering ist. Bei Abwesenheit eines Video-Signals besteht daher kein Bedürfnis für die Aufnahme einer Spannung durch die Spannungsaufnahmeelektrode. Es wird lediglich das Weiterschalten der Entladung, also der reine Abtastvorgang selbst, benötigtj die Leitung eines Entladungsstromes ist aber nur dann vonnöten, wenn ein Videosignal vorliegt.

Da es sich bei den für eine Faksimile-Wiedergabe benötigten Video-Signalen um binäre Signale handelt, die durch eine logische "1" oder "0" repräsentiert werden, ist es möglich, eine entsprechende Steuerung entsprechend leicht vorzunehmen.

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Diesem Zweck dient das in Fig. 1 gezeigte veränderliche Widerstandselement. Als ein solches Element ist z.B. ,ein Transistor geeignet. Ein Ausführungsbeispiel ist schematisch in Fig. 3 gezeigt.

In Fig. 3 ist die gemeinsame Elektrode (Anode) mit 140 und der Strombegrenzungswiderstand nach Fig. 1 mit I4I bezeichnet. Der Transistor 30I dient als veränderliches Widerstandselement und ist mit dem Strombegrenzungswiderstand I4I im Pfad des Entladestromes in Reihe geschaltet. Dem Transistor 301 ist ein Widerstand 303 parallelgeschaltet. Der Impulstransformator 302 dient dazu, die Quelle 305 cles Video-Signals von der Gleichspannungsquelle I43 zu trennen und an die Basis des Transistors 301 zu führen. 304 ist ein Dämpfungswiderstandj ^>0β schließlich ist ein weiterer, im Basiskreis des Transistors vorgesehener Widerstand.

Ist der Außgang der Quelle 305 des Video-Signals eine logische "0", dann ist der Ausgang der Sekundärwicklung des Impulstransformator gleichermaßen "O"; der Transistor wird abgeschaltet; sein equivalenter innerer Widerstand wird extrem hoch.

Demgemäß wird der Entladestrom durch den Widerstandswert begrenzt, der sich als Summe der Werte des ^n>-rAn^~grenzungswiderstandes I4I und des mit diesem in Reihe liegenden Parallelwiderstandes 303 ergibt. Beide Werte werden so gewählt, daß man den für das Erreichen einer stabilisierten Entladung notwendigen Mindeststrom erhält.

Ist der Ausgang der Quelle 305 eine·logische "1", wird der Transistor eingeschaltet. Der zu ihm parallel liegende Widerstand 303 wird · kurzgeschlossen. Der ^ntladestrom wird lediglich durch den Strombegrenzungswiderstand 141 begrenzt. Dessen Wert sollte daher so gewählt werden, daß man den maximal gewünschten Strom erhält, der an jeder der Registrierstiftelektroden genügend hohe Ausgangsspannung gewährleistet.

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Auf diese Weise kann man den Entladestrom in Abhängigkeit von dem Wert des Video-Signals steuern. Der Entladestrom wird bei "weißen" Signalen gering. Je größer der Anteil der weißen Signale in der gesamten Menge der Signale ist, desto größer ist die Lebensdauer der gesamten Vorrichtung.

Es ist bereits bekannt, daß die Entladung in einer Entladungsröhre dann, wenn der Betriebsstrom zur Aufrechterhaltung einer normalen Glimmentladung auf kleinem Wert bleibt, auch ihrerseits auf einem eingegrenzten Bereich der Oberfläche der Kathode stattfindet. Als derartiger "eingegrenzter" Bereich wird derjenige Bereich bezeichnet, in dem die elektrische Feldintensität den höchsten Wert hat.

Bei der in Fig. 2 gezeigten Ausbildung der Elektroden liegt die gemeinsame Elektrode 205 diesem Bereich der Abtastelektrode 201 gegenüber. Dieser Bereich liegt in einem bestimmten erheblichen Abstand von der gezeigten rechteckigen Ausnehmung 202. Die elektrische Entladung tritt, wenn der Entladestrom klein ist, zwischen der gemeinsamen Elektrode und dem Bereich der Abtastelektrode auf, der genau unterhalb der gemeinsamen Elektrode liegt.

Diese Anordnung trägt außerordentlich dazu bei, die lebensdauerbedingte Verschlechterung der Isolation zwischen den Abtastelektroden und Entspannungsaufnahmeelektroden zu verzögern. Liegt nämlich ein "schwarzes" Video-Signal, d.h. ein Video-Signal in Form einer "1" vor, dann findet die Entladung über der gesamten Oberfläche der Abtastelektrode statt. Das ist der Fall, weil dann der Entladestrom und mit ihm auch der Entladebereich zunimmt bzw. groß ist.

Experimente deuten darauf hin, daß ein Kurzschluß zwischen Abtastelektrode und zugeordneter Spannungsaufnahmeelektrode infolge einer Zerstäubung wirksam dadurch ausgeschlossen werden kann, daß man ihre relative Anordnung zueinander geeignet bestimmt.

In Fig. 4 sind alle Elektroden auf dem Isolationskörper aus Glas

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oder Keramik mit Hilfe bekannter Techniken zur Herstellung integrierter Schaltungen, also durch Verdampfen, Plattierung, Fotoätzung, Maskendruck usw. aufgebracht. Es handelt sich dabei um die Abtastelektroden 411 "bis 417 usw., die jeweils mit einer Ausnehmung an ihrem einen Ende versehen sind, ferner um die Spannungsaufnahmeelektroden 421 bis 427, deren Enden in die Ausnehmungen hineinragen, die Registrierstiftelektroden, die mit den Spannungsaufnahmeelektroden verbunden sind, die Anschlüsse der Klemmen 451 bis 454 und die Leitungen 442 bis 444» mit denen die drei durch jeweils jede dritte Abtastelektrode gebildeten Gruppen untereinander verbunden sind.

Die Abtastelektroden 413, 414, 416» 417» ·»·» die mit den Leitungen 443 und 444 nicht direkt verbunden werden können, sind mit ihnen über Drähte 46I, 462, 463, 4^4» °°· verbunden. Die Anbringung dieser Drähte erfolgt mit Hilfe bekannter Drahtverbindungsverfahrene

In Fig. 4 ist jeweils nur ein Teil der tatsächlich in einem Ausführungsbeispiel verwendeten "Elektroden gezeigt. Die achte und die darauffolgenden Abtajstelektroden, Spannungsaufnahmeelektroden und Registrierstiftelektroden, sowie ferner die fünfte und die darauffolgenden Leitungen sind in der zeichnerischen Darstellung aus Gründen der Übersichtlichkeit fortgelassen.

Es hat sich zur Aufrechterhaltung einer stabilisierten Abtastung der elektrischen Entladungen als wünschenswert herausgestellt, daß der Abstand der Abtastelektroden voneinander gleichmäßig zumindest 0,4 wm beträgt. Der Abstand bzw. die Teilung der aufeinanderfolgenden Registrierstiftelektroden sollte beispielsweise 0,25 mm bei einer Dichte von vier Zeilen/mm betragen, obwohl diese Größen je nach der gewünschten Auflösung beim RegistrierVorgang auch anders sein können. Mit anderen V/orten: Die Teilung der Registrierstiftelektroden wird vor ihrer Ausrichtung in gleichen Abständen auf einer Kante des Isolierkörpers wunschgemäß ermittelt.

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Die Endfläche des Isolierkörpers, an der die Registrierstiftelektroden ausgerichtet und angordnet sind, ist mit geeignetem Winkel gegenüber der Grundfläche des Isolierkörpers abgeschrägt, um einen optimalen Kontakt zwischen den Registrierstiftelektroden und dem elektrostatischen Registriermedium 180 zu gewährleisten.

Auf der Rückfläche des oberen, ebenfalls aus keramischem oder aus Glasmaterial hergestellten und mit einem Absaugröhrchen versehenen Isolierkörpers ist die gemeinsame Elektrode 470 derart angeordnet, daß sie denjenigen Bereichen der Abtastelektroden gegenüberliegt, die gegenüber den Ausnehmungen an diesen um ein gewisses Maß versetzt sind bzw. von diesen einen gewissen Abstand haben. Auf dem oberen Isolierkörper 402 ist ferner die Klemme 46I vorgesehen, über die die gemeinsame Elektrode mit einer Entlade-Leiatungsquelle verbunden werden kann. Die gemeinsame Elektrode 470 und die an ihrem einen Ende angebrachte Klemme 471 sind auf dem oberen Isolierkörper 402 auch wieder mit Hilfe der üblichen Techniken zur Herstellung integrierter Schaltungen aufgebracht, auf die bereits Bezug genommen wurde.

Der obere und der untere Isolierkörper, die voneinander einen gewissen vorbestimmten Abstand haben, werden miteinander mit Hilfe einer geeigneten Dichtmasse, beispielsweise Glas, entlang ihrer Randbereiche 481 und 482 derart verschlossen, daß der Verschluß eine hermetische Abdichtung bildet.

Mit dem Bezugszeichen 490 sind die Ableitwiderstände zur Reduzierung der Wirkung der Streukapazitäten zwischen den Abtastelektroden und Erde bezeichnet. Diese Ableitwiderstände werden durch Aufbringung einer Widerstands schicht auf die Registrierstiftelektroden und durch anschließende Härtung der Schicht ausgebildet. Auf dieser Widerstandsschicht ist eine leitende Schicht, beispielsweise als Elektrode 490 aufgetragen, die die Verbindung mit der Klemme 492 schafft.

Patentansprüche t 409812/0857

Claims (1)

Patentansprüche

1. Gerät zur elektrostatischen Registrierung eines Signals bei fortlaufend nacheinander erfolgenden Entladungen an der je eine von mehreren ersten Elektroden beteiligt ist und auf diese Weise eine Abtastung mehrerer Entladungspfade erfolgt, und bei dem ferner mehrere zweite Elektroden jeweils in Nähe der ersten Elektroden angeordnet sind, die in sie während einer Entladung ■ induzierte Spannung aufnehmen und die mit Registrierstiftelektroden verbunden sind, welche linienförmig und in Kontakt mit der Oberfläche eines Registriermediums angeordnet sind, und bei dem die Elektroden, zwischen denen die Gasentladung stattfindet, mit dem zu registrierenden Signal beaufschlagt werden, dadurch gekenn ζ e i ohne t, daß im Leitungspfad des Entladestroms ein in Abhängigkeit vom Wert des Signals steuerbares veränderliches Widerstandselement (142, 301) vorgesehen ist_o »

2„ Gerät nach Anspruch 1, daduroh"gekennzeichnet, daß das veränderliche Widerstandselement (301) in Reihe mit einem weiteren Widerstand (I4I) und parallel zu einem zweiten weiteren Widerstand (303) geschaltet ist und die durch Ansteuerung mit dem Signal sich einstellenden Werte des veränderlichen Widerstandselementes (301) sich zwischen einem Wert, der klein gegenüber dem zweiten weiteren Widerstand (303) ist und einem Wert, der diesem gegenüber groß ist, verändern.

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5ο Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß derjenige Bereich der gemeinsamen Elektrode (205) t der ^-^er Anordnung der ersten Elektroden (201) gegenüber liegt, einen gewissen räumlichen Abstand von demjenigen Bereich (202) der ersten Elektroden (201) aufweist, an der diese den zweiten Elektroden (203), die zur Aufnahme der Spannung während einer Gasentladung bestimmt sind, gegenüberliegen.

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