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Verfahren und Vorrichtung zur elektronischen Aufzeichnung mit
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einer Kathodenstrahlröhre Die Erfindung betrifft ein Verfahren und
eine Vorrichtung zur elektronischen Aufzeichnung mit einer Kathodenstrahlröhre.
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Auf den Gebieten der Technik, wissenschaftlichen Forschung und in
der Medizin besteht ein großes Interesse an Registriergeräten.
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Es sind z.B. Thermogeräte bekannt, die einen geheizten Schreibzeiger
mit einem wachsbeschichteten Aufzeichnungsträger verwenden. Nachteilig ist bei diesen
Geräten, daß die obere Grenzfrequenz bereits bei 100 Hz liegt und bei mehreren nebeneinanderliegenden
Aufzeichnungssystemen ein Kreuzen zweier Registrierkurven nicht möglich ist, also
erhebliche Aufzeichnungsträgerbreiten benötigt werden.
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Noch langsamer (obere Grenzfrequenz bei50 Hz) sind Tintenschreiber,
die als Schreiber mit Kurvenkoordinaten oder mit höherem Aufwand mit rechtwinkligen
Koordinaten arbeiten.
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Düsenschreiber srbeiten mit Tinte, die auf das Papier gespritzt wird.
Diese Schreiber erreichen zwar eine höhere Grenzfrequenz, z.B. 600 Hz, weisen Jedoch
Farbnebel bei Kreuzungen zweier Strahlen auf und erfordern eine sehr sorgfaltige
Justage und erheblichen Pflegeaufwand.
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Ein anderes bekanntes System arbeitet mit kammähnlichen Elektroden,
die elektrostatische Ladungen auf ein Spezialpapier bringen. Nachteilig ist dabei
die treppenförmige Aufzeichnung.
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Ein weiteres bekanntes System arbeitet mit einem Lichtstrahl aus einer
Xenonlampe, der über ein Spiegelgalvanometer auf selbstentwickelndes W-Papier gelenkt
wird. Die hiermit erzielte obere Grenzfrequenz beträgt zwar etwa 10 kHz, das optische
System ist jedoch sehr kompliziert und das Registriermaterial teuer.
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Die Verwendung einer Laufbildkamera ermöglicht zwar die Registrierung
noch höherer Frequenzen, bedingt aber einen hohen Aufwand an Mechanik und Optik.
Besonders nachteilig ist der zeitaufwendige Entwicklungsvorgang des teuren Registrierpapiers.
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Aufgabe der Erfindung ist, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur
elektronischen Aufzeichnung und direkten Abbildung von auf Eathodenstrahlröhren
darstellbaren Vorgängen zu beschreiben, die sowohl. im Hinblick auf die obere Grenzfrequenz
als auch die einfache Handhabung und Bedíenun. und die wirtschaftlichen Betriebskosten
den bekannten Registrierverfahren und Vorrichunten wesentlich überlegen sind.
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Die gestellte Aufgabe wird bei Jem erfindungsgemnßen Verfahren zur
elektrostatischen AufzeIchnung mit einer Kathodenstrahlröhre dadurch gelöst, daß
ein Aufzeichnungsträger mit einer optoelektrisch sensiblen Schicht nach Aufladung
in einer an sich bekannten Xoronastation eng anliegend am planen Schirm einer Kathodenstrahlröhre
mit Fiberoptik zur Erzeugung eines latenten elektrostatischen Ladungsbildes vorbeigeführt
und einer Entwicklerstation zugeführt wird.
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Die Merkmale der Vorrichtung zur Durchfiihrung des Verfahrens sind
in den Patentansprüchen im einzelnen aufgefahrt.
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Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. der Vorrichtung
gegenber dem bekannten Stand der technik sind: Die hohe Aufzeichnungsfrequenz (obere
Grenzfrequenz über 10 kHz), Aufzeichnung von bis zu 8 Kanälen, deren Kurvenzug sich
überschneiden können, quasi Sofortdarstellungder Registrierung (Verzögerung kleiner
als 1 Sekunde), getriebeloser Papierantrieb, Registrierung ohne Einsatz bewegter
Teile wie Galvanometer oder Schreibzeiger, linearer Frequenzgang, einfacher mechanischer
Aufbau und einfache Bedienung und Pflege des Gerts, wirtschaftlicher Betrieb durch
geringe Papierkosten (ca. 1/3 der vergleichbaren Fotopapier- bzw. W-Papir-osten),
weitgehend
geschwindigkeitsunabhängige Strichstärke der Registrierung auch bei schnellen Spikes
durch Helligkeitssteuerung entsprechend der Schreibgeschwindigkeit.
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Einzelbild- oder Laufbildaufzeichnung ist wahlbar.
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Einzelheiten des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. der Vorrichtung
werden nun an Hand der Zeichnungen ausführlich erläutert.
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Es zeigen: Fig. 1 eine ++bersichtsskizze mit Blockschaltbild, Fig.
2 eine schematische Schnittzeichnung und Fig. 3 eine perspektivische Ansicht der
Vorrichtung mit abgenommenem Gehäuse und geöffneter Klapptür.
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Der Papiervorrat 1 (Fig.1 und 2) wird als lose Rolle in den Papiervorratsbehälter
2 (Fig.3) der aus der Frontplatte 4 der Vorrichtung herausklappbaren Klapptür 6
eingelegt. Der Papiervorratsbehälter weist seitlich einen Kontrollschlitz 8 auf,
der bei geschlossener Klapptür eine tberwachung des Papiervorrats ermöglicht. An
der Innenseite der Klapptür 6 ist unten eine erste Umlenkrolle 10 (Fig.2) für das
Registrierpapier 12 so angeordnet, daß das Registrierpapier im günstigen Abstand
an einem Koronarohr 14 vorbeigeführt wird. Die erste Umlenkrolle 10 besteht aus
Metall, damit die vom dünnen Sprühdraht 16 abgesprühte negative Ladung vom Registrierpapier
aufgenommen werden kann.
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Der Sprühdraht 16 des Koronarohrs 14 ist an eine negative Spannungsquelle
angeschlossen, welche von der Papiergeschwindigkeit gesteuert wird.
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Das Registrierpapier wird nun unmittelbar anliegend am planen
Schirm
13 einer Eathodenstrahlrshre 2 mit Fiberoptik 22 vorbeigefWhrt und lauft über eine
zweite unmittelbar über dem Schirm 13 lose im Gestellinnern gelagerte zweite Umlenkrolle
24 aus Isoliermaterial zur Entwicklerstation 26.
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Im oberen Bereich der Klapptür 6 (Fig. 2 und Fig. 3) ist eine Antriebswalze
30 mit einem Antriebszahnrad 32 so gelagert, daß bei geschlossener Klapptür 6 das
Antriebszahnrad 32 (Fig. 3) mit dem vom Motor 34 angetriebenen und im Gehause gelagerten
Zahnrad 36 in Eingriff kommt. Eine Andruckrolle 38 ist auf einer schwenkbaren Achse
40 lose gelagert und so angeordnet, daß durch ihre schwenkbare Lagerung eine Rastwirkung
auf die Klapptür 6 beim Schließen ausgeübt wird.
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Die Entwicklung erfogt durch Aufsprühen einer Tonerflüssigkeit mittels
eines Sprührohrs 28 (Fig. 2), das schräg unterhalb einer geriffelten, lose gelagerten
Entwicklerwalze 42 aus Kunststoff oder Gummi innerhalb eines weitgehend geschlossenen
Entwicklerbehalters 44 mit Spriihrichtung gegen die Entwicklerwalze 42 angeordnet
ist. Ein Toner-Kapillarblech 46, das sich wie das Sprührohr 28 und die Entwicklerwalze
42 über die gesamte Breite des Registrierpapiers erstreckt, ist im unteren Teil
des Entwicklerbehlters 44 schwenkbar gelagert und liegt mit seiner freien Kante
etwa tangential an er Entwicklerwalze 42 an, um einerseits die Verteilung der Entwicklerflüssigkeit
auf der Entwicklerwalze auszugleichen un andererseits ein Austreten der versprühten
Tonerflüssigkeit aus iem Entwicklerbehälter bei fehlendem Registrierpapier zu verhin.1ern.
Unmittelbar hinter
der Entwicklerwalze 42 ist ein Tonerabstreifer
48 aus Weichgummi oder Schaumstoff angeordnet, der als einseitig gelagertes Wischblatt
mit leichtem Andruck über die gesamte Breite des Registrierpapiers überschüssige
Tonerilüssigkeit vom Registrierpapier abnimmt.
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Das Registrierpapier wird nach dem Ableiten der überschüssigen Tonerflüssigkeit
durch den Tonerabstreifer 48 um die Antriebswalze 30 geführt, die mit der Andruckrolle
38 ein Quetschwalzenpaar bildet, das die restliche noch im Registrierpapier vorhandene
Tonerflüssigkeit weitgehend herauspreßt, so daß das entwickelte und zugleich fixierte
Registrierpapier praktisch trocken aus dem Ausgabefenster 4-3 der glappptür austritt
Das Registrierpapier ist lichtbeständig, wisch- und kratzfest und kann sofort nach
dem Austritt mit Bleistift, Kugelschreiber, Faserschreiber oder Tusche beschriftet
werden.
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Eine von einem Pumpenmotor 50 angetriebene Toner-Pumpe 52 fördert
die Tonerflüssigkeit über eine Ansaugleitung 54 aus einem Tonerbehälter 56 durch
die Druckleitung 58 zum Sprührohr 28.
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Die von der Entwicklerwalze 42, dem Toner-Kapillarblech 46 und dem
Tonerabstreifer 48 ablaufende Tonerflüssigkeit sammelt sich am Boden des Entwicklerbehälters
44 und wird über eine Abfluleitung o0 zum lonerbehalter 56 zurWickgef;ihrt. Der
Tonerbehalter 5r besteht aus durchsichtigem Eunststoff un ist in einem an der Frontplatte
4 der Vorrichtun. angeordneten Einschub s2 (Fig. 3) untergebracht. Im Frontplattenteil
des Einschubs 62 ist ein Kontrollschlitz 64 zur Beobachtung des F;illstandes
des
Tonerbehälters 5 angeordnet.
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Das Einlegen des Registrierpapiers ist sehr einfach: Die Registrierpapierrolle
wird in den Papiervorratsbehälter 2 der geöffneten Klapptür 6 (Fig. 3) eingelegt,
das Registrierppierende unter der ersten Umlenkrolle 10 hindurch, über das Antriebsrad
32 hinweg und durch das Ausgabefenster nach unten ein Stück herausgezogen. Beim
Schließen der Klapptür 6 wird das Registrierpapier durch die erste Umlenkrolle 10
in der günstigsten Entfernung am Koronarohr und plan anliegend an der Fiberoptik
22 der Kathodenstrahlröhre 20 vorbeigeführt und durch das ausladend an der Klapptür
montierte Antriebsrad 32 über die zweite Umlenkrolle 24 und die Entwicklerwalze
geleitet.
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Die Vorrichtung ist vorgesehen zur Registrierung von z.B. bis zu 8
Eingangsignalen, die über entsprechende Signalverstärker 65 (Fig. 1), einen taktgesteuerten
Chopper 66, einen Y-Verstärker 67 den Y-Platten der Kathodenstrahlröhre zugeführt
werden.
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Bei Laufbild-Registrierung erhalten die X-Platten das Y-Signal, wahrend
sie bei Einzelbilddarstellung über einen X-Verstarker 68 an einen Zeitbasisgenerator
70 angeschlossen sind. Da die Schwärzung des mit Zinkoxyd beschichteten Registrierpapiers
proportional der Lichtintensit-a.t und umgekehrt proportional der Schreibgeschwindigkeit
erfolgt, sorgt eine Helligkeitssteuerung ;2, die vom Schreibgeschwindigkeits-Sensor
44 geregelt wird, fr eine lineare Anpassung des Strahlstroms der Kathodenstrahlröhre
an die Schreiheschwinieit. Diese Helligkeitssteuerung, die die Aufseichnung er steil
ansteigenden
Phasen schneller Spikes sicherstellt, ist zugleich
ein optimaler Phosphorschutz. Der Schreibgeschwindigkeitssensor 74 erhält die Eingangssignale
vom Chopper 66, das X-Signal vom X-Verstarker 68 und eine der eingestellten Papiergeschwindigkeit
proportionale Spannung von der Motorelektronik 9,um daraus die Vektorsumme der Geschwindigkeitsbeträge
zu bilden.
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Für den Betrieb mit Einzelbildaufzeichnung ist ein Schritt-Taktgeber
75 zur Steuerung des Motors 34 vorgesehen.
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Zwischen der zweiten Umlenkrolle 24 und der Fiberoptik 22 der Kathodenstrahlröhre
ist ein Zeitliniengeber 76 und ein Numerator 78 angeordnet. Es ist weiter zweckmäßig,
im Papiervorratsbehalter 2 eine Papierbremse (nicht dargestellt) anzuordnen, um
zu verhindern, daß sich nach Abschalten eines schnellen Papiervorschubs Schlaufen
oder Papierstauungen vor der Fiberoptik bilden, was zu unscharfen Abbildungen führen
würde.
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Die durch das Registrierpapier frei angetriebene Entwicklerwalze 42
hat den besonderen Vorteil, daß die Zufuhr der Tonerflüssigkeit der Papiergeschwindigkeit
angepaßt ist. Je schneller die Papiergeschwindigkeit ist, desto mehr Tonerflüssigkeit
wird zur Entwicklung herangeführt.
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Durch die Fiberoptik der Eathodenstrahlrnhre ist sichergestellt, daS
alles verfügbare Licht auch wirklich die lichtempfindliche Schicht erreicht und
eine scharfe, lichthoffreie Abbildung auf dem Registrierpapier erfolgt. Zwecks maximaler
Lichtausbeute
wird ein mit Zinkoxyd beschichtetes Registrierpapier
verwendet, das speziell sensibel für das Lichtspektrum des Lichtstrahls der Kathodenstrahlröhre
ist. Aus dem Umstand, daß eine Fiberoptik eine 5- bis 100-fache Lichtausbeute gegenüber
normalen Kathodenstrahlröhren mit Photoregistrierung liefert, ergibt sich die Überlegenheit
der erfindungsgemäßen Vorrichtung gegenüber dem Stand der Technik.
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- Patentansprüche -