DE1137808B - Elektrostatische Kathodenstrahl-Schreibroehre und Verfahren zu deren Herstellung - Google Patents

Description

DEUTSCHES

PATENTAMT

D27985Vnic/21g

ANMELDETAG: 26. A P R I L 1958

BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UND AUSGABE DER AUSLEGESCHRIFT: 11. OKTOBER 1962

Die Erfindung betrifft eine elektrostatische Kathodenstrahl-Schreibröhre, deren Schirm isoliert voneinander eingebettete Drahtenden zur Erzeugung von Ladungsbildern durch Elektronenstrahlen durchragen.

Bekannte Kathodenstrahl-Schreibröhren besitzen ein Strahlerzeugungssystem zur Erzeugung und Bündelung des Elektronenstrahles, Mittel zur Ablenkung dieses Strahles und meist zusätzliche Elektroden zur weiteren Beschleunigung der Elektronen. Längs des Weges, den der Elektronenstrahl unter dem Einfluß der Ablenkmittel auf dem Schirm der Röhre zurücklegt, sind bei diesen Schreibröhren entsprechend der Anzahl der zu übertragenden Bildpunkte Drahtenden eingebettet, deren innere Enden vom Elektronenstrahl getroffen werden können und deren äußere Enden aus dem Schirm vorragen oder plan mit diesem abschließen. Zur Herstellung einer bleibenden Aufzeichnung wird dabei mit einer senkrecht zu dieser Anordnung von Schreibdrähten verlaufenden Bewegung ein spannungs- oder stromempfindlicher Bildträger vorbeigeführt. Es ist bekannt, diesen Bildträger als metallisierte Folie auszuführen, die auf Kathodenpotential gehalten wird, so daß an den Stellen, die an den vom Kathodenstrahl getroffenen Drähten anliegen, eine Spur eingebrannt wird.

Bei anderen Schreibröhren wird ein dielektrischer Schriftträger zwischen den Schreibdrähten des Schirmes und einer auf Anodenpotential oder einem höheren Potential gehaltenen Außenelektrode vorbeigeführt. Die vom Elektronenstrahl getroffenen Drähte laden sich auf Kathodenpotential auf, und es erfolgt zwischen dieser Elektrode und diesen Drähten eine Entladung, die auf dem Schriftträger eine Spur hinterläßt, wenn die Drähte ein bestimmtes kritisches Potential in bezug auf die Außenelektrode erreicht haben.

Bei solchen dicht nebeneinander angeordneten Schreibdrähten sind die Kapazitäten von Draht zu Draht groß, die Kapazität der Drähte zur Außenelektrode wird jedoch klein. Infolgedessen laden sich, wenn der Elektronenstrahl einen bestimmten Draht trifft und ihn auf Kathodenpotential bringt, die danebenliegenden Drähte und in geringerem Ausmaße alle Drähte auf Kathodenpotential auf, so daß eine Verringerung der Strichschärfe bei der Aufzeichnung eintreten kann.

Diese Aufladung der benachbarten, nicht vom Elektronenstrahl getroffenen Drähte wird verhindert oder auf ein unschädliches Maß vermindert, wenn erfindungsgemäß zwecks Abschirmung zwischen den Schreibdrähten jeweils ein weiterer Draht angeordnet ist und wenn die zusätzlichen Drähte elek-Elektrostatische

Kathodenstrahl-Schreibröhre

und Verfahren zu deren Herstellung

Anmelder:
A. B. Dick Company, Niles, III. (V. St. A.)

Vertreter: Dipl.-Ing. K. A. Brose, Patentanwalt,
Pullach bei München, Wiener Str. 2

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 13. Mai 1957 (Nr. 658 797)

Robert W. Crews und Casper W. Barnes jun.,

Palo Alto, Calif. (V. St. Α.),
sind als Erfinder genannt worden

trisch miteinander verbunden und auf einem festen Potential gehalten sind.

Es ist zwar für elektronische Schaltröhren, bei denen ein bandförmiger Elektronenstrahl unter der Wirkung von Ablenkmitteln mehrere innerhalb der Röhre angeordnete und an beliebigen Stellen der Röhre nach außen geführte Fanganoden abtastet, bekannt, diese Anoden gegenseitig durch einen Käfig abzuschirmen, der die Anoden allseitig mit Ausnahme einer Zutrittsöffnung für den Elektronenstrahl umgibt. Eine solche Maßnahme ist jedoch für Kathodenstrahl-Schreibröhren nicht anwendbar, da hier die Schreibdrähte durch den Schirm nach außen geführt werden müssen und auch in dem Bereich sich nicht gegenseitig kapazitiv beeinflussen dürfen, in dem sie vakuumdicht durch den Schirm durchgeführt werden. Weiter müssen, um eine gute Auflösung des erzeugten Bildes zu erhalten, bei einer Kathodenstrahl-Schreibröhre eine sehr große Anzahl von Schreibdrähten vorhanden sein, so daß schon allein aus Gründen der Herstellungsschwierigkeiten die Anwendung des bekannten Abschirmkäfigs zur Lösung des vorliegenden Problems nicht möglich ist.

Die aus der Stirnseite des Schirmes herausragenden Enden der Schreibdrähte können zwischen einzelnen Stücken aus Isoliermaterial, ζ. B. Glasstücken, ange-

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ordnet sein, und es können ebenfalls die zwischen den Schreibdrähten angeordneten Abschirmdrähte zwischen einzelnen Stücken aus Isoliermaterial, z. B. Glasstücken, befestigt sein. Diese zwischen den Stükken aus Isoliermaterial befestigten Schreib- und Abschirmdrähte können sich in einer schlitzartigen Öffnung einer Stirnplatte aus Metall befinden.

Die Schreib- und Abschirmdrähte können mit gegenseitigem Abstand und in gebogener Form einen

Fig. 5 einen Schnitt durch die Drahtanordnung der Fig. 4 A und 4 B.

röhre ist eine übliche Kathodenstrahlröhre mit Ausnahme des Schirmes. Sie weist daher einen evakuierten Kolben 10 mit einer Kathode 12, einer Steuer

in der folgenden Beschreibung wird die Erfindung an Hand der Zeichnungen beispielsweise erläutert. In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Kathodenstrahl-Schreibröhre mit der beschriebenen Drahtanordnung,

Fig. 2 eine Stirnansicht des Schirmes der Schreibröhre,

Fig. 3 einen Schnitt der Drahtanordnung nach ersten und einen zweiten Glasstab umfassen und un- io Fig. 2,
ter Freilassung der Enden auf einer Seite zwischen Fig. 4 A und 4 B eine andere Ausführungsform

dem zweiten Glasstab und einem dritten Glasstab ein- der Drahtanordnung vor dem Abschleifen und geklemmt sein, wobei der zweite und der dritte Glasstab an der der Außenseite der Röhre zugekehrten
Seite abgeflacht ist, während die Drähte auf der an- 15 In Fig. 1 ist der Querschnitt einer elektrostatischen deren Seite zwischen den ersten und zweiten Glas- Schreibröhre dargestellt. Die elektrostatische Schreibstäben einerseits und einem vierten Glasstab andererseits eingeklemmt sind. Mit den abwechselnd aufeinanderfolgenden Abschirmdrähten können gedruckte
Schaltungsleiter in Verbindung stehen, die an der Un- 20 elektrode 14, einer Anode oder Beschleunigungselekterseite eines Isolierteiles angebracht sind und an trode 16, einer Bündelungsspule 18 und einer Ableneinem die Abschirmdrähte miteinander verbindenden kungsspule 20 auf. Die Kathode 12 ist mit dem nega-Leiter angeschlossen sind, der in Verbindung mit tiven Pol der Stromquelle 22 verbunden. Aus einer einem Kontakt an der Außenseite der Röhre steht. Signalquelle 24 werden Signale dem Intensitätssteuer-

In einer anderen Ausführungsform können die 25 gitter zugeführt. Ablenkungssignale werden der Ab-Schreibdrähte L-förmig gebogen und ihre nach der lenkungsspule von einer Ablenkungssignalquelle 26 Außenseite der Röhre gerichteten Schenkel zwischen
zwei Glasstäben eingeklemmt sein, wobei die zwischen den einzelnen Schreibdrähten angeordneten Abschirmdrähte U-förmige Gestalt aufweisen und einen 30
der Glasstäbe umfassen und an einer Schenkelseite
durch einen Metallstreifen leitend verbunden sein
können.

Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren zur

Herstellung elektrostatischer Kathodenstrahl-Schreib- 35 ende die Außenfläche der Röhre durchragt, die glatt röhren der beschriebenen Art wird zunächst ein erster ist, so daß der dielektrische Schriftträger 34, beispielsweise Papier, äußerst dicht an den Drahtspitzen entlanggeführt werden kann, die in einer Reihe angeordnet sind, um elektrostatische Ladungen aufzu-40 nehmen. Ein Leiter 36 ist mit der Anode verbunden und erstreckt sich entlang der Drahtspitzenreihe im Abstand davon.

Im Betrieb wird der Kathodenstrahl durch die Ablenkmittel abgelenkt, so daß er über die Teile der längs der Kanten verlaufenden Randzonen bedeckt. 45 Drähte streicht, die sich in der Röhre befinden. Ob Darauf wird um den ersten Glasstab und den Me- ein Draht mit Energie versorgt wird oder nicht, wird tallstreifen ein Abschirmdraht mit der gewünschten durch die Intensitätssteuersignale bestimmt, die von Steigung gewickelt. Dann werden die über dem Me- der Signalquelle 24 empfangen werden zu dem Zeittallstreifen befindlichen Abschnitte des Abschirmdrah- punkt, in dem das Elektronenstrahlbündel auf ihn tes mit einem zweiten prismatischen Glasstab abge- 50 gerichtet ist. Wenn daher die Ablenkungssignale und deckt, welcher im wesentlichen die gleiche Breite wie die Intensitätssteuersignale von einer geeigneten Abdie Fläche des ersten Glasstabes aufweist, wonach um tastvorrichtung empfangen werden, wie z. B. einer den ersten und zweiten Glasstab sowie den dazwi- Faksimileeinrichtung oder einer Fernsehkamera, und schenliegenden Metallstreifen ein Schreibdraht so ge- wenn das Schreibpapier 34 mit synchronisierter senkwickelt wird, daß er zwischen den frei liegenden Win- 55 rechter Abtastgeschwindigkeit bewegt wird, so wird düngen des Abschirmdrahtes zu liegen kommt, diese auf das Schreibpapier ein Muster von Ladungen aufjedoch nicht berührt. Gegen diese Anordnung wird gebracht, das, wenn es anschließend entwickelt wird, ein dritter Glasstab gleicher Länge so gespannt, daß unter Verwendung bekannter elektrostatischer Entseine anliegende Fläche gegenüber einer schmalen wicklungsverfahren ein sichtbares Bild der Original-Längsseite des Metallstreifens zu liegen kommt, wor- 60 kopie erzeugt.

auf die Abschnitte der Schreib- und Abschirmdrähte, Bisher wurden alle Drähte 32 in dem Schirm von

die sich an der dem dritten Glasstab abgekehrten den benachbarten Drähten durch das isolierende Glas Seite des ersten und zweiten Glasstabes befinden, und in dem Schirm getrennt. Da die Drähte praktisch pardie Abschnitte des Schreibdrahtes, welche über den allel zueinander sind, ist die Kapazität von Draht zu zweiten Glasstab gewickelt sind, abgeschliffen wer- 6₅ Draht hoch und die Kapazität von Draht zu Erde geden, bis eine Reihe Drahtspitzen zwischen den ein- ring. Wenn daher der Elektronenstrahl einen gegebeander zugekehrten Seiten des ersten und dritten Glas- nen Draht bestreicht und ihn zur Aufladung zum Kastabes entsteht. thodenpotential bringt, was erforderlich ist, damit sich

zugeführt. Über einen Widerstand 28 wird das erforderliche positivere Potential der Anode 16 und der Zentrierspule 18 zugeführt.

Der Schirm weist eine Metallfrontplatte 30 auf, die Anodenpotential hat. In einem Schlitz des Schirmes sind eine Anzahl Drähte 32 isoliert untergebracht. Die Drähte sind voneinander durch ein Material, wie z. B. Glas, getrennt und so eingesetzt, daß ein Draht-

und zweiter Isolier- bzw. Glasstab vollkommen mit Draht umwickelt. Daraufhin werden die entbehrlichen Teile der Drahtwindungen durch Abschleifen entfernt.

Nach einem weiteren Verfahren wird gegen eine Fläche eines prismatischen ersten Glasstabes ein leitender Metallstreifen etwas geringerer Breite gelegt, der diese Fläche mit Ausnahme von zwei schmalen,

der Draht entladen kann, so laden sich alle darauffolgenden Drähte im geringeren Ausmaß zum Kathodenpotential auf infolge der Kopplungskapazität zwischen ihnen. Eine Abschirmung aller Drähte der Anordnung von den Nachbardrähten wird durch Verbindung aller wechselweise aufeinanderfolgenden Drähte 32 erreicht. Dies erfolgt durch die Verbindungsleitung 38. Die Verbindungsleitung 38 wird aus der Röhre zu einem Kontakt 39 herausgeführt. Dieser kann entweder mit der Anode oder vorzugsweise mit dem Widerstand 28 verbunden werden, um diese wechselweise aufeinanderfolgenden Drähte auf einem geeigneten Potential zu halten, wodurch Entladungen zur äußeren Anodenfläche eher als zu einem benachbarten Abschirmdraht erfolgen. Die Abschirmwirkung, die durch diese Anordnung erzielt wird, ermöglicht es, daß jeder Draht durch den Elektronenstrahl elektrisch geändert werden kann, ohne nennenswerte Wirkung auf die Nachbardrähte. Die Kapazität von Draht zu Draht wird dadurch bei den Schreibdrähten gering gemacht. Die Existenz der Abschirmdrähte in der Drahtanordnung ergibt eine geringe Draht-zuDraht-Kopplung der Schreibdrähte und beschränkt dadurch die Entladung auf jene Drähte, die direkt durch den Kathodenstrahl geladen werden. Das Ergebnis ist eine Verbesserung der Schärfe der Schrift.

Fig. 2 ist eine Schnittansicht nach der Linie 2-2, eine Anordnung des verbesserten Schirmes. Sie weist eine Metallplatte auf, die dicht an dem Ende des Kolbens 10 sitzt und in der Mitte einen Schlitz hat, in dem die Drähte 32 angebracht sind. Wie im Schnitt 3-3 in Fig. 3 dargestellt ist, besteht eine Anbringungsart für diese Drähte darin, daß ein Drahtende 33 der Drähte 32 (dasjenige, das aus der Röhre herausragt) zwischen zwei Glasstücken 40, 42 eingeklemmt wird. Das Drahtende erstreckt sich bis zur flachen Fläche 44. Der übrige Draht wird über einen Glasstab 46 gewickelt, und ein anderes Glassegment 48 klemmt die andere Seite oder das andere Ende des Drahtes 32 gegen das Segment 42 und die Stange 46. Ein Isolierteil 50 hat an seiner Unterseite gedruckte Schaltungsleiter 52, die, wie mit den gestrichelten Linien in Fig. 2 dargestellt ist, so weit entfernt voneinander angeordnet sind, daß sie die abwechselnd aufeinanderfolgenden Drähte 32 miteinander verbinden. Der Leiter 38, der alle diese Drähte miteinander verbindet, wird in den Kontakt 39 an der Außenseite der Röhre 10 angeschlossen, von wo eine Verbindung zu der Außenstromquelle hergestellt werden kann.

In Fig. 4 A und 4 B sind Stirn- und Seitenansicht der Anbringung der Schreib- und Schirmdrähte dargestellt zur Erlangung der bevorzugten Anordnung für den Schirm, die im Schnitt in Fig. 5 dargestellt ist. Eine Vierkantstange aus Isoliermaterial, wie z. B. ein Glasstab 60, hat einen leitenden Metallstreifen 62 an einer Seite. Ein Abschirmdraht 64 ist mit der gewünschten Steigung um den Glasstab 60 und den leitenden Metallstreifen 62 gewickelt. Ein zweiter flacher Stab aus Isoliermaterial, der ebenfalls ein Glasstab 66 sein kann, wird gegen die Windungen 64 gebracht und gehalten, die über dem leitenden Metallstreifen liegen, um diese Teile der Windungen zu bedecken. Über das Ganze ist der Schreibdraht 68 in gewünschter Steigung gewickelt, und zwar so, daß seine Windungen zwischen den Windungen des Abschirmdrahtes liegen.

Danach wird der Draht an zwei Seiten weggeschliffen, wie es mit den unterbrochenen Linien dargestellt ist, so daß das in Fig. 5 Dargestellte entsteht. Die Abschirmdrähte haben die Form eines U an der Seite. Die Schreibdrähte haben die Form eines auf dem Kopf stehenden L. Gegen die Seite der Anordnung, wo die Basis des Abschirmdrahtes U besteht, ist mit einer abdichtenden Verbindung ein weiterer Vierkantglasstab 70 angebracht. Die Spitzen der Schreibdrähte befinden sich zwischen den beiden Glasstäben 60 und 70, deren flache Seiten als Schreibfläche dienen. Die Abschirmdrähte in der dargestellten Anordnung schirmen die benachbarten Schreibdrähte ab und sind von den Schreibspitzen der Schreibdrähte fortgebogen, um die Möglichkeit der Entladung zu den Abschirmdrähten an Stelle zu dem dielektrischen Medium zu verringern. Die Glasstabflächen im rechten Winkel zu den Schreibflächen werden dazu benutzt, die Anordnung in der Metallfrontplatte zu halten.

Claims (11)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Elektrostatische Kathodenstrahlschreibröhre, deren Schirm isoliert voneinander eingebettete Drahtenden zur Erzeugung von Ladungsbildern durch Elektronenstrahlen durchragen, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Abschirmung zwischen den Schreibdrähten jeweils ein weiterer Draht angeordnet ist und daß die zusätzlichen Drähte elektrisch miteinander verbunden und auf einem festen Potential gehalten sind.

2. Elektrostatische Kathodenstrahlschreibröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das feste Potential einen Wert zwischen dem des Potentials der Anode und der Kathode hat.

3. Elektrostatische Kathodenstrahlschreibröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aus dem Schirm (30) herausragenden Enden (33) der Schreibdrähte (32; 68) zwischen einzelnen Stücken aus Isoliermaterial, z. B. Glas (40, 42, 46, 48; 60, 66, 70), angeordnet sind.

4. Elektrostatische Kathodenstrahlschreibröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen den Schreibdrähten (32; 68) angeordneten Abschirmdrähte (32; 64) zwischen einzelnen Stücken aus Isoliermaterial, z. B. Glas (40', 42, 46, 48; 60, 66, 70), befestigt sind.

5. Elektrostatische Kathodenstrahlschreibröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen Stücken aus Isoliermaterial (40, 42, 46, 48; 60, 66, 70) befestigten Schreib- und Abschirmdrähte (32, 64, 68) in einer schlitzförmigen Öffnung des aus Metall bestehenden Schirmes (30) angeordnet sind.

6. Elektrostatische Kathodenstrahlschreibröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schreib- und Abschirmdrähte (32) mit gegenseitigem Abstand und in gebogener Form einen ersten Glasstab (46) und einen zweiten Glasstab (42) umfassen und unter Freilassung der Enden (33) auf einer Seite zwischen dem zweiten Glasstab (42) und einem dritten Glasstab (40) eingeklemmt sind und daß die Glasstäbe (40, 42) an ihren der Außenseite der Röhre zugekehrten Seiten abgeflacht sind, während die Drähte (32) auf der anderen Seite zwischen den ersten und zweiten Glasstäben (42, 46) einerseits und einem vierten Glasstab (48) andererseits eingeklemmt sind (Fig. 3).

7. Elektrostatische Kathodenstrahlschreibröhre nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß

an der Unterseite eines Isolierteils (50) gedruckte Schaltungsleiter (52) vorgesehen sind, die in Berührung mit den abwechselnd aufeinanderfolgenden Abschirmdrähten stehen und an einem die Abschirmdrähte miteinander verbindenden Leiter (38) angeschlossen sind, der in Verbindung mit dem Kontakt (39) an der Außenseite der Röhre (10) steht.

8. Elektrostatische Kathodenstrahlschreibröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schreibdrähte (68) L-förmig gebogen sind und daß ihre nach der Außenseite der Röhre gerichteten Schenkel zwischen zwei Glasstäben (60, 70) eingeklemmt sind (Fig. 5).

9. Elektrostatische Kathodenstrahlschreibröhre nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den einzelnen Schreibdrähten (68) U-förmig gestaltete Abschirmdrähte (64) auf einem der Glasstäbe (60) angeordnet sind, deren nach einer Seite liegenden Schenkel durch einen Metallstreifen (62) leitend verbunden sind.

10. Verfahren zur Herstellung elektrostatischer Kathodenstrahlschreibröhren nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster und zweiter Isolier- bzw. Glasstab zunächst vollkommen mit Draht umwickelt und darauf die entbehrlichen Teile der Drahtwindungen durch Abschleifen entfernt werden.

11. Verfahren zur Herstellung elektrostatischer Kathodenstrahlschreibröhren nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 5 und 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß gegen eine Fläche eines prismatischen ersten Glasstabes (60) ein leitender Metallstreifen (62) etwas geringerer Breite gelegt wird, der diese Fläche mit Ausnahme von zwei schmalen, längs der Kanten verlaufenden Randzonen bedeckt, darauf um den ersten Glasstab (60) und den Metallstreifen (62) ein Abschirmdraht (64) mit der gewünschten Steigung gewickelt wird und die über dem Metallstreifen (62) befindlichen Abschnitte des Abschirmdrahtes (64) mit einem zweiten prismatischen Glasstab (66) abgedeckt werden, welcher im wesentlichen die gleiche Breite wie die Fläche des ersten Glasstabes (60) aufweist, wonach um den ersten und zweiten Glasstab (60, 66) sowie den dazwischenliegenden Metallstreifen (62) ein Schreibdraht (68) zwischen den frei liegenden Windungen des Abschirmdrahtes (64) und ohne Berührung mit diesem gewickelt und gegen diese Anordnung dergestalt ein dritter Glasstab (70) gleicher Länge gespannt wird, daß seine anliegende Fläche gegenüber einer schmalen Längsseite des Metallstreifens (62) zu liegen kommt und dann die an der dem dritten Glasstab (70) abgekehrten Seite des ersten und zweiten Glasstabes (60, 66) befindlichen Abschnitte der Drähte (64, 68) und die über den zweiten Glasstab (66) gewickelten Abschnitte des Schreibdrahtes (68) abgeschliffen werden, bis eine Reihe Drahtspitzen zwischen den einander zugekehrten Seiten des ersten und dritten Glasstabes (60,70) entsteht.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 942758;
deutsche Auslegeschrift N 6766 VIIIc/21g
kanntgemacht am 1. 9. 1955).

In Betracht gezogene ältere Patente:
Deutsches Patent Nr. 1054 468.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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