DE1266002B - Registriergeraet - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

GOId

Deutsche KL: 42 d-3/01

Nummer: . 1266 002
Aktenzeichen: S 92055IX b/42 d
Anmeldetag: 15. Juli 1964
Auslegetag: 11. April 1968

Die Erfindung bezieht sich auf Registriergeräte zur Aufzeichnung elektrischer Signale oder in elektrische Signale umgewandelter physikalischer oder sonstiger Meßgrößen, wie z. B. Druck, Temperatur od. dgl., auf einem Aufzeichnungsträger.

Für diese Zwecke sind unter anderem sogenannte Direktschreiber bekannt, bei denen eine Schreibfeder oder ein geheizter Schreibarm der Meßgröße entsprechend gegenüber seiner Ruhestellung ausgelenkt und unter diesem Schreiborgan der Aufzeichnungsträger entlangbewegt wird. Bei Tintenschreibern besteht dieser Aufzeichnungsträger aus einem geeigneten Papierstreifen, und bei den sogenannten Wärmeschreibern ist der Aufzeichnungsträger mit einer Deckschicht versehen, die unter der Einwirkung des geheizten Schreibarmes ihre Beschaffenheit derart ändert, beispielsweise verdampft wird, daß eine sichtbare Schreibspur entsteht. Eine Schwierigkeit dieser Direktschreiber liegt in der Begrenzung des Frequenzbereiches, in dem Signale ohne Verzerrung aufgezeichnet werden können. Hinzu kommen Probleme bei der Konstruktion derartiger Schreiber, weil die Schreibfeder, der Schreibarm oder ein anderes Schreiborgan in Berührung mit dem Aufzeichnungsträger gebracht werden müssen, die notwendigen Ver-Stellkräfte für das Schreiborgan aber möglichst klein sein sollen.

Es ist ferner bereits bekannt, ein elektrisches Signal auf einem Aufzeichnungsträger mittels eines Strahles kleiner Tintentröpfchen aufzuzeichnen, die elektrisch geladen sind und ein elektrisches Ablenkfeld durchlaufen. Bei einem bekannten Gerät dieser Art ist die Ladung der Tröpfchen konstant, und die Ablenkelektroden werden nach Maßgabe des Augenblickswertes des aufzuzeichnenden elektrischen Signals aufgeladen. Dies hat den Nachteil, daß die obere Grenzfrequenz des aufzuzeichnenden Signals durch die Durchlaufzeit der Tröpfchen zwischen den Elektroden begrenzt ist.

Durch die Erfindung wird die Aufgabe gelöst, die obere Grenzfrequenz sowohl gegenüber den bekannten Direktschreibern als auch gegenüber den erwähnten bekannten Registriergeräten, welche zur Aufzeichnung einen Strahl elektrisch geladener und ein elektrostatisches Ablenkfeld durchlaufender feiner Tintentröpfchen verwenden, erheblich zu erhöhen und dadurch die meßwertgetreue Aufzeichnung zu verbessern.

Hierzu wird ein Registriergerät der zuletzt genannten Gattung erfindungsgemäß derart ausgebildet, daß mittels einer vor der Strahldüse im Bereich der Tröpfchenbildung angeordneten Aufladeelektrode eine Registriergerät

Anmelder:

Richard G. Sweet, Palo Alto, Calif. (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. F. Werdermann, Patentanwalt,

2000 Hamburg 13, Innocentiastr. 30

Als Erfinder benannt:

Richard G. Sweet, Palo Alto, Calif. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 31. Juli 1963 (298 996) - -

Aufladung der Tröpfchen nach Maßgabe des Augenblickswertes des aufzuzeichnenden elektrischen Signals erfolgt und daß das elektrische Ablenkfeld konstant ist. Dadurch, daß gegenüber den erwähnten, bereits bekannten Registriergeräten die Funktionen von Tröpfchenladung und Ablenkplattenladung vertauscht sind, die dem jeweiligen Augenblickwert des Signals entsprechende Ladung, also auf die Tröpfchen gebracht und die Ladung der Ablenkelektroden auf einen — jedenfalls während eines mehr oder weniger langen Registrierabschnittes — konstanten Wert gehalten wird, dessen Einstellung natürlich in an sich bekannter Weise auch geändert werden kann, wird erreicht, daß der Frequenzgang des Gerätes von der Durchlaufzeit der Tröpfchen zwischen den Ablenkelektroden unabhängig wird.

Zur Erzeugung einer gleichmäßigen Folge der Flüssigkeitströpfchen kann in bekannter Weise die Schreibflüssigkeit unter Druck einer Düse zugeführt, zur Tropfenbildung ein pulsierendes elektrisches Feld und bei Bedarf zusätzlich ein Gleichspannungspotential vorgesehen werden. Auch kann es zweckmäßig sein, in bekannter Weise Ablenkelektroden in Plattenform zu verwenden und den Schreibflüssigkeitsstrahl senkrecht auf den bewegten Aufzeichnungsträger aufzuspritzen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform eines Registriergerätes gemäß der Erfindung dient ein elektromechanischer Wandler dazu, das die Düse tragende Schreibflüssigkeitsrohr in Schwingungen zu versetzen, deren Frequenz der gewünschten Folgefrequenz der Flüssigkeitströpfchen entspricht. Die Schwingungen lassen sich besonders vorteilhaft durch einen geeignet abgestimmten und angetriebenen elek-

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tromechanischen Wandler, beispielsweise einen Ma- troffen, die in regelmäßigen Abständen den Quergnetostriktionsschwinger, erzeugen. Der unter Druck schnitt des Flüssigkeitsstrahles verändern. Diese aus einer Düse austretende Flüssigkeitsstrahl kann Änderung erf olgt im Rhythmus der natürlichen Folgeauch dadurch in einzelne Tropfen unterteilt werden, frequenz der Tropfenbildung, welche in der Größendaß zwischen einer vor der Düse angeordneten, den 5 Ordnung von 120 000 Tropfen pro Sekunde Hegen Schreibstrahl umfassenden ringförmigen Elektrode kann. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 wer- und der aus leitfähigem Material bestehenden Düse den die periodischen Querschnittsveränderungen des durch eine geeignete Wechselspannung ein radial Flüssigkeitsstrahles durch mechanische Schwingunzum Schreibstrahl gerichtetes pulsierendes elek- gen des Schreibrohres 12 und der Düse 14 hervortrisches Feld erzeugt wird, welches der Schreibstrahl io gerufen. Diese werden durch einen Magnetostriktionsdurchläuft. schwinger 16 in Vibrationen geeigneter Frequenz

Zur Aufladung der einzelnen Flüssigkeitströpfchen versetzt. Die Erregerspule 18 des Schwingungserzeuentsprechend dem jeweiligen Augenblickswert des gers ist an eine nicht dargestellte Wechselstromquelle aufzuzeichnenden elektrischen Signals ist Vorzugs- angeschlossen.

weise eine zylindrische Aufladeelektrode vorgesehen, 15 Die aufzuzeichnenden Signale werden unmittelbar die den Schreibstrahl wenigstens dort umgibt, wo er der Schreibflüssigkeit zugeführt. Diese muß also elekin einzelne Tröfchen aufgelöst wird. Das elektrische irisch leitfähig sein. Die eine Zuleitung 20 von der Signal wird als Spannung einerseits an die Auflade- Signalspannungsquelle ist an das Schreibrohr 12 anelektrode und andererseits an die elektrisch leit- geschlossen, welches entweder aus elektrisch leitfähige Schreibflüssigkeit angeschlossen. 20 fähigem Material besteht oder durch welches die Die zur Erzeugung des praktisch konstanten elek- Leitung 20 hindurchgeführt ist, um in direkten elektrischen Ablenkfeldes dienenden Elektroden können irischen Kontakt mit der im Inneren des Rohres 12 zwei im Abstand voneinander angeordnete, im we- befindlichen Schreibflüssigkeit gebracht zu werden, sentlichen parallel zum Schreibstrahl angeordnete Die andere von der Signalquelle kommende Leitung Plattenelektroden sein, so daß die Hauptrichtung des 25 22 ist an eine rohrförmige Aufladeelektrode 24 annicht ausgelenkten Schreibstrahles in einer Ebene geschlossen, die in F i g. 1 teilweise geschnitten darsenkrecht zu den Feldlinien dieser Ablenkvorrich- gestellt ist. Die Elektrode 24 umgibt den Flüssigkejtstung verläuft. strahl an einer solchen Stelle, daß die eigentliche Die Erfindung und dazugehörige Einzelheiten wer- Bildung getrennter Flüssigkeitströpfchen innerhalb den im folgenden an Hand einiger in den Zeich- 30 des von der Elektrode umgebenen Weges erfolgt, nungen dargestellter Ausführungsbeispiele erläutert. Somit trägt jeder einzelne Flüssigkeitstropfen bei Hierin zeigt seiner Abtrennung vom kontinuierlichen, aus der Fig. 1 eine perspektivische Ansicht der für die Düse 14 heraustretenden Flüssigkeitsstrahl eine elek-Erfmdung wesentlichen Teile einer ersten Ausfüh- irische Ladung, die dem jeweiligen Augenblickswert rungsform des neuen Registriergerätes, 35 des elektrischen Eingangssignals im Augenblick der F i g. 2 und 2 A Schnitte durch gegenüber der Aus- Abtrennung des Tropfens proportional ist. Daher hat fuhrungsform gemäß Fig. 1 abgewandelte Vorrich- jeder Tropfen seine eigene, für ihn charakteristische tungen zur Schreibstrahlerzeugung und -aufladung, Ladung.

Fig. 3 und 4 zueinander senkrecht stehende Die aufgeladenen Tröpfchen werden mit einer

Schnitte einer anderen Ausführungsform des neuen 40 relativ hohen Geschwindigkeit auf die Oberfläche des Registriergerätes, Aufzeichnungsträgers 2 zubewegt. Auf ihrem Weg

F i g. 5 einen seitlichen Schnitt eines dritten Aus- dorthin durchlaufen sie den Raum zwischen zwei führungsbeispieles, elektrostatischen Ablenkplatten 26 und 28, die über

Fig. 6 das Blockschaltbild eines Registriergerätes Leitungen 30 und 32 an eine relativ hohe Gleichnach den Fig. 1 und 3 bis 5, 45 spannung von beispielsweise je 8000 Volt entgegen-

Fig. 7 einen Schnitt durch ein anderes Ausfüh- gesetzter Polarität angeschlossen sind. Hierdurch entrungsbeispiel des neuen Registriergerätes, steht zwischen den Ablenkplatten 26 und 28 ein elek-

Fig. 8 die dazugehörige Draufsicht in Höhe der irisches Feld mit einer Gesamtspannungsdifierenz Linie8-8 der Fig. 7 und von beispielsweise 16 000VoIt an einem Spalt von

Fig. 9 eine der Fig. 8 entsprechende Ansicht 50 etwa 12,7mm Breite. Wenn die einzeln aufgeladenen einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. Tröpfchen dieses elektrische Feld durchlaufen, wer-

Die perspektivische Ansicht gemäß F i g. 1 läßt das den sie von ihrer geraden Flugbahn um einen Betrag Grundprinzip des neuen Registriergerätes erkennen. abgelenkt, der der Größe der Ladung jedes einzelnen Der Aufzeichnungsträger 2 in Form eines Papier- Tröpfchens entspricht. Die Richtung der Ablenkung Streifens wird durch Führungsschienen 4 geführt und 55 hängt von der Polarität der Ladung des Tröpfchens durch eine Antriebsrolle 6 sowie eine zugehörige in bezug auf das elektrische Feld ab. Hierdurch wird Andrückrolle 8 auf der anderen Seite des Aufzeich- der Auftreffpunkt der Tröpfchen auf den Aufzeichnungsträgers in Pfeilrichtung bewegt. Die Schreib- nungsträger im rechten Winkel zu dessen Bewegungsflüssigkeit, z. B. Tinte, wird der Düse unter einem richtung ausgelenkt.

Druck von 2,8 bis 7 kg/cm² über eine Leitung 10 und 60 Da die Ladung auf den Ablenkplatten konstant ein Schreibflüssigkeitsrohr 12 zugeführt. Die Schreib- und das aufzuzeichnende Signal durch die Ladung flüssigkeit tritt in einem Strahl mit einem Durch- jedes einzelnen Tröpfchens gegeben ist, wird der messer von beispielsweise 25,4 μ aus der Düse 14 Frequenzgang des neuen Registriergerätes nicht heraus und hat infolge der Oberflächenspannung der durch die Durchlaufzeit der Tröpfchen zwischen den Schreibflüssigkeit das Bestreben, sich in eine Folge 65 Ablenkplatten begrenzt. Da jedes einzelne Tröpfchen winziger Tröpfchen aufzulösen. Um zu erreichen, eine für dieses Tröpfchen kennzeichnende Ladung daß Tropfen praktisch gleicher Größe und in gleich- aufweist, wird der Frequenzgang des Registriergerätes mäßiger Folge entstehen, sind Vorkehrungen ge- nur durch die Folgefrequenz der Tropfenbildung be-

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grenzt. Die obere Grenzfrequenz des Registrier- Röhrchen 50 der Düse 48 zugeleitet. Das Schreibrohr

gerätes liegt etwa bei der halben Folgefrequenz der 50 und mit diesem die Düse 48 werden durch einen Flüssigkeitströpfchen. Diese Folgefrequenz beträgt magnetostriktiven Antrieb 52 in Schwingungen ver-

bei einer bewährten Ausführungsform der Erfindung setzt. Die Erregerspule 54 dieses Antriebes ist an eine

120 kHz. 5 nicht dargestellte Wechselspannungsquelle ange-

F i g. 2 zeigt Teile eines abgewandelten Registrier- schlossen. Die Frequenz der Vibrationen beträgt ungerätes, bei dem andere Vorkehrungen zur periodi- gefahr 12OkHz. Die Düse ragt in einen durch die sehen Querschnittsveränderung des aus der Düse Wände 56 begrenzten Kanal hinein, der praktisch austretenden Flüssigkeitsstrahles getroffen sind. Da- den gesamten Weg der Schreibflüssigkeit zwischen bei wird davon ausgegangen, daß sowohl die Düse 34 io der Düse 48 und der Oberfläche des Aufzeichnungsais auch die Schreibflüssigkeit 36 elektrisch leitend trägers 58 umfaßt. In dem Kanal sind die beiden sind. Dicht vor der Ausströmöffnung der Düse 34 Ablenkelektroden 60 und 62 vorgesehen. Es ist daumgibt die ringförmige Elektrode 38 den Flüssig- für gesorgt, daß der Luftstrom mit konstanter Gekeitsstrahl 36. Ein Hochfrequenzgenerator 39 ist mit schwindigkeit und laminar durch den Kanal fließt. Hilfe des Übertragers 40 an die Düse 34 und die 15 Um besonders in der Nähe der Düse 48 die laminare Elektrode 38 angeschlossen. Die Frequenz des an- Strömung aufrechtzuerhalten, ist die Ladeelektrode gelegten Signals wird durch die gewünschte Frequenz als stromlinienförmige, hohle Querstrebe 64 ausgeder Tropfenbildung bestimmt. Wenn, wie in F i g. 2 bildet, die den in den Kanal hineinragenden Teil des gezeigt, keine Gleich-Vorspannung vorgesehen ist, Schreibflüssigkeitsrohres 50 und die Düse 48 umgibt, wird die Frequenz des Hochfrequenzgenerators 39 20 In der Vorderkante der Hohlstrebe 64 ist gegenüber, gerade halb so groß gewählt wie die gewünschte der Ausströmöffnung der Düse 48 eine kleine Öff-Folgefrequenz der Flüssigkeitstropfen. nung 66 vorgesehen, durch die der Schreibstrahl hin-

Wird statt dessen, wie in Fig. 2A gezeigt, aus durch auf den Aufzeichnungsträger 58 gerichtet ist.

einer Gleichspannungsquelle 41 eine Gleich-Vorspan- Da verschiedene Elektroden dieses Gerätes dicht an

nung der Hochfrequenz-Erregerspannung des Gene- 25 oder in unmittelbarer Berührung mit der Wand 56

rators 39 überlagert und der Elektrode 38 zugeführt, angeordnet sind und an relativ hohen Spannungen

so ist die Frequenz der Hochfrequenzspannung gleich liegen, besteht die Wand 56 vorteilhaft aus einem

der gewünschten Folgefrequenz der Flüssigkeits- Isoliermaterial, beispielsweise einem geeigneten

tropfen zu wählen. Da die Düse 34 und die Schreib- Kunststoff.

flüssigkeit 36 elektrisch leitend sind, läßt die angelegte 30 Durch den in der gleichen Richtung wie die Tropf Hochfrequenzspannung zwischen dem Flüssigkeits- chen fließenden Luftstrom wird deren Neigung, strahl und der Elektrode 38 ein radial gerichtetes, einen störenden Sog zu erzeugen, in erheblichem Maß pulsierendes elektrostatisches Feld entstehen. Die verringert. Bei einem erfolgreich erprobten Gerät elektrostatischen Kräfte verursachen im Flüssigkeits- dieser Art mit einer Länge des Schreibflüssigkeitsstrahl pulsierende, mechanische Spannungen, die zu 35 Strahles von praktisch 5,8 cm und einer Geschwinden gewünschten periodischen Querschnittsänderun- digkeit der Tröpfchen von etwa 14,5 m pro Sekunde gen im Flüssigkeitsstrahl führen. Auf dem weiteren wurden bei Strömungsgeschwindigkeiten der Luft Weg des Flüssigkeitsstrahles ist die ihn umgebende zwischen 9,65 und 12,2 m pro Sekunde günstige Er-Ladeelektrode 42 angeordnet, die in ihrer Lage und gebnisse erzielt.

Wirkungsweise der Ladeelektrode 24 des in F i g. 1 40 F i g. 5 zeigt entsprechende Teile eines weiteren dargestellten Ausführungsbeispieles entspricht. Die Ausführungsbeispieles des Registriergerätes gemäß aufzuzeichnenden Signale werden bei den Schaltun- der Erfindung, bei dem die Störung durch den turbugen gemäß Fig. 2 und 2A von der Signalquelle44 lenten Sog der Tröpfchen auf andere Weise beseitigt über einen Transformator 46 an die Ladeelektrode 42 ist. Auch hier enthält das Registriergerät eine und die Düse 34 gelegt, wodurch in der an Hand von 45 Schreibflüssigkeitsleitung 70 und eine Düse 68, mit F i g. 1 beschriebenen Weise die jeweilige Aufladung deren Hilfe ein Tröpfchenstrom auf die Oberfläche jedes einzelnen Flüssigkeitstropfens entsprechend dem des Aufzeichnungsträgers 72 gerichtet wird. Ein Augenblickswert des elektrischen Signals erreicht Magnetostriktionsschwinger 74 mit einer Erregerwird, spule 76 versetzt das Schreibflüssigkeitsrohr 70 und

Es hat sich herausgestellt, daß unter bestimmten 50 mit diesem die Düse 68 in Schwingungen, um die Bedingungen unerwünschte Störungen bei der Auf- gewünschten Änderungen des Strömungsquerschnittes zeichnung entstehen, die ihren Grund in dem turbu- des austretenden Flüssigkeitstsrahles zu bewirken und lenten Sog jedes einzelnen Tröpfchens haben, der die damit die Bildung gleich großer Tropfen in gleichnachfolgenden Tröpfchen beeinflußt, wenn sie nach- mäßigen Abständen zu unterstützen. Die Tröpfchen einander auf demselben oder annähernd demselben 55 werden in Abhängigkeit vom Eingangssignal beim Weg zum Aufzeichnungsträger folgen. Ein Registrier- Durchlaufen der zylindrischen Aufladeelektrode 78 gerät, bei dem diese Störungen beseitigt oder zu- aufgeladen, bevor sie zwischen den beiden Ablenkmindest stark vermindert sind, soll nachfolgend unter elektroden 80 hindurchlaufen.
Bezugnahme auf die F i g. 3 und 4 beschrieben wer- Während bei der Ausführungsform gemäß F i g. 3 den. Diese Figuren stellen im rechten Winkel zuein- 60 und 4 die Luftströmung in der Hauptrichtung des ander stehende Schnitte durch die die Tröpfchenfolge Schreibstrahles verlief, ist bei dem in F i g. 5 darerzeugenden und ablenkenden Teile des Gerätes dar. gestellten Ausführungsbeispiel die laminare Luft-Wie man sieht, ist die Relativgeschwindigkeit der strömung im rechten Winkel zur Hauptrichtung und Tröpfchen gegenüber der Umgebungsluft dadurch zur Auslenkung des Schreibstrahles vorgesehen. Er wesentlich herabgesetzt, daß gleichsinnig mit der 65 verläuft also in der Bewegungsrichtung des Aufzeich-Hauptbewegungsrichtung der Tröpfchen ein zusatz- nungsträgers 72. Der Luftstrom wird durch einen von licher Luftstrom eingeführt wird. Wie F i g. 4 er- den Wänden 82 eingeschlossenen Kanal geführt und kennen läßt, wird die Schreibflüssigkeit über ein gerichtet, die vorzugsweise aus einem geeigneten

Kunststoff bestehen. Durch den senkrecht zum Flüs- nisch mit einem elektromechanischen Wandler 106 sigkeitsstrahl gerichteten Luftstrom werden die stö- gekoppelt, der beispielsweise ein Magnetostriktionsrenden Wirbel der Tropfen mit dem Luftstrom weg- schwinger sein kann. Eine Gleichspannungsquelle 108 gespült. Daher kann der Sog des einzelnen Tropfens sorgt für eine geeignete Gleich-Vorspannung für den die Bewegung des nachfolgenden Tropfens nicht be- 5 Wandler 106, so daß dessen Erreger-Weehselspaneinflussen. Die Luftströmung senkrecht zum Flüssig- nung dieselbe Frequenz hat wie die Tropfenfolge, keitsstrahl ruft selbstverständlich ein Durchbiegen Ein Oszillator 110 erzeugt Hochfrequenzschwingundes Flüssigkeitsstrahles in der Strömungsrichtung der gen mit der gewünschten Frequenz, die anschließend Luft hervor, wie dies in der Figur durch die ge- in einem Leistungverstärker 112 verstärkt und dem strichelte Linie angedeutet ist. Da jedoch voraus- io Magnetostriktionsschwinger 106 zugeführt werden, setzungsgemäß alle Tropfen die gleiche Größe haben Wenn beispielsweise 120 000 Flüssigkeitstropfen pro und die Strömungsgeschwindigkeit der Luft konstant Sekunde erzeugt werden sollen, so schwingt der Os- und in allen Teilen des Durchflußquerschnittes gleich zillator auf einer Frequenz von 120 kHz. ist, ist auch die Durchbiegung des Flüssigkeitsstrahles Das aufzuzeichnende Meßsignal wird von einer

konstant und kann beim Eichen des Registriergerätes i₅ Signalquelle 114 geliefert, die beispielsweise ein Meßberücksichtigt werden. Bei einem erfolgreich erprob- wertumformer sein kann, der irgendeine zu überten Registriergerät dieser Art mit einer Länge des wachende physikalische oder sonstige Größe in ein Schreibflüssigkeitsstrahles von etwa 3,18 cm und elektrisches Signal umwandelt. Das Meßsignal wird einer Tröpfchengeschwindigkeit von etwa 25,4 m pro in einem Verstärker 116 verstärkt und erscheint dann Sekunde wurden bei einer Strömungsgeschwindigkeit ao an den Leitungen 118 und 120. Die Leitung 118 ist der Luft von etwa 10,7 m pro Sekunde gute Ergeb- mit der Schreibflüssigkeit in dem Rohr 90 in elek|rinisse erzielt. sehen Kontakt gebracht, im Fall eines Schreibflüss%-

Fig. 6 gibt das Blockschaltbild eines Registrier- keitsrohres aus elektrisch leitfähigem Material an gerätes wieder, wie es zuvor in seinen die Strahl- dieses angeschlossen. Die andere Leitung 120 ist mit erzeugung, -ablenkung und -aufzeichnung betreffen- 25 der Ladeelektrode 122 verbunden. Wie bereits beden Teilen beschrieben wurde. Ein Druckerzeuger schrieben, umgibt die Elektrode 122 den Schreib- 84 sorgt für die Aufrechterhaltung des gewünschten flüssigkeitsstrahl in dem Bereich, wo sich der Strahl Druckes im Schreibflüssigkeitsbehälter 86. Die in eine Folge einzelner Tropfen auflöst. Jeder ein-Schreibflüssigkeit wird durch das Ventil 88 gesteuert, _zelne Tropfen trägt daher eine elektrostatische Lazunächst dem Schreibrohr 90 und dann der Düse 92 30 dung, die eine Funktion des Augenblickswertes des zugeführt. Da die Schreibflüssigkeit unter Druck elektrischen Signals in dem Augenblick ist, wenn sich steht, wird sie aus der Düse 92 auf den Aufzeich- der Tropfen von der zuströmenden Schreibflüssigkeit nungsträger 94 gestrahlt, der mit vorgegebener Ge- trennt.

schwindigkeit in einer Führung 96 entlangbewegt Eine Hochspannungsquelle 124 erzeugt eine konwird. Der Motor 100 treibt die Antriebsrolle 98 an, 35 stante Gleichspannung geeigneter Größe, beispielsdie an der Unterseite des Aufzeichnungsträgers 94 weise von 16 kV, die an die Ablenkelektroden 126 anliegt, auf dessen Oberseite die Andrückrolle 102 gelegt wird, so daß diese auf Potentialen von +8 die senkrecht zur Bewegungsebene des Aufzeich- bzw. — 8 kV gegenüber Erde liegen. Die Elektroden nungsträgers gerichteten, auf diesen einwirkenden 126 sind im Abstand von etwa 12.7 mm zu beiden Kräfte aufnimmt. Der Motor 100 kann erforder- 40 Seiten des Strahles geladener Flüssigkeitstropfen anlichenfalls mit Vorrichtungen zur Geschwindigkeits- geordnet und erzeugen zwischen sich ein elektrisches änderung oder mit einem umschaltbaren Getriebe Feld. Jeder Tropfen, der durch dieses elektrische ausgestattet sein, mit deren Hilfe sich die Geschwin- Feld hindurchläuft, wird entsprechend den Gesetzen digkeit des Aufzeichnungsträgers einstellen läßt. der Bewegung von Ladungsträgern im elektrischen

Wenn das Registriergerät abgeschaltet und für eine 45 Feld von seiner ursprünglichen Flugbahn um einen Weile nicht benutzt wird, soll keine Schreibflüssig- Betrag abgelenkt, der eine Funktion der elektrischen keit in der Düse 92 verbleiben. Da der Innendurch- Ladung des Tropfens ist. Die Richtung der Ablenmesser der Düse in der Größenordnung von 25,4 μ kung hängt von der Polarität der Ladung des Tropliegt, würde in der Düse verbleibende Schreibflüssig- fens ab. Die Polarität und Größe des elektrischen keit austrocknen und die Düse verstopfen. Eine 50 Feldes sind vorgegeben und konstant. Möglichkeit, um die restliche Schreibflüssigkeit aus Um das Auftreten von Störungen im aufgezeich-

der Düse zu entfernen, besteht darin, daß man die neten Signal infolge des von einem Tröpfchen in der Düse mit einem geeigneten Lösungsmittel, beispiels- Flugbahn der nachfolgenden Tröpfchen erzeugten weise Wasser, auswäscht. Hierfür ist ein Spülwasser- Sogs zu verringern, ist eine Druckluftquelle 128 vorbehälter 104 vorgesehen, dessen Inhalt ebenfalls 55 gesehen. Die von diesem Drucklufterzeuger komunter dem Druck des Druckerzeuger 84 steht. mende Luft durchstreicht zunächst ein Störungsgllt-

Das Ventil 88 läßt sich derart verstellen, daß der tungsfilter 130, damit an dessen Ausgang ein lami-Schreibflüssigkeitsstrom vom Behälter 86 zur Düse narer Luftstrom entsteht. Der laminare Luftstrom unterbrochen und durch einen Spülwasserstrom fließt dann durch den die Flugbahn der Schreibaus dem Behälter 104 ersetzt wird. In einer weiteren 60 flüssigkeitstropfen umgebenden Raum. Die Richtung Stellung des Ventils sind beide Behälter 86 und 104 des Luftstromes kann entweder, wie in den Fig. 3 von der Zuleitung 90 zur Düse 92 abgetrennt Das und 4 dargestellt, die gleiche sein wie die der Schreib-Ventil 88 kann getrennte Schließkörper für die Was- flüssigkeitstropfen oder sie kann im rechten Winkel ser- und die Schreibflüssigkeitsleitung enthalten. hierzu verlaufen, wie dies an Hand von F i g. 5 er-

Um das Schreibflüssigkeitsrohr 90 und die Düse 92 65 örtert wurde. Es ist ersichtlich, daß der Luftstrom zwecks Erzielung der gewünschten Querschnittsver- auch in einer Richtung fließen kann, die zwischen änderungen des Schreibstrahles in Schwingungen zu der Richtung der Flüssigkeitstropfen und der hierauf versetzen, ist das Schreibflüssigkeitsrohr 90 mecha- senkrecht stehenden Ebene, also schräg liegt

Claims (1)

1. 9 10

   Ein von den bisher erörterten Ausführungsformen schmutzung des Gerätes ergeben, wenn es eingeschalder Erfindung sich in wesentlichen Merkmalen unter- tet wird, ohne daß ein Aufzeichnungsträger eingelegt scheidendes Registriergerät ist in den F i g. 7 und 8 wurde. Um dies zu vermeiden, ist ein Schreibflüssigdargestellt. Bei dieser Weiterbildung der Erfindung keitssammelring 144 vorhanden, der den Aufzeichist der Aufzeichnungsträger 132 eine relativ breite 5 nungsträger 132 außen umgibt und den freien Raum Fläche, die zumindest im Bereich der Schreibstellung zwischen den beiden Ablenkelektroden 140 und 142 zu einem Zylinder gebogen ist. Geeignete Antriebs- überdeckt. Der Sammelbehälter 144 ist an seinem mittel bewegen den Aufzeichnungsträger in Richtung unteren Ende 146 muldenförmig ausgebildet und der Zylinderachse relativ zum Schreiborgan. Der nimmt darin die bei nicht eingelegtem Aufzeichnungs-Aufzeichnungsträger 132 umgibt die zylindrische io träger eventuell abgestrahlte Schreibflüssigkeit auf. Papierführung 160, die in Ausnehmungen gegenüber- Das in den F i g. 7 und 8 dargestellte Registriergerät liegender Zylinderflächen zwei Andruckrollen 162 zeichnet sich also dadurch aus, daß die Schreibstrahl- und 164 aufweist. Die Andrückrollen werden gegen düse praktisch in der Zylinderachse angeordnet und die Innenseite des zylindrisch gebogenen Aufzeich- radial nach außen gerichtet ist und sich mit konstannungsträgers 132 gedrückt. Zwei Antriebsrollen 166 15 ter Geschwindigkeit um die Achse drehend angetrie- und 168 liegen außerhalb des durch den Aufzeich- ben wird.

   nungsträger 132 gebildeten Zylinders den Andruck- Demgegenüber zeigt F i g. 9 eine weitere Ausführollen 162 und 164 gegenüber, so daß dieser auf der rungsform des neuen Registriergerätes mit um die einen Seite durch das Rollenpaar 166/162 und auf Zylinderachse rotierender Düse, bei der aber die der gegenüberliegenden Zylinderseite durch das RoI- ao Schreibstrahldüse 150 im Abstand von der Zylinderlenpaar 168/164 in Achsrichtung angetrieben wird. achse angeordnet und tangential ihrer Drehrichtung Die beiden Antriebsrollen 166 und 168 werden von um die Achse entgegengerichtet ist. F i g. 9 gibt eine einer gemeinsamen Antriebsvorrichtung, z.B. einem Draufsicht in Achsrichtung entsprechend der Fig. 8 Motor 170, über ein geeignetes Getriebe 172 syn- wieder. Man erkennt, daß die Düse 150 und mit ihr chron angetrieben. Eine andere Möglichkeit zum 25 die Ladeelektrode 152 außerhalb der Mitte des diese Antrieb derartiger Aufzeichnungsträger ist in der beiden Teile tragenden, sich drehenden zylindrischen USA.-Patentschrift 2912 518 beschrieben. Bauteiles angeordnet sind. Dabei ist die Düse 150

   Ein Strahl von Schreibflüssigkeitstropfen strömt rechtwinklig entgegen der durch Pfeil angedeuteten

   aus der Düse 134. In diesem Fall jedoch ist die Düse Drehrichtung des Schreiborgans abgebogen, so daß

   134 zusammen mit zugehörigen Bauteilen, wie durch 30 sie bei ihrer Drehung den Flüssigkeitsstrahl nach

   den aufgebrochenen Zylinder 136 angedeutet, derart hinten abstrahlt. Auch hier sind zwei kreisringförmi-

   gelagert, daß sie um die Achse des durch den Auf- mige Ablenkelektroden 154 vorgesehen. Durch diese

   zeichnungsträger gebildeten Zylinders drehbar ist. Art der Abstrahlung der Schreibflüssigkeit ergibt sich

   Die Schreibflüssigkeitstropfen werden von der Düse der zusätzliche Vorteil, daß die Relativgeschwindig-

   134 durch die zylinderförmige Ladeelektrode 138 35 keit der abgestrahlten Schreibflüssigkeitstropfen groß

   hindurchgestrahlt, die sich zusammen mit der Düse ist gegenüber der Düse, aber klein gegenüber den

   dreht. Die aufgeladenen Tröpfchen fliegen dann zwi- Ablenkelektroden. Hierdurch wird die Ablenkemp-

   schen zwei Ablenkelektroden 140 und 142 hindurch, findlichkeit beträchtlich gesteigert. Auch hier umgibt

   die als flache Ringe ausgebildet sind und im Abstand ein Schreibflüssigkeitssammelbehälter 156 den Auf-

   voneinander und parallel zueinander derart befestigt 40 zeichnungsträger 158, so daß keine Schreibflüssig-

   sind, daß die Flüssigkeitstropfen frei zwischen ihnen keit aus dem Gerät heraustreten und zu Verschmut-

   hindurchfüegen können. zungen führen kann.

   Da die Düse 134 und die zugehörigen Bauteile, Es ist zu bemerken, daß die an Hand der Zeichwie z.B. die Ladeelektrode 138, um die Zylinder- nungen beschriebenen Ausführungsbeispiele des achse rotieren, würde der Schreibstrahl auf dem Auf- 45 neuen Registriergerätes nur als solche zu werten sind zeichnungsträger an sich eine kreisförmige Schreib- und man im Rahmen der Erfindung zahlreiche Abspur hinterlassen. Da jedoch der Aufzeichnungsträger Wandlungen vorsehen kann. Beispielsweise könnte gleichzeitig in Richtung der Achse verschoben wird, man an Stelle eines Magnetostriktionsschwingers ergibt sich bei nicht abgelenktem Schreibstrahl eine auch andere elektromechanische Wandler zur Erschraubenlinienförmige Schreibspur. Die Ablenkung 50 zeugung der Vibrationen der Schreibdüse herander Flüssigkeitstropfen entsprechend dem Augen- ziehen. Die Form und die Antriebsvorrichtung des blickswert des angelegten Signals und der diesem pro- Aufzeichnungsträgers kann entsprechend den jeweiliportionalen Ladung der Tröpfchen erfolgt in einer gen Bedürfnissen verändert werden. Auch andere zur genannten Schraubenlinie senkrechten Richtung, Methoden zur Erzeugung der periodischen Queralso nicht mehr senkrecht zur Bewegungsrichtung des 55 schnittsänderungen des Schreibstrahles und damit zur Aufzeichnungsträgers, wie dies bei den zuvor be- Erzeugung möglichst gleichförmiger Tropfen in schriebenen Ausführungsbeispielen der Fall war. Da gleichmäßiger Folge lassen sich anwenden,
   die Düse 134 sich beim Ausstrahlen der Schreibflüssigkeit um die Zylinderachse dreht, folgt jeder Patentansprüche:
   Tropfen einer Flugbahn, die ein wenig im Winkel 60

   versetzt ist gegenüber der Flugbahn des vorangehen- 1. Registriergerät zum Aufzeichnen eines elek-

   den Tropfens. Die Tröpfchen folgen also einander trischen Signals auf einem Aufzeichnungsträger

   nicht auf derselben Flugbahn, so daß der störende mittels eines Strahles kleiner Tintentröpfchen, die

   Einfluß durch den Sog der voranliegenden Tröpfchen elektrisch geladen sind und ein elektrostatisches

   vermieden wird. 65 Ablenkfeld durchlaufen, dadurch gekenn-

   Die Schreibflüssigkeit wird mit relativ hoher Ge- zeichnet, daß mittels einer vor der Strahldüse

   schwindigkeit aus der rotierenden Düse 134 abge- (14) im Bereich der Tröpfchenbildung angeord-

   strahlt. Daher könnte sich eine beträchtliche Ver- neten Aufladeelektrode (24) eine Aufladung der

   Tröpfchen nach Maßgabe des Augenblickwertes des aufzuzeichnenden elektrischen Signals erfolgt und daß das elektrische Ablenkfeld (26, 28) konstant ist.

   2. Registriergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektromagnetischer Wandler (16, 18) das die Düse (14) tragende Schreibflüssigkeitsrohr (12) in Schwingungen versetzt.

   3. Registriergerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der elektromagnetische Wandler ein an eine Wechselstromquelle geeigneter Frequenz angeschlossener Magnetostriktionsschwinger (16, 18) ist.

   4. Registriergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Aufladung der einzelnen Flüssigkeitströpfchen entsprechend dem Augenblickswert des aufzuzeichnenden elektrischen Signals die Aufladeelektrode (24) den Schreibstrahl wenigstens dort umgibt, wo er in einzelne Tröpfchen aufgelöst wird, und das elektrische Signal als Spannung einerseits an die Aufladeelektrode und andererseits an die elektrisch leitfähige Schreibflüssigkeit angeschlossen ist.

   5. Registriergerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalspannung einerseits an die Aufladeelektrode (24) und andererseits an das Schreibflüssigkeitsrohr (12) angeschlossen ist.

   6. Registriergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Laufraum des Schreibstrahles eine praktisch laminare Luftströmung vorhanden ist.

   7. Registriergerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die laminare Luftströmung in der Hauptrichtung des Schreibstrahles verläuft (Fig.3 und 4).

   8. Registriergerät nach Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die laminare Luftströmung im rechten Winkel zur Hauptrichtung und zur Auslenkung des Schreibstrahles verläuft (Fig. 5).

   9. Registriergerät nach Anspruch 1 oder einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die den Schreibstxahl umgebende Tingoder zylinderförmige Aufladeelektrode (138| und die den Schreibstrahl erzeugende Düse (134), deren Achse radial von der Achse des zwischen zwei kreisförmigen Elektrodenklappen (140,142) verlaufenden Ablenkfeldes weggerichtet ist, um die Achse des Ablenkfeldes drehbar angeordnet sind und daß der Aufzeichnungsträger (132) in Richtung dieser Achse bewegbar und wenigstens teilweise zu einer mit der Achse des Ablenkfeldes koaxialen Zylinderfläche, deren Innenseite als Schreibfläche dient, gewölbt ist (Fig.7 und 8).

   10. Registriergerät nach Ansprach 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schreibstrahldüse (150) im Abstand von der Zylinderachse angeordnet und tangential ihrer Drehrichtung um die Achse entgegengerichtet ist und sich mit konstanter Geschwindigkeit um die Achse drehend angetrieben wird (Fig. 9).

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschrift Nr. 965 519;
   USA.-Patentschrift Nr. 3 060 429.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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