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Thermokopiermaschine
Die Erfindung betrifft eine Thermokopier- maschine zur Reproduktion graphischer Originale auf temperaturempfindlichem Kopierpapier mit einer vorzugsweisen linearen Strahlungsquelle und einem endlosen, einstellbaren, über Walzen geführten Band.
Temperaturempfindliche Kopierpapiere sind allgemein bekannt. Sie sind gekennzeichnet durch eine Schicht oder einen Belag eines Materials, das bei Erhitzung einer sichtbaren Veränderung unterliegt. Das bildliche Original, z. B. ein be- drucktes Blatt Papier, und das Kopierpapier werden aufeinandergelegt und einer Bestrahlung ausgesetzt. Die Bestrahlung wird durch die ge- druckten Schriftzeichen absorbiert und in Wärme verwandelt, wodurch an den Stellen, welche die
Druckzeichen aufweisen, örtliche Temperatur- erhöhungen hervorgerufen werden. Diese Tem- peraturerhöhungen bringen ihrerseits in der temperaturempfindlichen Schicht des Kopier- papiers sichtbare Veränderungen hervor, welche den Druckzeichen des bedruckten Papiers ent- sprechen.
Es sind bereits verschiedene Systeme von Thermokopiermaschinen bekanntgeworden, die aber vor allem für einen automatischen Betrieb nicht völlig befriedigen. Die Strahlungsquelle ist meist innerhalb einer Walze angeordnet, an welche ein zur Reproduktion bestimmtes Original samt dem aufeinanderliegenden temperaturempfindlichen Kopierpapier, durch ein herumgeführtes, endloses Band gedrückt wird. Diese Thermokopiermaschinen haben vor allem auch den Nachteil, dass es bei ihnen leicht zu Über- hitzungen durch die eingeschlossene Strahlungsquelle kommt. Häufig entsprechen auch die verwendeten Einstellvorrichtungen zur Führung der endlosen Bänder nicht den an sie gestellten Anforderungen.
Die Erfindung hat eine Thermokopiermaschine zum Ziel, welche zur raschen und fast völlig automatischen Herstellung besonders klarer, deutlicher Thermokopien von graphischen Vorlagen, z. B. von Maschinschriften, auf temperaturempfindlichem Kopierpapier mit hoher Ge- schwindigkeit geeignet ist. Erreicht wird dies bei ihr dadurch, dass eine Gruppe von Walzen, von denen mindestens eine antreibbar ist, beispiels- weise übereinander angeordnet sind, dass die
Bestrahlungsquelle auf der der mittleren Walze abgewendeten Seite des Bandes liegt, dass eine weitere Walze, die einen Teil einer Einstell- vorrichtung für das endlose Band bildet, vorgesehen ist, dass das endlose Band aus strahlungsdurch- lässigem Material, z.
B. aus Polytetrafluoräthylen besteht, wobei das endlose Band nacheinander über die einzelnen Walzen und zwischen der mittleren Walze sowie der Strahlungsquelle um- läuft, und dass das aufeinanderliegende Kopier- papier und Original in bekannter Weise zwischen dem Band und der mittleren Walze hindurchgeführt wird.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die als Teil der Einstellvorrichtung für das endlose Band vorgesehene Walze in einem verstellbaren Bügel gelagert, welcher eine Lasche trägt, an die eine durch eine Druckfeder belastete Gabel angelenkt ist und der Bügel einerseits mit einer Zugfeder und anderseits mit einer an einer Schnurscheibe eines Motors befestigten Schnur verbunden ist.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden an Hand eines auf der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Dabei zeigt Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Thermokopiervorrichtung und Fig. 2 eine dazugehörige schematische Draufsicht.
Die Thermokopiermaschine gemäss den Fig. l und 2 weist ein biegsames Tragband 10 auf, das auf einer Anzahl von umlaufenden Walzen 11, 12, 13 liegt, die direkt in einem Gestell 14 gelagert sind sowie eine vierte Walze 15, die verstellbar in einem Tragorgan 16 gelagert ist, das ebenfalls von dem Gestell 14 getragen wird. Die untere Walze 13 wird durch einen nicht gezeigten Antrieb in Umlauf gesetzt, der, wie in Fig. 1 angedeutet, mit Hilfe einer Steuerskala 17 gesteuert werden kann. Nach einer besonderen Ausführungsform liegen die Achsen der Walzen 11, 12, 13 in einer
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Ebene, wobei der Durchmesser der mittleren
Walze 12 grösser ist als der Durchmesser der be- nachbarten Walzen 11, 13.
Das verstellbare Tragorgan 16 für die Walze 15 besteht aus einem Hauptbügel 18, welcher eine Lasche 19 aufweist, die in einen kleineren Bügel 20 eingreift und von einem Zapfen 21 festgehalten wird, der als Drehpunkt für den die Walze 15 tragenden Hauptbügel 18 wirkt. Der kleinere Bügel 20 ruht auf einer Achse 22, die drehbar und verschiebbar in dem Gestell 14 gelagert ist und von einer Druckfeder 23, welche zwischen einem Element des Gestells 14 und einem an der Achse 22 befestigten Anschlag 24 sitzt, auf die Walze 15 zu gedrückt wird.
An der einen Seite des Hauptbügels 18 ist eine Zugfeder 25 angebracht, die mit ihrem andern Ende an dem Gestell 14 befestigt ist. An der andern Seite des Hauptbügels 18 ist das eine Ende einer Schnur 26, deren anderes Ende an der Scheibe eines Motors 27 mit konstantem Drehmoment angebracht ist (Fig. 1), befestigt. In Fig. 2 sind die Feder, die Schnur und der Motor der Einfachheit halber weggelassen. Auf dem Gestell 14 sind zwei Anschläge 28, 28'angeordnet, welche die Bewegung des Schenkels des Bügels 18 begrenzen. Wie in Fig. 1 angedeutet, steuert der im Bereich des Randes des biegsamen Bandes 10 angeordnete Schalter 29 den Motor 27. Die Grenzschalter 30 und 30'stellen die Maschine ab, wenn das Band 10 blockiert ist oder ausser Kon- trolle gelangt.
Eine Soffittenlampe 31 mit strichförmigem
Glühfaden ist in einem offenen elliptischen
Reflektor 32 parallel zu der mittleren Walze 12 angeordnet, wobei die offene Seite des Reflektors nahe bei der Walzenoberfläche angeordnet ist.
Der Glühfaden der Lampe 31 ist entlang einer der Brennlinien des im Querschnitt elliptischen Reflektors angeordnet, dessen andere Brennlinie knapp vor der Oberfläche der Walze 12 liegt.
Wie in Fig. 1 angedeutet ist, wird die Lampe von einem Schalter 33 betätigt. Die an dem Schalter 33 angebrachten Kontakthebel 34 und 35 erstrecken sich quer zu einem Eingangskanal 36 bzw. einem Ausgangskanal 37. Diese Kanäle sind wie angedeutet zwischen den Gestellteilen 38, 39 und 40 angeordnet.
Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist wie folgt :
Wenn die Walze 13 betätigt und das Band 10 in Bewegung gesetzt wird, legt man die zu kopierende gedruckte oder maschingeschriebene Seite auf ein geeignetes wärmeempfindliches Kopierpapier und führt diese gemeinsam durch den Eingangskanal 36 in die Maschine ein. Wenn das Blattmaterial den Kontakthebel 34 berührt, werden der Schalter 33 und die Lampe 31 betätigt. Die Lampe wird also eingeschaltet und auf volle Betriebstemperatur gebracht, ehe das Blattmaterial an die Bestrahlungsstelle gelangt. Die Blätter werden zwischen Band 10 und Walze 12 vor die Lampe gezogen, und von dieser kurz intensiv bestrahlt, während sie gleichzeitig fest und glatt durch das Band 10 gegeneinandergedrückt wer- den. Die Blätter treten dann durch den Kanal 37 aus, wobei sie am Kontakthebel 35 angreifen.
Auf diese Weise wird die Lampe 31 so lange betätigt, bis die Papiere den Belichtungspunkt vollständig passiert haben. Die Wegstrecke zwischen den Kontakten 34 und 35 ist nicht länger als die Länge der durch die Maschine bewegten Blätter. Die Vorlage und Reproduktion wird von dem Ausgangskanal 37 entfernt und die Blätter dann getrennt.
Die von der Lampe 31 ausgesendete und von dem Reflektor 32 an der Oberfläche der aus der Vorlage und dem Kopierpapier bestehenden Anordnung konzentrierte Strahlungsenergie wird an der bedruckten Oberfläche der Vorlage verschieden stark absorbiert, so dass ein dem gedruckten Text entsprechendes Wärmemuster entsteht. Dieses Wärmemuster erzeugt dann eine Reproduktion der Vorlage in dem mit ihr in Berührung stehenden wärmeempfindlichen Kopierpapier.
Das wärmeempfindliche Kopierpapier kann an jene Seite der bedruckten Vorlage angelegt werden, die der mit dem zu kopierenden gedruckten Text versehenen Seite gegenüberliegt. Die bedruckte Seite wird dann der Lampe 31 zugekehrt. Dieser "Rückseitendruck" bedingt, dass das auf der bedruckten Seite erzeugte Wärmemuster durch das Papier der bedruckten Vorlage auf das wärmeempfindliche Kopierpapier übertragen wird und dort die Kopie erzeugt. Dieses Verfahren ist daher am wirksamsten bei dünnen und ziemlich stark wärmeleitfähigen Vorlagen, z. B. maschingeschriebener Korrespondenz auf Maschinschreibpapier oder einem andern hochwertigen Papier von mittlerem Gewicht.
Die gedruckte Vorlage kann auch unter dem wärmeempfindlichen Kopierpapier angeordnet werden, wobei die bedruckte Seite an der Rückseite des Kopierpapiers anliegt. Beim Durchgang der Vorlage mit Kopierpapier durch die Maschine ist dann die Vorderseite des Kopierpapiers der Strahlungsquelle zugekehrt. Bei diesem Vorder- seitendruckverfahren"muss das Kopierpapier für die Strahlung durchlässig sein, die dann direkt auf die bedruckte Seite der Vorlage übertragen wird und dort das Wärmemuster erzeugt, welches die Bildung der Reproduktion in dem wärme- empfindlichen Kopierpapier bewirkt.
Infolge der Verschiedenheiten der graphischen Vorlagen, den wärmeempfindlichen Kopierpapieren, der Umgebungstemperatur und der Netzspannung od. dgl. muss die Geschwindigkeit des Vorbeiganges der Papiere an der Strahlungsquelle regelbar sein.
Die Maschine ist daher mit einer Geschwindigkeitsregelung versehen, die in Fig. 1 als ein manuelles Steuerorgan 17 angedeutet ist, mit dem die Geschwindigkeit der Antriebswalze 13 und daher des Bandes 10 nach Bedarf verändert werden kann. Eine Veränderung der Geschwindigkeit ist auch notwendig, wenn sich die Umgebungstemperatur an der Oberfläche der
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sich als für diese Verwendung sehr zweckmässig erwiesen. Derartige Bänder werden vorzugsweise durch Strangpressen des Polymers in Form eines
Schlauches hergestellt, von dem Segmente in
Form des gewünschten endlosen, nahtlosen
Bandes abgetrennt werden können. Es kann auch ein offenes Gewebe wie z. B.
Müllergaze aus Seide verwendet werden, doch stellen die Nahtstellen der aus solchem Material hergestellten Bänder Unstetigkeitsstellen dar, welche die Gleichmässigkeit der Kopie beeinträchtigen. Ausserdem besitzen die Ränder derartiger Bänder meist nicht die zur dauernd wirksamen Betätigung der
Steuerschalter erforderliche Steifigkeit.
Aus vorstehendem geht hervor, dass der Erfolg des beschriebenen Vervielfältigungsverfahrens darauf beruht, dass auf der bedruckten Fläche ein Wärmemuster erzeugt und auf die wärmeempfindliche Fläche übertragen wird, das ein genügend hohes Temperaturnieveau hat, um eine sichtbare Veränderung in dem wärmeempfindlichen Kopierpapier hervorzurufen. Bisher wurde eine sorgfältige Isolation der aus der Vorlage und dem Kopierpapier bestehenden Anordnung zwecks Vermeidung jedes Wärmeverlustes von der besagten Anordnung als eine wesentliche Voraussetzung für eine einwandfreie Reproduktion graphischer Vorlagen nach solchen Verfahren angesehen. Überraschenderweise hat es sich nun erwiesen, dass die Blattanordnung während der Bestrahlung und Bildung der Kopie satt an eine stark wärmeleitende Fläche, z.
B. einer aus poliertem Stahl oder Aluminium bestehenden Walze 13, angehalten werden kann und dabei Kopien er- zeugt werden, die noch klarer und kontrastreicher sind als die bisherigen Kopien. Beispielsweise hat es sich gezeigt, dass eine leichte Verdunkelung der Hintergrundflächen, wie sie bei völliger Isolation der Blattanordnung auftreten kann, jetzt vollständig vermieden wird. Offenbar kann die wärmeleitende Metallwalze von den genannten Flächen so viel Wärme aufnehmen, dass die Temperatur des Kopierpapiers weit unter dem Punkt bleibt, an dem eine Farbveränderung auch nur beginnt. Gleichzeitig bewirkt die intensive Bestrahlung eine Zufuhr einer solchen Wärmemenge zu den wärmeabsorbierenden eingefärbten Textstellen, dass diese auf eine Temperatur erwärmt werden, bei der eine vollständige sichtbare Veränderung des Kopierpapiers erfolgt.
Es ist anzunehmen, dass die Erwärmung auch von der Farbe selbst unterstützt wird, weil diese als Nichtleiter für Wärme wirkt. Von der Theorie abgesehen hat die Beobachtung gezeigt, dass bei Verwendung einer wärmeleitenden Walze 13 oft bessere Reproduktionen erzielt werden als bei Verwendung mit wärmeisolierter Oberfläche. In manchen Fällen ist jedoch auch eine Walze mit herabgesetzter Wärmeleitfähigkeit, z. B. eine mit Kunststoff überzogene oder doppelwandige Metallwalze zweckmässig.
In dem beschriebenen System mit einer Metallwalze 13 ist eine Strahlungswelle erforderlich, die Strahlungsenergie von besonders hoher Intensität
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abgeben kann. Ein System, welches sich als brauchbar erwiesen hat, weist eine Lampe des Typs "T 3" der General Electric Co. auf. Diese Energiequelle besteht aus einer linearen Wendel, die auf geeigneten Abstandsorganen längs der Achse eines durchsichtigen Quarzrohres mit einem Aussendurchmesser von 0, 95 mm angeordnet ist.
Die Wendel hat einen Durchmesser von 1, 07 mm und eine Länge von 254 mm und verbraucht bei 280 V 1350 W, wobei sie eine Farbtemperatur von etwa 28000 K erzeugt. Die Lampe ist so angeordnet, dass sich der Glühfaden an einem Brennpunkt des Querschnittes eines elliptischen
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der wie dargestellt angeordnet ist. Dabei wird eine Bestrahlung erhalten, deren Intensität ausreicht, um in der beschriebenen Vorrichtung und bei Verwendung von Kopierpapier, das auf Temperaturen im Bereich von 90 bis 100 C anspricht, eine klare, deutliche Reproduktion eines ganzen maschingeschriebenen Blattes von 279, mm Länge innerhalb von nur 2 Sekunden zu erhalten.
Es sind auch andere Systeme zur Führung von Bändern bekannt. Das beschriebene und dargestellte System mit einer hin-und hergehenden Kreuzgelenklagerung für eine Steuerwalze hat jedoch eine Anzahl von Vorteilen. Eine Bombierung der Walzen wird vermieden, so dass das Band über seine ganze Breite die gleiche Länge haben kann. Die leichte seitlich hin-und hergehende Bewegung verhindert eine örtliche Abnutzung des Bandes, die sonst durch Oberflächenunregelmässigkeiten der Walzenoberflächen her- vorgerufen werden könnte. Es kommt weniger auf ein genaues Fluchten der Rollen an als in andern Fällen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Thermokopiermaschine zur Reproduktion graphischer Originale auf tcmperaturempfind- lichem Kopierpapier mit einer vorzugsweise linearen Strahlungsquelle und einem endlosen, einstellbaren, über Walzen geführten Band, dadurch gekennzeichnet, dass eine Gruppe von
Walzen , j ! , von denen mindestens eine antreibbar ist, beispielsweise übereinander ange- ordnet sind, dass die Bestrahlungsquelle (31) auf der der mittleren Walze (12) abgewendeten
Seite des Bandes liegt, dass eine weitere Walze (15), die einen Teil einer Einstellvorrichtung für das endlose Band bildet, vorgesehen ist, dass das endlose Band (10) aus strahlungsdurchlässigem Material, z.
B. aus Polytetrafluoräthylen, besteht, wobei das endlose Band nacheinander über die Walzen (11, 13, 15) und zwischen der Walze (12) sowie der Strahlungsquelle (31) umläuft, und dass das aufeinanderliegende Kopierpapier und Original in bekannter Weise zwischen dem Band und der Walze (12) hindurchgeführt wird.