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Thermo-Kopiermaschine
Die Erfindung bezieht sich auf eine Thermo-Kopiermaschine zur Reproduktion graphischer Originale auf temperaturempfindlichem Kopierpapier, wobei eine aus einer mit einem Strahlungsenergie absorbie- renden Muster versehene Vorlage und einem temperaturempfindlichen Kopierblatt bestehende Einlage zwischen einer Walze und einem Infrarotstrahlen durchlassende Hohlzylinder, an einer parallel zur Wal- i ze angeordneten linearen Strahlungsquelle vorbei bewegbar ist und der Hohlzylinder zwischen der Walze und der Strahlungsquelle liegt.
Kopiermaschinen, die einen rotierenden lichtdurchlässigen Zylinder mit einer darin untergebrachten
Lichtquelle aufweisen, welche entlang der Längsachse dieses Zylinders bewegt wird, um eine verbesserte
Einheitlichkeit der Beleuchtung zu erzielen, und die mit einer Kupplungsvorrichtung versehen sind, um die Rotationsgeschwindigkeit des Zylinders mit der Lichtquelle zu koordinieren, sind in verschiedenen
Ausführungen bekannt und werden durchwegs in der Photographie verwendet.
Thermo-Kopiermaschinen der erwähnten Art konnten jedoch vor allem deshalb nicht befriedigen, weil ihre Masse sowie ihr Gewicht zu gross waren und weil auch ihr Wirkungsgrad zu wünschen übrig liess.
Ziel der Erfindung ist nun eine verbesserte Thermo-Kopiermaschine, deren Gewicht und Masse etwa denen einer transportablen Schreibmaschine gleichkommen und die auch einen besseren Wirkungsgrad als die bekannten Maschinen aufweist.
Erreicht wird dies erfindungsgemäss dadurch, dass innerhalb des Hohlzylinders die Strahlungsquelle zur Walze hin und von dieser weg bewegbar angeordnet ist. Nach einem Merkmal der Erfindung kann die
Strahlungsquelle zwischen zwei Schwinghebeln angeordnet sein, deren Bewegung vom Antrieb der Ma- schine abgeleitet wird und im Einfuhrkanal können Drahtbügel vorgesehen sein, die einen Schalter zum
Ein-und Ausschalten des Antriebes betätigen.
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Deckel und teilweise weggebrochenen Teilen, Fig. 2 einen vertikalen Schnitt durch die Maschine nach der Linie II-II der Fig. l, Fig. 3 eine perspektivische Darstellung eines Teiles der Maschine, der über einen Steuerknopf gesteuert wird und Fig. 4 im vergrösserten Massstab einen Querschnitt durch die Lampe und den Reflektor.
Die in den Fig. 1 und 2 veranschaulichte, verbesserte Thermo-Kopiermaschine besitzt eine rechteckige Grundplatte und einen rechteckigen abnehmbaren Deckel 11 (Fig. 2). Auf der Grundplatte ist ein Rahmen mit Seitenwänden 13 und 14, einer Hinterwand 15 und mit Vorder-und Oberwand 16 bzw. 17 versehen, die Öffnungen aufweist.
In den Rahmenseitenwänden 13 und 14 ist in entsprechenden Lagern eine Gegendruckwalze 18 befestigt, die aus einem Metallstab 19 und einer darauf befestigten dicken zylindrischen Hülse 20 aus sehr weichem federelastischem Material, beispielsweise sehr weichem Gummi besteht. In Lagern in den Rahmenseitenwänden 13 und 14 sitzen auch ein Paar in Abstand voneinander angeordnete mit Gummi überzogene Walzen 21 und 22, wobei die Walze 21 mit einer Antriebswelle 23, die sich durch die Rahmenseitenwand 14 erstreckt und, wie Fig. 1 zeigt, eine Antriebsscheibe 24 trägt, aus einem Stück besteht. Zwischen der Gegendruckwalze 18 und den Walzen 21 und 22 befindet sich ein dUnnwandiger Infrarotstrahlen durchlassender Hohlzylinder 25, beispielsweise aus hitzebeständigem
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Glas.
NachFig. 2 ist die räumliche Anordnung zwischen der Gegendruckwalze 18 und den Walzen 21 und 22 derart, dass die Gegendruckwalze 18 durch den Hohlzylinder 25 deformiert wird, wobei sich eine Anpressfläche von wesentlicher Breite ergibt, die sich über die ganze Länge der Gegendruck- walze 18 erstreckt. Im Ausführungsbeispiel besitzt die Gegendruckwalze 18 einen Durchmesser i von 63, 5 mm, der Hohlzylinder 25 einen Durchmesser von 43, 18 mm bei einer Wanddicke von l, 397 mm. Die Anpressfläche beträgt 12, 7 mm und der Kontaktdruck zwischen der Gegendruckwal- ze 18 und dem Zylinder 25 wechselt an der Anpressfläche zwischen Null und 0,63 kg/cm, wobei die Kurve des Anpressdruckes sinusförmig verläuft und die Druckspitze im mittleren Punkt der Anpressflä- che auftritt.
Zwischen der Gegendruckwalze 18 und den Walzen 21 und 22 ist der Hohlzylinder 25 ge- fUhrt, der durch (nicht gezeigte) Drucklager, die von den Rahmenseitenwänden 13 und 14 getragen werden, gegen axiale Bewegung gesichert ist. Der Hohlzylinder 25 wird, wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, im Uhrzeigersinne, durch die Walze 21 angetrieben, die ihrerseits durch einen endlosen Riemen 26 gedreht wird, der die Riemenscheibe 24 mit der Abtriebriemenscheibe 27 eines Antriebes mit veränderlicher Drehzahl verbindet, wobei der Antrieb eine Transmission 28 für die Drehzahländerung und einen Antriebsmotor 29 umfasst. Die Transmission 28 besitzt einen Rahmen 29 mit parallel in Abstand voneinander angeordneten W ndell 30, 31 und 32, die durch Stäbe 33 und 34, die anden Wänden befestigt sind, festgehalten werden.
Die Antriebswelle 41 des Motors 29 erstreckt sich durch die Wand 30 und trägt eine Riemenscheibe 35 mit einem Übersetzungsgetriebe. Ein U-förmiger
Träger 36 besitzt ein Paar parallel in Abstand voneinander angeordneter Seitenplatten 37 und 38 und eine Querverbindungsplatte 39 mit einer Zwischenplatte 40, die aus der Platte 39 geschnit- ten ist und sich parallel zu den Seitenplatten 37 und 38 erstreckt. Der Träger 36 ist an den Wän- den 30 und 31 um die Achse der Motorwelle 41 verschwenkbar gelagert. Die Zwischenplatte 40 ist mit einem Lager zum AbstUtzen einer kurzen Welle 42 versehen, die auf einer Seite eine Riemen- scheibe 43 mit Übersetzungsgetriebe und auf der andern Seite einen Konusantrieb 44 flacher Nei- gung besitzt.
Ein innen mit Zähnen ausgebildeter endloser Riemen 45 verbindet die Antriebsriemen- scheibe 35 des Motors 29 mit der Riemenscheibe 43, um zwischen dem Motor 29 und dem
Konus 44 einen zwangsläufigen Antrieb zu schaffen. An der Seitenplatte 38 des Trägers 36 ist ein Zahnradabschnitt 46 befestigt, dessen Zähne mit einer in Längsrichtung beweglichenZahnstan- ge 47 für einen (später) noch zu beschreibenden Zweck kämmen.
Eine Welle 48 ist in Axialrichtung verschiebbar in Lagern in den Rahmenabschnitten 31 und 32 gelagert und besitzt an ihrem einen Ende eine grössere Scheibe 49, die einen Reibring 50 aus Rei- bungsmaterial besitzt. Der Ring 50 der Scheibe 49 wird durch eine Blattfeder 51, die am einen
Ende des Rahmens 32 befestigt ist und deren freies Ende gegen das von der Scheibe 49 entfernt lie- gende Ende der Welle 48 anliegt, in Reibungseingriff mit dem Konus 44 gedrückt. Die Antriebs- scheibe 27 sitzt auf einer Welle 52, die in Lagern an den Rahmenabschnitten 31 und 32 montiert
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Fig. 2 zeigt, dass die Achse der Motorwelle 41 in Abstand unterhalb und parallel zur Achse der Welle 48 liegt. Wenn die Teile die in Fig. 1 und 2 gezeigte Stellung einnehmen, liegt die Reibungsfläche der Scheibe 49 gegen den Konus 40 an, so dass bei einer gegebenen Drehzahl der Motorwelle 41 die Abtriebsriemenscheibe 27 und damit die Walze 21 und der Hohlzylinder 25 mit grösster Drehzahl angetrieben werden. Wenn der Träger 36 anderseits durch Bewegung der Zahnstange 47 im Gegenuhrzeigersinne (Fig. 2) in die in Fig. 2 strichpunktiert dargestellte Stellung verschwenkt wird, berührt der Reibring 50 den Konus 44 bei dessen Spitze, so dass der Hohlzylinder 25 bei einer gegebenen Drehzahl der Motorwelle 41 mit der kleinsten Drehzahl umläuft.
Zwischen diesen beiden Grenzen kann die Drehzahl des Hohlzylinders 25 je nach der Stellung der Zahnstange 47 zwischen der Stellung, in der sie in Fig. 2 in fest ausgezogenen Linien gezeigt ist, und der Stellung, in der die Zahnstange in Fig. 2 strichpunktiert gezeigt ist, beliebig verändert werden.
Die Grundplatte 10 ist mit verschiebbaren Befestigungsmitteln für einen'als langgestreckter Kanal ausgebildeten Schieber 55 versehen, der einen daran befestigten handbetätigten Steuerknopf 56 besitzt. Ein Bowdenzug 57 ist mit einem Ende an der Zahnstange 47 befestigt und erstreckt sich durch eine Hülse 58, die an einer Stütze 58a (Fig. 1 und 2) an der Grundplatte befestigt ist, wobei das andere Ende des Bowdenzuges an dem Schieber 55, d. h. an der Schraube 59 befestigt ist. Die Stellung des Schiebers 55 und Steuerknopfes 56, die in fest ausgezogenen Linien in Fig. 1 und strichpunktiert in Fig. 3 gezeigt ist, ermöglicht grösste Drehzahl des Hohlzylinders 25, da diese Stellung
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der Stellung der in Fig. 2 fest ausgezogenen Teile entspricht.
Eine Bewegung des Knopfes 56 und da- durch des Schiebers 55 aus der in Fig. 3 in fest ausgezogenen Linien gezeigten Stellung nach links be- wegt die Zahnstange 47 vorwärts in die gestrichelt in Fig. 2 gezeigte Stellung und verschwenkt das
Zahnsegment 46 in die in Fig. 3 gezeigte Stellung, entsprechend der vorher beschriebenen Verschwen-' kung des Trägers 36.
Ein normalerweise geschlossener elektrischer Schalter 60 ist auf der Grundplatte 10 montiert und besitzt einen Druckknopf 61, der so angeordnet ist, dass er durch einen Nocken 62, der beim benachbarten Ende des Schlittens 35 sitzt und eine Verlängerung am hinteren Flansch derselben dar- stellt, betätigt wird. Der Schalter 60 ist Über (nicht gezeigte) Mittel, die einen Transformator 63 umfassen, mit dem Stromkreis des Motors 29 und einer Quelle von Wechselstrom verbunden. Wenn der Schlitten nach links in die in Fig. 3 in fest ausgezogenen Linien gezeigte Extremstellung bewegt wird, wird der Druckknopf 61 des Schalters 60 niedergedrUckt, so dass der Stromkreis des Motors 29 ge- öffnet und dessen Erregung verhindert wird.
Natürlich bewirkt die Bewegung des Knopfes 56 aus der in
Fig. 1 gestrichelt gezeichneten "Aus-Stellung" nach rechts das Schliessen der Kontakte des Schalters 60 und den Betrieb des Motors 29 mit konstanter Drehzahl und des Hohlzylinders 25 mit einer Dreh - zahl, die vom Abstand des Reibringes 50 abhängt, der in Richtung seiner in Fig. 1 fest ausgezogenen
Stellung bewegt worden ist.
Die Grundplatte 10 und der Rahmen 12 besitzen an der Vorderseile der Maschine einen Einführ- kanal 64, durch den eine Einlage, bestehend aus einem graphischen Original und aus einem nicht ge- zeigten temperaturempfindlichen Kopierblatt eingeführt werden kann, und durch die eine solche Einlage zum Spalt zwischen der Gegendruckwalze 18 und dem Hohlzylinder 25 geführt wird. Auf der Austrittsseite der Walzen ist ein Deckel 11 mit einer Auslassöffnung 65 vorgesehen, durch die die Ein- lage austritt.
Die Einlage aus dem graphischem Original und dem Kopierblatt wird während des Durchganges zwischen dem Eingriff der Gegendruckwalze 18 und dem Hohlzylinder 25 einer kurzen intensiven Bestrahlung unterworfen. Die Bestrahlungsvorrichtung 66 besteht aus einer als Lampe ausgebildeten Strahlungsquelle 68 und einem Reflektor 67, wobei die Lampe langgestreckt und rohrförmig, zumindest angenähert im Brennpunkt des Reflektors angeordnet ist, die Lampe 68 sowie der Reflektor 67, wie in Fig. 1 und 2 gezeigt ist, innerhalb des Hohlzylinders 25 untergebracht sind.
Der Reflektor 67 und die Lampe 68 der Bestrahlungsvorrichtung 66 sind im Verhältnis zueinander fest montiert, wie in Fig. 1 und 3 gezeigt ist, und die Bestrahlungsvorrichtung 66 ist an ihren beiden Enden verschwenkbar über Schwinghebel 69 und 70 an Stiften 71 und 72 in Lagern abgestützt, die an den Seitenwänden 13 und 14 des Rahmens 12 sitzen. Die Bestrahlungsvorrichtung 66 steht in ihrer Betriebsstellung, die in Fig. 2 in fest ausgezogenen Linien und in Fig. 3 strichpunktiert gezeigt ist, unter dem Druck von Federn 73 und 74, die an ihrem einen Ende mit den oberen Enden der Schwinghebel 69 und 70 verbunden sind und deren andere Enden, wie bei 74a in Fig. 1 gezeigt ist, am Rahmen 12 festgemacht sind.
Eine Vorrichtung zum Betätigen von Reflektor 67 und Lampe 68 der Beleuchtungsvorrichtung 66 ermöglicht deren Bewegung aus der Betriebsstellung in unmittelbarer Nähe der Innenfläche des Hohlzylinders 25, bei der Anpressfläche zwischen dem Hohlzylinder und der Gegendruckwalze 18, in eine zurückgezogene unwirksame Stellung zumindest angenähert in der Mitte des Hohlzylinders 25, welche Stellung in fest ausgezogenen Linien in Fig. 3 gezeigt ist. Die Bestrahlungsvorrichtung 66 wird gegen die Spannung der Federn 73 und 74 in die unwirksame Stellung gebracht, wenn der Knopf 56 in seine in Fig. 3 in fest ausgezogenen Linien, und in Fig. 1 strichpunktiert gezeigte Stellung bewegt wird.
Die Vorrichtung zum Schwenken der Schwinghebel 69, 70 hat die Gestalt eines Nockens 75, der an einem Schlitten 55 sitzt und eine abgeschrägte Oberfläche 76 aufweist, die so angeordnet ist, dass sie den Schwinghebel 70 unter dem Stift 72 berührt. Die einzelnen Teile sind so angeordnet, dass bei Bewegung des Schlittens 55 nach links, wie in Fig. 1 und 3 ersichtlich ist, die Nockenoberfläche 76 gegen den Schwinghebel 70 gelangt, gerade bevor der Schlitten seine"Aus"-Stellung erreicht. Während der Schlitten sich in seine"Aus"-Stellung bewegt, bewegt die Nockenoberfläche 76 das untere Ende des Schwinghebels 70 nach rückwärts und kippt das obere Ende des Hebels vorwärts, um so die Bestrahlungsvorrichtung 66 in ihre zurückgezogene unwirksame Stellung zu bewegen, die in Fig. 3 in fest ausgezogenen Linien gezeigt ist.
Wenn der Knopf 56 dann aus seiner"Aus"-Stellung nach rechts bewegt wird, bewegt sich die Nockenflanke 76 aus dem Eingriff mit dem unteren Ende des Hebels 70 und die Federn 73 und 74 bringen dann die Bestrahlungsvorrichtung 66 wieder in die wirksame Stellung, die in Fig. 2 mit fest ausgezogenen Linien und in Fig. 3 strichpunktiert gezeigt ist.
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Die Verwendung eines dünnwandigen Hohlzylinders 25 sowie einer beweglichen Bestrahlungsvor- richtung 66 gestatten die Einstellung der Lampe ganz nahe der Einlage und begünstigen die rasche
Abkühlung der Teile, wenn sich die Bestrahlungsvorrichtung in"Aus"-Stellung befindet und verhindert so das Entstehen einer heissen Stelle am Hohlzylinder 25 als Folge der Aufnahme von Wärme aus der Be- ! strahlungsvorrichtung 66, was der Fall sein würde, wenn die Maschine zwar abgeschaltet ist. die Be- strahlungsvorrichtung jedoch in der wirksamen Stellung verbliebe. Das Auftreten solcher heissen Stellen verhindert das richtige Arbeiten der Maschine, solange die heisse Stelle besteht, da die Einlage durch den Kontakt mit der heissen Stelle beim Durchgang durch die Maschine überhitzt würde.
Die Erregung der Lampe 68 erfolgt durch einen normalerweise offenen Schalter 77 (Fig. 1), der mit einem drehbaren Betätigungsstab 78 versehen ist, der quer durch den Rahmen 12 verläuft. Ein
Paar Drahtbügel 79, 80, 81 sind an dem Stab 78 befestigt und erstrecken sich von dem Stab abwärts durch den Einfuhrkanal 64 (Fig. 2). Beim EinfUhren einer Einlage in den Kanal 64 schwingen die
Drahtbügel nach hinten aufwärts in die Freigabestellung, wobei durch diese Bewegung der Schalter 77 in die geschlossene Stellung gebracht wird, so dass die Lampe 68 erregt werden kann.
Wenn das hintere
Ende der Einlage in den Eingriff der Gegendruckwalze 18 und den Hohlzylinder 25 und ausser Kon- takt mit den Drahtbügeln 79 gelangt, kehren diese BUgel durch ihr Eigengewicht in die in Fig. 2 ge- zeigte Stellung zurück und der Schalter 77 geht wieder in seine normalerweise offene Stellung zurück, so dass die Lampe 68 ausgeschaltet wird. Die Lampe 68 und der Schalter 77 liegen verzugs" weise in Serie zu dem Hauptschalter 60 und der elektrischen Energiequelle, so dass die Lampe nur er- regtwerdenkann, wenn der Steuerknopf 56 sich in einer seiner"Ein"-Stellungen befindet. Der Steuer- knopf 56 bewirkt also die Erregung der Lampe 68 und des Motors 29 und bewirkt die Einstellung der Drehzahl, mit der die Kopierrolle 25 umläuft, und die Stellung der Bestrahlungsvorrichtung 66.
Der Reflektor 67 besitzt eine verhältnismässig schmale Öffnung 82, die die Strahlungsenergie
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Länge von 254 mm und eine Nennleistung von 1350 W bei 280 V. Der Lampenfaden hat im Betrieb einen Abstand von 9, 525 mm vom Hohlzylinder 25 und die Geschwindigkeit, mit der eine Einlage zwischen der Gegendruckwalze 18 und dem Hohlzylinder 25 läuft, kann durch die Wahl der Stellung des Steuerknopfes 56 eingestellt werden auf einen Wert zwischen 31, 751-114, 3 mm/sec.
Der Reflektor 67 besitzt ein ausserordentlich grosses Reflexionsvermögen, d. h. die Eigenschaft, dass er mehr als 93% der Infrarotstrahlung reflektiert, eine ausgezeichnete Wärmebeständigkeit, erfordert geringe Kosten und hat nur ein kleines Gewicht. Gemäss Fig. 4 kann der Reflektor 67 aus einem Paar zusammenpassender MetallhUllen 67a und 67b bestehen, vorzugsweise aus Aluminium, das durch maschinelle Bearbeitung, Auspressen, Rollen oder in anderer Weise in die gewünschte Form gebracht werden kann.
Die Innenfläche 83 des Reflektors 67 ist mit einer dünnen Schicht 84 aus Porzellan-Emaille überzogen, die einen dünnen Überzug 85 aus Gold besitzt.
Beim Betrieb der verbesserten Maschine ist es wichtig, dass die zusammengesetzte Einlage beim Durchgang zwischen der Walze 18 und dem Hohlzylinder 25 flach gegen den Hohlzylinder 25 zum Anliegen kommt. Doch versuchen eine Reihe von Erscheinungen ein Falten der Einlage zu bewirken, so etwaige Unebenheiten, Falten des Originales, hoher Feuchtigkeitsgehalt und Verziehungen infolge Feuchtigkeit im Original oder im Kopierpapier. Überraschenderweise hat sich ergeben, dass bei Ausbildung des Hohlzylinders in neuer Weise bewirkt wird, dass all diese Erscheinungen keine Falten an der Einlage'bewirken. Für diesen Zweck besitzt der Hohlzylinder vorzugsweise im axialen Schnitt eine Gestalt, bei der er von seinen Enden gegen den Mittelteil radial einwärts eingebogen ist.
Die Ausbildung kann als konkave oder negative Biegung angesehen werden und gibt in Millimeter an, um wieviel der Aussendurchmesser vom Durchmesser eines vollkommenen Zylinders abweicht, der den gleichen Durchmesser hat, wie die Enden des Hohlzylinders 25 innerhalb eines Randwulstes. Der Mittelwert der negativen Durchbiegung beträgt vorzugsweise 0, 0038 mm pro Millimeter der Länge des Hohlzylinders 25 und 0,0254 mm pro Millimeter des Hohlzylinderdurchmessers. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel mit einer Zylinderlänge von 254 mm und einem Zylinderdurchmesser an den Enden von 45, 212 mm verhütet eine negative Durchbiegung 45, 212 mm wirkungsvoll ein Falten der durch die Maschine laufenden Einlage.