DE2408358C2

DE2408358C2 - Einrichtung zum Herstellen von Direktbildkopien magnetischer Signale von einem magnetischen Hauptaufzeichungsmedium auf ein magnetisches Kopieraufzeichnungsmedium

Info

Publication number: DE2408358C2
Application number: DE2408358A
Authority: DE
Inventors: Gary W. St. Paul Minn. Kobilka
Original assignee: Minnesota Mining and Manufacturing Co
Current assignee: 3M Co
Priority date: 1973-02-20
Filing date: 1974-02-19
Publication date: 1983-07-07
Also published as: GB1448408A; JPS5223252B2; DE2408358A1; JPS49115523A; US3827077A; CA1021056A

Description

(t) ein Zwischenmedium, das an einer Seite ein magnetisierbares Material trägt, das eine niedrige Curie-Temperatur und einen hohen /irWert in bezug auf den WtrWert des Kopiermediums aufweist,

(2) eine Vorrichtung zum Erhitzen des magnetisierbaren Materials des Zwischenmediums auf eine Temperatur 7Ί, die ungefähr dessen Curie-Temperatur entspricht, jedoch unter der Curie-Tempe^ur des Hauptmediums liegt

(3) eine Vorrichtung zum Bewegen des Hauptmediums und des erhitzten Zwischenmediums bei einem kurzzeitigen Kontakt der beiden Medien miteinander, wobei das magnetisierbare Material des Zwischenmediums sich unter dessen Curie-Temperatur abkühlen kann, und wobei die magnetischen Signale vom Hauptmedium als Kopie auf das Zwischenmedium übertragen werden, und

(4) eine Vorrichtung, die danach das Kopiermedium und d?s an diesem anliegende Zwischenmedium durch ein Magnetfeld bewegt, das magnetisierbare Material -Jes Kopiermediums zum Kopieren der Signale auf das Kopiermedium anregt, und

dadurch gekennzeichnet, daß

(a) das Zwischenmedium aus einem Band (19) oder einem endlosen Band (19) besteht, das einen Metalluntergrund mit einer geringen Permeabilität aufweist, und daß

(b) die Vorrichtung (72) zum Bewegen des Hauptmediums (13) dieses gegen das erhitzte Zwischenmedium (19) und dieses gegen eine rotierende Fläche (51) drückt, die gekühlt wird, um aus dem Zwischenmedium (19) mindestens AvdC(T\-Ti) Kalorien pro Sekunde abzuleiten, wobei A der Querschnitt in cm², ν die Geschwindigkeit in cm/sec, d die Dichte in g/cm³, Cdie spezifische Wärme in Kalorien pro Gramm und T₂ die Temperatur des Zwischenmediums beim Verlassen der gekühlten rotierenden Fläche ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gekühlte rotierende Fläche (51) die Außenmantelfläche einer gekühlten Trommel (18) ist und daß der Metalluntergrund des Zwischenmediums (19) direkt an der gekühlten rotierenden Fläche (51) der gekühlten Trommel (18) anliegt.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Umschlingungswinkel des Zwischenmediums (19) an der gekühlten Fläche (51) der gekühlten Trommel (18) 4° ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erhitzte Vorrichtung aus einer erhitzten Trommel (17) besteht und daß der Metalluntergrund des Zwischenmediums (19) direkt

15

an der erhitzten Trommel (17) anliegt

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet daß das Zwischenmedium (19) an der Stelle unabgestützt bleibt an der es zuerst mit dem Hauptmedium in Berührung gelaugt daß eine das Zwischenmedium gespannt haltende Vorrichtung vorgesehen ist und daß die das Hauptmedium bewegende Vorrichtung das Ilauptmedium gegen die Spannung im Zwischenmedium drückt bevor das Zwischenmedium mit der gekühlten rotierenden Fläche in Berührung gelangt

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet daß da* 1,vischenmedium an der Stelle unabgestützt ^|-'_iot an der es mit dem Kopiermedium (16Ϊ ·" Berührung gelangt daß eine das Zwischen·- .uium (19) gespannt haltende Vorrichtung (2«jJ vorgesehen ist und daß die das Kopiermedium (16) bewegende Vorrichtung (81) das Kopiermedium (16) gegen die Spannung im Zwischenmedium (19) und jenseits dessen normaler Bahn drückt

7. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß der Metalluntergrund aus mit einer kleinen Menge Beryllium legiertem Kupfer besteht daß die Curie-Temperatur des magnetisierbaren M aterials 110° - HO" C beträgt und daß

A = 0.0032 cm²

ν = 100 cm/sec

d = 8,22 g/cm²

C = 0,10Kalorien/Gramm°C

Γ, = 160° C und

T₂ = 20⁰C

ist, so daß die gekühlte rotierende Fläche (51) vom Zwischenmedium (19) mindestens 400 Kalorien pro Sekunde ableitet

40 Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Herstellen von Direktbildkopien magnetischer Signale von einem magnetischen Hauptaufzeichnungsmedium auf ein magnetisches Kopieraufzeichnungsmedium, welche beiden Medien eine magnetisierbare Seite aufweisen, über (1) ein Zwischenmedium, das an einer Seite ein magnetisierbares Material trägt, das eine niedrige Curie-Temperatur und einen hohen f/c-Wert in bezug auf den MrWert des Kopiermediums aufweist, (2) eine Vorrichtung zum Erhitzen des magnetisierbaren Materials des Zwischenmediums auf eine Temperatur T\, die ungefähr dessen Curie-Temperatur entspricht, jedoch unter der Curie*Temperatur des Hauptmediums liegt,

(3) eine Vorrichtung zum Bewegen des Hauptmediums und des erhitzten Zwischenmediums bei einem kurzzeitigen Kontakt der beiden Medien miteinander, wobei das magnetisierbare Material des Zwischenmediums sich unter dessen Curie-Temperatur abkühlen kann, und

t>o wobei die magnetischen Signale vom Hauptmedium als Kopie auf das Zwischenmedium übertragen werden, und (4) eine Vorrichtung, die danach das Kopiermedium und das an diesem anliegende Zwischenmedium durch ein Magnetfeld bewegt, das magnetisierbare Material des Kopiermediums zum Kopieren der Signale auf das Kopiermedium anregt.

Bei einer bekannten derartigen Einrichtung (US-PS 96 304) ist als Zwischenmedium eine Trommel oder

ein endloses Band mit einem Belag aus einem magnetisierbaren Material vorgesehen, das eine niedrige Curie-Temperatur (z, B. 50° bis 170° C) und ein hohes Hc in bezug auf den //,rWert des Kopiermediums aufweist Das magnetisierbare Material des Zwischenmediums wird auf eine Temperatur erhitzt, die höher als die genannte Curie-Temperatur, jedoch niedriger als die Curie-Temperatur des Hauptmediums ist Das Hauptmedium und das erhitzte Zwischenmedium weiden dann kurzzeitig zusammengelegt, wobei das magnetisierbare w Material des Zwischenmediums sich unter dessen Curie-Temperatur abkühlen kann. Dies hat zur Folge, daß die magnetischen Signale vom Hauptmedium auf das Zwischenmedium übertragen werden. Das Kopiermedium wird dann mit dem an diesem anliegenden Zwischenmedium durch ein Magnetfeld bewegt, wobei die Signale auf das Kopiermedium übertragen werden. Genauere Angaben über die Ausgestaltung des Zwischenmediums sowie über die Bewältigung der bei der Wärmeübertragung zwischen dem Zwischenmedi- λ> um und dem Hauptmedium sowie dem Kopiermedium auftretenden Schwierigkeiten gehen aus uer US-PS 34 96 304 nicht hervor.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung gemäß der eingangs erwähnten Art so zu gestalten, daß die beim Stand der Technik bei der Wärmeübertragung zwischen dem Zwischenmedium und dem Haupt- sowie Kopieraufzeichnungsmedium auftretenden widrigen Einwirkungen auf die Herstellung von Direktkopien magnetischer Signale von dem s» magnetischen Hauptaufzeichnungsmedium auf das magnetische Kopieraufzeichnungsmedium ausgeschaltet werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst daß r>

a) das Zwischenmedium aus einem Band oder einem endlosen Band besteht, das einen Metalluntergrund mit einer geringen Permeabilität aufweist, und daß

b) die Vorrichtung zum Bewegen des Hauptmediums w dieses gegen das erhitzte Zwischenmedium und dieses gegen eine rotierende Fläche drückt, die gekühlt wird, um aus dem Zwischenmedium mindestens A vdC(T_t — T₂) Kalorien pro Sekunde abzuleiten, wobei A der Querschnitt in cm², ν die ^:> Geschwindigkeit in cm/sec, c/die Dichte in g/cm³, C die spezifische Wärme in Kalorien pro Gramm und T₂ die Temperatur des Zwischenmediums beim Verlassen der gekühlten rotierenden Fläche ist.

Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Einrichtung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Da die Temperatur des Zwischenmedäums an der Station des Hauptmediums höher ist als an der Kopierstation, ist es erwünscht, abmessungsmäßige "·'· Änderungen dadurch zu kompensieren, daß auf das Kopiermedium ein schwächerer Zug ausgeübt wird als auf das Hauptmedium, so daß dieses in bezug auf das Kopiermedium etwas gereckt wird.

Die erfindungsgemäße Einrichtung kann mit einer μ oder mit mehreren Kopierstationen ausgestattet werden, wobei das Magnetfeld an jeder Kopierstation um mindestens 50 Oersted schwächer sein soll als das H_cdts magnetisierbaren Materials des Zwischenmediums, so daß die von diecam getragenen Signale bei der "5 Vervielfältigung im wesentlichen unbeeinflußt bleiben. Die magnetischen Werte wurden z. B. bei einer Temperatur von 20-25°C bei einer Frequenz von 60 Hz in einem Feld mit einer Spitze von 3000 Oersted gemessen.

Der Metalluntergrund des Zwischenmediums besteht vorzugsweise aus einem nicht magnetisierbaren Metall, wie Berylliumkupfer oder nichtrostender Stahl, das einer wiederholten Erhitzung sowie der Abkühlung widersteht, ohne beschädigt zu werden, und das lange Zeit ohne wesentliche Verschlechterung benutzt werden kann. Ein Metalluntergrund weist eine gute Wärmeleitfähigkeit auf und ermöglicht eine Erhitzung und Abkühlung des magnetisierbaren Belags, wenn die Rückseite des Zwischenmediuras nacheinander mit erhitzten und abgekühlten Trommeln in Berührung gebracht wird. Die Wärmeübertragung wird verbessert, wenn auf die Trommelflächen ein schwacher Schmiermittelbelag aufgetragen wird.

Der Metalluntergrund soll dünn sein (z.B. 0,025—0,15 mm), um die Anforderungen an die Wärmeübertragung und den Abstand zwischen der Quelle des Magnetfeldes und der magnet ~;«erbaren Seite des Kopiermediums an den Kopierstaiicnen gering zu halten, wenn die Magnetfeldquelle an der entgegengesetzten Seite des Metalluntergrundes angeordnet wird. Der Metalluntergrund weist vorzugsweise eine Dicke von mindestens 0,075 mm auf, so daß die Handhabung ohne Knitterfaltenbildung, die Führung von den Kanten aus und die Herstellung von erforderlichen Verbindungen bei dem Zwischenmedium erleichtert wird. Der Untergrund weist ferner vorzugsweise eine ausreichende Festigkeit auf, so daß er unter mäßig hohem Zug gehandhabt werden kann, vorzugsweise bei mindestens 2 kg pro cm Breite. Bleibt das Zwischenmedium unabgestützt an einer Stelle, an der es mit dem Hauptmedium und mit dem Kopiermedium in Berührung steht, so kann ein Mittel, z. B. eine Rolle, auf das Medium gegen die Spannung im Zwischenmedium und über die normale Bewegungsbahn des Zwischenmediums hinaus einwirken und zwischen dem Medium und dem Zwischenmedium einen Kontakt herstellen.

Die magnetisierbare Seite eines bevorzugten Zwiscjenmediums besteht im wesentlichen aus M2P, wobei P in der Hauptsache aus Phosphor und M im wesentlichen aus einer Kombination mn, mindestens zwei Übergangsmetallen besteht, so daß das Material eine remantente Flußdichte B_r von mindestens 1500 Gauß, einen A/c-Wert von mindestens 500 Oersted und eine Curie-Temperatur von 50-350°C aufweist Da Bänder mit höheren He- und /^Werten gewünscht werden, weist die magnetisierbare Seite des Zwischenmediums vorzugsweise einen ß^Wert von mindestens 1800 Gauß und einen A/f-Wert von mindestens 1500 Oersted bei normaler Raumtemepratur von 20 —25° C auf. Ein diese bevorzugten Werte aufweisendes Zwischenmedium würde bei einer Durchführung des Kopierens bei uu !ernormalen Temperaturen ein Verhalter, zeigen, als wären die magnetischen Werte noch höher.

Bisher wurden die höchsten magnetischen Werte erreicht mit aufgespritzten Belägen aus im wesentlichen M₃P, wobei M aus 8Q- 90 Mol-% Eisen, 10-20 Mol-% Kobalt und 0-5 Mol-% Nickel besteht. Eine höhere Curie-Temperatur kann erhalten werden, wenn mit dem Phosphor kleine Mengen Arsen oder Bor zugesetzt werden. Um die oben angeführten bevorzugten magnetischen Werte verwirklichen zu können, kann eine Erhitzung des aufgespritzten Belags auf eine Temperatur von mehr als 2000°C während oder nach dem Aufspritzen erforderlich werden. Gute Ergebnisse

wurden erhalten bei einer Erhitzung des Untergrundes auf 300⁰C während des Aufspritzens, oder, wenn die Temperatur während des Aufspritzens niedriger ist, durch nachträgliches Erhitzen des Mediums im Vakuum oder in einer Argon-Atmosphäre auf 400 —500⁰C. In diesem Falle ist ein aus Metall bestehender Untergrund erwünscht.

Obwohl bei dem Zwischenmedium vorzugsweise ein biCdemittelfreies magnetisierbares Material verwendet werden soll, da in diesem Falle ein erwünschter hoher ßr-Wert erhalten wird, können auch Beläge aus magnetisierbaren Partikeln in einem nicht magnetisierbaren Bindemittel verwendet werden. Die Herstellung bindemittelfreier Beläge kann neben Aufspritzen auch durch Aufdampfen, Stoßverdampfung oder Plattieren erfolgen.

Ein geeignetes und bevorzugtes Zwischenmedium wurde unter Verwendung eines endlosen Bandes aus Beryllium-Kupfer (CDA 172 volle Härte) mit einer Länge von 150 cm, einer Breite von 3,2 cm und mit einer Dicke von 0,1 mm hergestellt. Um absolut gerade Kanten zu erzeugen, wurden 20-30 Streifen des Untergrundes zusammengeklammert, und die Kanten wurden innerhalb von 0.001 cm pro Zentimeter Streifenlänge parallel abgeschliffen, während deren Enden innerhalb von 0,001 cm pro Zentimeter Breite parallel abgeschliffen wurden. Die Enden eines jeden Streifens wurden durch Elektronenstrahl-Stumpfschweißung mit einander verbunden, wobei ein endloses Band hergestellt wurde. Durch Polieren der Verbindungsstelle mit Schleifpapier immer feiner werdenden Körnung und durch nachfolgendes Polieren des gesamten Bandes mit einer Schleifpaste, wobei eine Glätte von ungefähr 0,05 Mikrometer (quadrat. Mittelwert) erzielt wurde.

Das Band wurde auf Rollen einer Spritzeinrichtung zusammen mit einer Antikatode gelagert, die im wesentlichen aas (FeogsCoon^Pi ι bestand, wobei der überschüssige Phosphor während des Spritzens einen Verlust zuließ. Der Druck wurde auf ungefähr 5 χ 10~⁶ Torr herabgesetzt, und der Heizfaden wurde bis zu den normalen Betriebsbedingungen von 50 Amp., 20 VcIt Wechselspannung erhitzt, wonach Argongas eingelassen wurde, während der Druck auf ungefähr 10~² Torr erhöht wurde. Oberhalb des Heizfadens wurde an die Anode eine positive Spannung von ungefähr 200 Volt angelegt, wobei eine Gasentladung erzeugt wurde. Bei Gleichgewichtsbedingungen wurde die Anode mit 3.4 Amp. und 61 Volt Gleichspannung betrieben.

Während das Band mit einer Geschwindigkeit von 1,8 cm/min angetrieben wurde, wurde an die Antikatode eine negative Gleichspannung von 135 Volt angelegt, während eine negative Gleichspannung von 175 Volt (beide Spannungen in bezug auf die Anode) an das Band innerhalb eines Durchlaufs angelegt wurde, um die Außenseite des Bandes zum Erzeugen des Belags vorzubereiten. Unter Abschirmung des Bandes wurde die negative Gleichspannung an der Antikatode 20 Minuten lang auf 1580 Volt erhöht, um die Antikatode zu reinigen sowie um deren Temperatur und der Umgebung in einen stabilen Zustand zu versetzen. Hiernach wurde die negative Gleichspannung am Band auf 3.4 Volt herabgesetzt, die Abschirmung entfernt und die Beschichtung der Außenseite des Bandes ungefähr drei Stunden lang oder während etwas mehr als zwei '. jllständigen Banddurchläufen durchgeführt. Der endgültige Phosphidbelag — der vermutlich im wesentlichen aus (FeoasCoo.ishP besteht — wies eine Dicke von

ungefähr 0,6 Mikrometer auf sowie einen ßrWert von 1800-200 Gauß, einen W_r-Wert von 1600 bis 2000 Oersted und eine Curie-Temperatur von 110- 140⁰C. In der ersten Zeit der Verwendung einer Antikatode sucht die Curie-Temperatur das untere Ende dieses Bereichs und im späteren Verlauf das obere Ende dieses Bereichs zu erreichen. In einigen Fällen wurde unter gleichen Bedingungen für W₀ unerklärlich niedrige Werte von zuweilen nur 1200 Oersted erhalten.

Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung soll der A/c-Weri des Zwiscli- nmediums bei Raumtemepratur mindestens das Doppelte der Koerzitivkraft des Kopierbandes betragen, sofern nicht den.-ti magnciisiei bare Materialien höchst gleichförmig sind. Normale Videobänder weisen eine Koerzitivkraft von 300-350 Oersted auf, jedoch beträgt der H_c-en einiger gewerblicher Videobänder 500-700 Oersted. Es ist daher vorzuziehen, daß der Av Wen des Zwiscneiimeuiums mindestens 1000 Oersted oder besser, mindestens 1500 Oersted beträgt. Der S_rWert beträgt vorzugsweise mindestens 1600 Gauß. Da das Zwischenmedium vorzugsweise auf eine um 20"C über der Curie-Temperatur gelegene Temepratur zu der Zeit erhitzt wird, in der das Zwischenmedium mit dem Hauptmedium in Berührung steht, so soll die Curie-Temperatur vorzugsweise nicht höher als 160⁰C sein, so daß das Hauptmeüium mit Sicherheit nicht beschädigt wird.

Die besten Kopierergebnisse wurden mit der erfindungsgemäßen Einrichtung erzielt, wenn als Hauptmedium ein Band mit einer Polyesterunterlage und mit einem Belag aus magnetisierbaren Partikeln benutzt wurde, das gemäß der US-Patentschrift Nr. 35 73 980 hergestellt wurde und einen //<-Wert von mehr als 600 Oersted und einem BrWert von 1500-2000 Gauß aufwies.

Die erfindungsgemäße Einrichtung wird nunmehr anhand der Zeichnungen ausführlich beschrieben. In letzteren sind

F i g. 1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Einrichtung.

Fig. 2 eine vergrößert gezeichnete Seitenansicht einer Bandführungsanordnung, die in der Einrichtung nach F i g. 1 verwendet wird,

Fig.3 eine zum Teil als Schnitt gezeichnete schaubildliche Darstellung der in der Einrichtung nach F i g. 1 verwendeten beheizten Trommel, wobei Konstruktionseinzelheiten gezeigt sind.

F i g. 4 ein Ausschnitt aus einer Draufsicht auf die beheizte Trommel bei entferntem Schutzdeckel und

Fig. 5 ein Schnitt durch die Mitte der bei der Einrichtung nach Fig. 1 verwendeten kalten Trommel.

Die F i g. 1 zeigt ein Deck 10 aus einem spannungsfreien Aluminiumguß, dessen Oberseite so genau bearbeitet ist. daß jedes am Deck anzubringende Bauteil innerhalb von 0,05 mm einer waagerechten Ebene angeordnet werden kann. Im Deck 10 sind Spindeln für eine Abwickelspule 11 und eine Aufwickelspule 12 für ein Originalband 13 gelagert sowie Spindeln für eine Abwickelspule 14 und eine Aufwickelspuie 15 für ein Kopierband 16 und ferner Führungsrollen für diese Bänder. Im Deck 10 sind ferner eine heiße Trommel 17 und eine kalte Trommel 18 gelagert Um die heiße Trommel 17, die kalte Trommel 18 und um eine aus nichtrostendem Stahl bestehende Spannrolle 20 ist ein in der oben beschriebenen Weise hergestelltes endloses Metallband 19 herumgeführt, weiche Spannrolle 20 von einem Glied 21 getragen wird, das auf dem Deck 10 gleitbar ist. Ein luftbetriebener Kolben 22 drückt das

Glied 21 und die Spannrolle 20 nach außen, wobei auf das Band 19 ein feststehender Zug von ungefähr 11 kg ausgeübt wird.

Das Band 19 ist ferner über eine Bandführungsanordnung 24 hinweggeführt, die am Deck 10 befestigt ist. Wie aus der F i g. 2 zu ersehen ist, weist die BandRhrungsanordnung einen aus nichtrostendem Stahl bestehenden Zylinder 25 mit einem Durchmesser von 3,2 cm und mit einer der Breite des Bafldes IiI entsprechenden Länge auf. Der Zylinder TT, ist an beiden Enden in einem Block 26 gelagert, der am Deck 10 befestigt ist. Im Block 26 sind ferner zwei aus nichtrostendem Stahl bestehende Rollen 27,28 gelagert, die je eine Breite von 6 mm und einen Durchmesser von 1,25 cm aufweisen. Die zylindrische Außenseite jeder i> Rolle 27,28 weist von dem einen Ende des Zylinders 23 einen Abstand von ungefähr 0,025 mm auf, und wenn das Band 13 sich entweder nach oben oder nach unten bewegt, so stößt eine Kante des Bandes gegen eine der Rollen 27, 28, so daß innerhalb der gesamten Länge des Zylinders 25 ein im wesentlichen tangentialer Kontakt mit dem Band aufrechterhalten wird.

Wie in den F i g. 3 und 4 dargestellt, besteht die heiße Trommel 17 aus zwei gesonderten Ringen, nämlich aus einem Aluminiumlagerring 30 mit einem Durchmesser von 17,5 cm und aus einem Aluminiumring 31 mit einem Innendurchmesser von 20 cm und einem Außendurchmesser von 25 cm. Nach dem Einspannen in der dargestellten Lage werden in die beiden Ringe 30, 31 neur. Löcher 32 gebohrt, die auf den Zwischenraum zwischen den beiden Ringen eingemittet sind. Die beiden Ringe werden dann mittels Schrauben 33 aneinander befestigt, welche Schrauben von den Ringen durch Einsätze 34 aus Polytetrafluorethylen (»Teflon«) isoliert gehalten werden. Beim Anziehen der Schrauben expandieren sich die Teflon-Einsätze in die Löcher 32 hinein, wobei der Ring 31 am Lagerungsring 30 sicher befestigt wird. Der Lagerungsring wird seinerseits festgehalten von einer mit einem Gewinde versehenen Hohlwelle 37 und von einer Sechskantmutter 38 an *o einer Lageranordnung in einem Lagergehäuse 39, das mit einem Kragen 40 ausgestaltet ist, der an den oberen Teil des Decks 10 angeschraubt ist (in der F i g. 3 nicht dargestellt).

Der Ring 31 ist mit 45, eine Lichte Weite von 1,25 cm « aufweisenden Bohrungen 35 versehen, die je ein Widerstandsheizelement 36 (130 Watt, 240 Volt) aufnehmen. Die Versorgung der Heizelemente mit Strom erfolgt über kreisrunde Verbindungsblöcke 41, 42, die an eine vorzugsweise aus Teflon bestehende Isolierscheibe 43 anbeschraubt sind, die ihrerseits an den Lagerungsring 30 angeschraubt ist Der Strom wird den Verbindungsblöcken über herkömmliche Schleifringe 44 und über isolierte Drahtleiter 45 zugeführt. An die Isolierscheibe 43 ist ein Schutzdeckel 48 angeschraubt

Am Außenrand des Ringes 31 sind in Abständen von 180° zwei Bohrungen vorgesehen, die je einen Thermistor 46 enthalten, deren Zuleitungen durch die Hohlwelle 37 zu einem zweiten Satz von Schleifringen 47 verlaufen. Der eine der Thermistoren 46 steht mit einem nicht dargestellten Thermostaten zum Regulieren der Stromversorgung der Heizelemente 36 in Verbindung, während der andere Thermistor mit einer Sicherheitsvorrichtung in Verbindung steht die nur Mittel zum absoluten Unterbrechen der Stromversorgung enthält wenn die Temperatur einen Sicherheitshöchstwert übersteigt Der Thermostat wird so eingestellt, daß das Band 19 auf eine um mindestens 20°C über der Curie-Temperatur des magnetisierbaren Belags liegende Temperatur erhitzt wird, wenn das Band die kalte Trommel 18 erreicht.

Wie in der F i g. 5 dargestellt, weist die kalte Trommel 18 einen zylindrischen Mantel 50 mit einer zylindrischen Außenseite 51, deren Durchmesser 25 cm beträgt. Der Mantel 50 ist auf das obere Ende einer aus nichtrostendem Stahl bestehenden Hohlwelle 55 aufgeschraubt, die auch am unteren Ende mit einem Gewinde versehen ist. Mittels einer Mutter 56 ist die Welle 55 an einer Lageranordnung in einem Lagergehäuse 57 befestigt, das mit einem an das Deck 10 angeschraubten Kragen 58 ausgestaltet ist. Von einem mit zwei Durchlässen und einem Einlaß 60a versehenen Rotationsverbindungsstück 60 aus wird ein Kühlmittel (z. B. »Freon« R 12) durch ein sich durch die Hohlwelle 55 erstreckendes Rohr 59 aus nichtrostendem Stahl nach cbsn "slsitst urid in den kreisrunden Rsurn ^ ίτ! Mantel 50 versprüht. Das verdampfte Kühlmittel wandert dann durch den Raum 63 zwischen dem Rohr 59 und der Wandung der Welle 55 nach unten zu einem Auslaß 64 des Rotationsverbindungsstückes 60. Der Einlaß 6Od und der Auslaß 64 stehen mit einer herkömmlichen (nicht dargestellten) Kühlanlage in Verbindung. Die Kühlkapazität und das Ausmaß der Kühlmittelströmung sollen ausreichen, um die Temperatur der mit dem Band in Berührung stehenden Fläche 51 auf ungefähr 10-25⁰C im Betrieb der Einrichtung halten zu können.

Wie aus der F i g. 1 zu ersehen ist, verläuft das Originalband 13 von der Abwickelspule 11 aus zu einer herkömmlichen Vakuumsäule 69, zu einer Führungsrolle 70, zu zwei senkrecht einstellbaren Führungsstiften 71 um eine Andruckrollenanordnung 72 herum sowie um zusätzliche feststehende Führungsrollen 70 herum zu einer weiteren Vakuumsäule 73 und zur Aufwickelspule 12. Die Andruckrollenanordnung 72 weist einen Schlitten 74 auf, der auf dem Deck 10 gleitbar gelagert ist, einen luftbetätigten Kolben 75 für den Antrieb des Schlittens sowie eine mit Gummi belegte Andruckrolle 76, die auf dem Schlitten 74 gelagert ist. Bei dem Lauf des Originalbandes 13 über die Andruckrolle 76 wird das Band unter der Einwirkung des Kolbens gegen das Band 19 gedrückt, wie in der F i g. 1 dargestellt.

Die Andruckrollenanordnung 72 ist so angeordnet, daß die Andruckrolle 76 und das Originalband 13 mit dem Band 19 in Berührung gelangen, bevor das Band mit der kalten Trommel 18 in Berührung gelangt und das Band etwas über dessen normale Bahn hinaus bewegt Das Originalband 13 wird daher gegen die Spannung im erhitzten Band gedrückt. Fast unmittelbar danach gelangt das Band mit der gekühlten Fläche 51 der kalten Trommel in Berührung, wobei dessen magnetisierbare Seite rasch unter deren Curie-Temperatur abgekühlt wird. Das Band 19 bleibt mit dem Originalband 13 innerhalb eines 4° umfassenden Bogens der kalten Trommel in Berührung, bevor eine Trennung erfolgt, und während dieses Kontaktes werden die Signale des Originalbandes auf das Band kopiert Die dargestellte Einrichtung wird vorher so eingestellt, daß sie mit einer Geschwindigkeit von 100 cm oder 200 cm pro Sekunde arbeitet, wobei bei einer Geschwindigkeit von 100 cm/sec das Originalband nur während ungefähr 0,008 Sekunden erhitzt und während des größten Teiles dieser kurzen Periode zugleich abgekühlt wird. Selbst in diesem Falle können einige Originalbänder durch die Hitze beschädigt werden. Nach der Trennung von Originalband setzt das endlose Band seinen Lauf um die

kalte Trommel 18 herum fort und wird auf ungefähr die Raumtemepratur abgekühlt, bevor das endlose Band zur Kopierstation gelangt.

Die Einrichtung zum Handhaben des Kopierbandes 16 gleicht der Einrichtung für das Originalband 13 insofern, als zwei Vakuumsäulen 77, 78, eine Reihe von Rührungsrollen 79 und zwei senkrecht einstellbare Führungsstifte 80 vorgesehen sind. Das Kopierband kann von der Andruckrollenanordnung 81 gegen das endlose Band 19 gedrückt und von diesem zurückgezogen werden, welche genannte Anordnung der Andruckrollenanordnung 72 gleicht. In der Berührungsstellung wird die Rückseite des endlosen Bandes von der Andruckrollenanordnung 81 mit einem Abstand von ungefähr 0,025 mm an einem ortsfesten magnetischen Stimulator 82 vorbeibewegt, der ein Magnetfeld erzeugt, das im wesentlichen auf den Kontaktbezirk zwischen dem endlosen Band 15 und dem Kopierband Ϊ6 beschränkt ist.

Stehen beide Andruckrollenanordnungen 72 und 81 in der ausgefahrenen Stellung, so wird das endlose Band 19 über eine kurze Strecke seitlich bewegt. Da der Kolben 22 auf das endlose Band 19 einen gleichbleibenden Druck ausübt, so zieht sich der Schlitten 21 etwas zurück. Die von dem Kolben 22 im endlosen Band 19 erzeugte Spannung reicht jedoch aus, um mit Sicherheit zwischen dem endlosen Band 19, dem Originalband 13 und mit dem Kopierband 16 einen Kontakt herzustellen.

Die Vakuumsäulen 69, 73,77 und 78 bestehen aus der herkömmlichen Ausführung. In jeder Säule zieht das Vakuum das Band in eine Mittelstellung, in der das Band als ein Teilverschluß für eine nicht dargestellte photoelektrische Einrichtung wirkt, die die Geschwindigkeit bestimmt, mit der die am nächsten gelegene Spule 11, 12, 15 bzw. 14 angetrieben wird. Wird das Band unter oder über die Mitte der Vakuumsäule 69 heruntergezogen, so wird die Abwickelspule 11 entsprechend abgebremst oder beschleunigt, bis das Band in die Mittelstellung zurückkehrt.

Obwohl mit der dargestellten und beschriebenen Einrichtungen gute Kopien von Videosignalen erzeugt werden können, so werden durch die Ton- und Steuerspursignale weniger wirksam kopiert. Am Deck 10 ist daher eine Kopfanordnung 83 angeordnet, die aus einer Gruppe von Köpfen 84 mit mindestens einem Tonlöschkopf und mit einem Steuerspur-Wiedergabekopf besteht, sowie eine Gruppe 85 mit Köpfen, die aus einem Tonaufzeichnungskopf für jede Tonspur und aus einem Steuerspuraufzeichnungskopf veestehen. Am Originalband 13 ist eine weitere Kopfanordnung 86 vorgesehen mit einer Gruppe 87 von Köpfen, die aus einem Tonwiedergabekopf für jede Tonspur bestehen. Die linearen Entfernungen von der Andruckrolle 76 aus sind gleich bei einer Messung längs des Originalbandes bis zum Wiedergabekopfstapel 87 und bei einer Messung längs des endlosen Bandes in der Vorwärtsrichtung bis zur Andruckrollenanordnung 81 und danach längs des Kopierbandes 16 bis zur Aufzeichnungskopfgruppe 85. Beide Kopfanordnungen 83 und 86 sind längs der Bandbewegungsbahn nach drei Richtungen einstellbar.

Bei der beschriebenen Einrichtung werden fünf (nicht dargestellte) Antriebsmotore verwendet Vier dieser Motore treiben die Spulen 11,12,14 und 15 an, während der fünfte Motor die heiße Trommel 17 mV: einer Umfangsgeschwindigkeit bis zu 3,8 m/sec antreibt Die von der Spannrolle 20 im endlosen Band 19 erzeugte Spannung ist so bemessen, daß das endlose Band sich mit der Geschwindigkeit der Trommel ohne Schlupf bewegt. Wenn die Andruckrollenanordnung 72 und 81 das Originalband 13 und das Kopierband 16 mit dem endlosen Band 19 in Berührung bringen, so werden die genannten Bänder 13, 16 mit der Geschwindigkeit des endlosen Bandes 19 angetrieben, wobei jede der Abwickel- und Aufwickelspulen unter der einzigen Kontrolle der am nächsten gelegenen Vakuumsäule steht. Die Vakuumsäure 78 wird so einreguliert, daß die

¹⁽¹ Spannung im Kopierband 16 in bezug auf das Originalband geschwächt wird, um thermisch verursachte Abmessungsdifferenzen zu kompensieren, wie bereits ausgeführt.

_n Arbeitsweise

Bevor die Einrichtung in Gebrauch genommen wird, wird die Erhitzung der heißen Trommel 17 und die Kühlung der kalten Trommel iö eingeleitet. Der Kolben 22 wird betätigt und setzt das endlose Band 19 unter Spannung. Die Original- und Kopierbänder 13, 16 werden über Bahnen geführt, die über die Mündungen der Vakuumsäulen verlaufen, wobei die magnetisierbaren Seiten der Bänder nach außen gerichtet sind. Die Kopfgruppen 84, 85 und 87 werden außer Betrieb

-"' gesetzt. Wenn beide Trommeln 17 und 18 die Betriebstemperatur erreichen, so zeigt eine (nicht dargestellte) Lampe an, daß mit dem Kopieren begonnen werden kann. Die Bedienungsperson betätigt den (nicht dargestellten) Einschaltknopf, wobei die

i" Spulenantriebe, die Vakuumsäulen 69, 73, 77 und 78 sowie eine (nicht dargestellte) Zeitverzögerungseinrichtung in Betrieb gesetzt werden, während die Andruckrollenanordnungen 72 und 81 ausgefahren werden. Wenn das Band in die Vakuumsäulen hineingezogen

3> wird, so steuern deren photoelektrische Mittel die zugehörigen Spulen derart, daß das Abspulen und Aufspulen des Bandes dem Bedarf entsprechend erfolgt. Wird das Band in jede Vakuumsäule bis zu ungefähr 25% deren Tiefe hineingezogen, so ermittelt ein (nicht

•in dargestellter Phototransistor die Anwesenheit des Bandes. Bei Empfang solcher Anzeigesignale aus allen vier Phototransistoren wird die Einrichtung in Betrieb gesetzt und beginnt am Ende der von der Zeitverzögerungseinrichtung bestimmten Zeitperiode zu arbeiten,

•»ϊ die zuvor der Zeit entsprechend eingestellt wird, die die Bänder zum Erreichen der Mittelstellungen in den Vakuumsäulen benötigen.

Am Ende der Verzögerungsperiode und aufgrund der Anzeigesignale aus den Phototransistoren aller vier

⁵⁽¹ Vakuumsäulen enthält der Antriebsmotor für die heiße Trommel 17 Strom, wobei die Bänder ihre Betriebsgeschwindigkeit innerhalb einer Sekunde erreichen. Sollte eines der Bänder reißen, so wird das Band sofort aus der zugehörigen Vakuumsäule herausgezogen, wobei das Ausbleiben des Signals aus dem Phototransistor dieser Vakuumsäule zu einer Unterbrechung der Arbeit führt. Bei der Inbetriebsetzung des Gerätes wird zum Einstellen der Bandausrichtung ein Originalband benutzt, auf dem ein Ton mit einer konstanten Amplitude aufgezeichnet ist Ein Teil der auf das Kopierband übertragenen Signale wird sichtbar gemacht durch Auftragen einer Suspension eines supberfeinen Karbonyleisenpulvers in einem Lösungsmittel, wie Methylalkohol, und mit einem Benetzungsmittel, das der.

magnetisierbaren Belag nicht beschädigt Die Führungsstifte werden einer Verschiebung der La je des Kopierten Signals entsprechend eingestellt, welches Verfahren wiederholt ausgeführt wird, bis eine Betrach-

tung eine ungefähr richtige Ausrichtung erkennen läßt. Die endgültige Einstellung der Führungsstifte 71 und 80 wird elektronisch bestimmt unter Verwendung eines geeigneten Bildaufzeichnungsgeriites.

Sind bei dem Gerät Tonspur- und Steuerspur-Wiederaufzeichnungsfunktionen vorgesehen, so wird die Kopfanordnung 86 richtungs- und höhenmäßig so eingestellt, daß bei der Wiedergabe die größte Amplitude erhalten wird. Die entsprechenden Vorrichtungen werden eingeschaltet, und das Karbonyleisen- ι ο pulver wird zum Überprüfen der wieder aufgezeichneten Aufzeichnungsspurstellen benutzt. Die Kopfanordnung 83 wird richtungs- und höhenmäßig eingestellt, und die Kopfpruppe 84 wird waagerecht so eingestellt, daß die wieder aufgezeichneten Steuerspursignale an der richtigen Stelle auftreten, so daß der Abstand des Steuerspur-Aufzeichnungskopfes vom Steuerspur-Wiedergabekopf eine ganzzahlige Anzahl von Steuerspursignalen betragt. Die endgültige Einstellung der Köpfe wird mit Hilfe eines geeigneten Bildaufzeichnungsgerätes bestimmt.

Im Betrieb der erfindungsgemäßen Einrichtung wird die Hitze aus der heißen Trommel 17 durch das endlose Band 19 hindurch übertragen, wobei dessen magnetisierbare Seite etwas über dessen Curie-Temperatur erhitzt wird, und wobei die Signale auf dem Originalband 13 spiegelbildartig auf der magnetisierbaren Seite des Endlosbandes 19 kopiert werden, während das endlose Band, das am Originaiband anliegt, unter die Curie-Temperatur abgekühlt wird durch Ableiten der Hitze über den Metalluntergrund. Wenn das Abgekühlte endlose Band 19 mit dem aufzeichnungsfreiem Kopierband 16 in Berührung gelangt, so werden die Signale unter der Einwirkung des vom magnetischen Stimulator 82 erzeugten Magnetfeldes auf die magnetisierbare Schicht des Kopierbandes als zweites Spiegelbild übertragen und kopiert. Beim Lauf des Kopierbandes an der Kopfgruppe 84 vorbei können die kopierten Tonsignale gelöscht werden, so daß über die Aufzeichnungskopfgruppe 85 die vom Originalband 13 an der Wiedergabekopfgruppe 87 reproduzierten Tonsignale elektronisch aufgezeichnet werden können.

Die oben beschriebene Einrichtung wird anfangs so eingestellt, daß sie mit bestimmten festgesetzten Geschwindigkeiten arbeitet, wobei für die ordnungsgemäße Tonaufzeichnung ein Ausgleich vorgesehen wird. Jede Erhöhung der Geschwindigkeit erfordert eine Verstärkte Erhitzung und Abkühlung, wobei die Geschwindigkeit, mit der die Hitze während der Abkühlungsstufe abgeführt werden muß, sehr groß werden kann. Bei Verwendung des oben beschriebenen Beryllium-Kupfer-Endlosbandes mit dem (FeoasCoojs) P-Belag soll die Mindestkühlkapazität wenigstens 400 Kalorien pro Sekunde nach der Formel AvdQT\- T₂) betragen, wobei

A = 0,0032 cm²

ν = 100 cm/sec

d = 8,22gm/cm³

C = 0,10Kalorien/g°C

Ti = 170⁰C und

T₇ = 2O⁰C

Da eine Geschwindigkeit ν von 50 cm/sec für gewerbliche Zwecke mehr als ausreichend ist, und da die Dichte d und die spezifische Wärme C der meisten geeigneten Metalle der des Berylliumkupfers nahekommen, so sollte eine Kühlkapazität von mindestens 200 Kalorien pro Sekunde ausreichen, wenn der Querschnitt des Endlosbandes ungefähr 0,003 cm² beträgt. Bei einer übermäßig hohen Geschwindigkeit v, so kann ein zur Gesamtzeit in keinem angemessenen Verhältnis stehender Anteil aufgewendet werden für das Einführen und das Herausnehmen der Bänder, so daß eine Spitzengeschwindigkeit vcn 400 cm/sec für alle Zwecke ausreichen sollte.

Wird das Originalband für die weitere Benutzung zurückgespult, so wird die Andruckrollenanordnung 72 zurückgezogen und die Vakuumsäule 69 außer Betrieb gesetzt, so daß die Spule 11 mit hoher Geschwindigkeit angetrieben werden kann. Die Vakuumsäule 73 bleibt beim Zurückspulen in Betrieb, um eine Schleifenbildung im Band zu verhindern und einen Riß des Bandes zu ermitteln. Rückspulgeschwindigkeiten von ungefähr 600 — 700 cm/sec können ohne Schwierigkeiten erreicht werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

1. Einrichtung zum Herstellen von Direktbndkopien magnetischer Signale von einem magnetischen s Hauptaufzeichnungsmedium auf ein magnetisches Kopieraufzeichnungsmedium, welche beiden Medien eine magnetisierbare Seite aufweisen, über