DE2829051A1 - Mit hilfe von elektrischen entladungen arbeitende druckvorrichtung sowie deren werkzeug - Google Patents

Description

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REX BOTABY INTERNATIONAL CORPORATION A/S, 21-25 Blokken, DK-34-60 Birkerod, Dänemark

Mit Hilfe von elektrischen Entladungen arbeitende Druckvorrichtung sowie deren Werkzeug

Die Erfindung betrifft das Herstellen von Faksimiles, insbesondere durch Verwendung einer mit Hilfe von elektrischen Entladungen arbeitenden Druckvorrichtung. Ein solches System kann z.B. dort verwendet werden, wo eine Faksimile-Kopie von einem an einer Sendestation abgetasteten Original an einer Empfangsstation erzeugt werden soll, oder in einer Vorrichtung zur Abtastung des Bildes eines Originals, um eine Faksimile-Kopie in einem anderen Träger zu erzeugen, z.B. beim elektronischen Schneiden von Druckschablonen mit Hilfe von Entladungen. Der Begriff Drucken ist hier im weitesten Sinne aufzufassen und umfasst generell das Schneiden von Schablonen, die Bildübertragung und die Bildbearbeitung.

Das Drucken mit Hilfe elektrischer Entladungen (wie oben angesprochen) wird bei der Herstellung von Druckschablonen angewendet, wo das Originalbild auf einem Blatt Papier abgetastet und ein entsprechendes Bild in Form von färbstoffdurchlässigen Flächen auf einem ansonsten farbstoffundurchlässigen Schablonenblatt erzeugt werden soll, das nachfolgend zum Be-

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drucken von einer Vielzahl von Kopierblättern mit dem gleichen Bild verwendet werden kann. Dabei werden elektrische Entladungen ausgenutzt, die über eine Strecke auftreten, welche zwischen einer leitfähigen Drehtrommel und einer nahe der Oberfläche einer auf der Trommel befindlichen Schablone angeordneten Werkzeugspitze liegt. Die an dem Spalt zwischen der Werkzeugspitze und der Trommel herrschende elektrische Spannung muss mindestens gleich der Durchbruchsspannung des Schablonenmaterials sein, so dass das farbstoffundurchlässige Mittel der Schablone örtlich vertrieben wird, wodurch örtlich, in den Bildbereichen der Schablone, eine farbstoffdurchlässige Stützlage freigelegt wird. Wenn diese Schablone dann zum Drucken von Kopien verwendet wird, hindern die bildfreien Flächen, in denen das farbstoffundurchlässige Mittel nicht angegriffen wurde, den Farbstoff am Durchdringen der Schablone, wohingegen in den Bildflächen, in denen das farbstoffundurchlässige Mittel unter Zurücklassung farbstoffdurchlässiger Regionen vertrieben worden ist, der Farbstoff die Schablone durchdringen und in Kontakt mit den Kopierblättern kommen kann.

Bekanntlich werden dünne drahtartige Werkzeuge zum Schneiden der Schablonen verwendet, und es ist Aufgabe der Erfindung, eine hierzu alternative Werkzeugform zu schaffen, die bei allen Druckarten, bei denen elektrische Entladungen benutzt werden, angewendet werden kann.

Gemäss der Erfindung wird nun ein Werkzeug der in Rede stehenden Art geschaffen, das ein leitfähiges Blatt mit einer Ecke aufweist, die bei Gebrauch als Werkzeugspitze dient, sowie Einrichtungen, um elektrische Energie von einer unter Anwendung elektrischer Entladungen arbeitenden Druckvorrichtung, in der das Werkzeug benutzt wird, dem Werkzeug zuzuführen.

Gemäss einer besondere Ausführungsform der Erfindung kann das Blatt kreisförmig ausgebildet und um eine Achse drehbar sein,

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die parallel zu aber in Abstand von der Oberfläche der Kopierblatt-Trägertrommel der Druckvorrichtung verläuft, in der das Werkzeug verwendet werden soll, wobei das kreisförmige Blatt auf dem Umfang eine Aussparung aufweist, die an der in Nachbarschaft zur Oberfläche der Kopierblatt-Trägertrommel anzuordnenden Werkzeugspitze in den Kreisumfang des Blattes übergeht.Bei einer derartigen Anordnung wird das kreisförmige Blatt in einer Drehrichtung derart beaufschlagt, dass die Schneid- bzw. Werkzeugspitze zur Oberfläche der Trommel hin gedrückt wird, wodurch die Abtragung der Werkzeugspitze beim Schneiden der Schablone mittels Funkenentladung durch die Rotation der Werkzeugscheibe automatisch kompensiert wird.

In einer anderen Ausführungsform kann das Blatt aus einem Plättchen mit zwei sich unter einem Winkel an einer die Schneidspitze des Werkzeugs bildenden Ecke treffenden Kanten bestehen. Dabei kann das Werkzeugblatt einstückig mit einem elastischen Halter ausgebildet sein, der an der Druckvorrichtung derart befestigbar ist, dass die Schneidspitze in elastischer Weise und in unmittelbarer Nachbarschaft zur Oberfläche der Kopierblatt-Trägertrommel gelagert ist. Vorzugsweise wird der elastische Halter durch eine im allgemeinen ebene, elastische Stützplatte gebildet, wobei das Werkzeugblatt als im rechten Winkel zu der ebenen Stützplatte umgebogener Lappen vorliegt.

Gemäss einer weiteren Ausführungsform kann das Werkzeug in Form einer leitfähigen, auf einem isolierenden Träger ausgebildeten Bahn vorliegen.

Ferner wird mit der Erfindung eine unter Anwendung elektrischer Entladungen arbeitende Druckvorrichtung, z.B. ein Schablonenschneider, geschaffen, die mit einem Werkzeug versehen ist, das aus einem Blatt mit zwei sich an einer Schneidspitze schneidenden Kanten besteht. Das Blatt kann insgesamt leitfähig sein.

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Es kann aber auch aus einem Isoliermaterial bestehen, das mit einer leitfähigen Bahn versehen ist, die z.B. durch einen aufgebrachten dünnen EiIm gebildet wird.

Gemäss einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist das Werkzeug zwei Blätter mit jeweils einer Werkzeugspitze auf, wobei jedes Blatt mit einer zugehörigen Einrichtung zur elektrischen Energieversorgung verbunden und an einem Träger aus Isoliermaterial angebracht ist. Ein solches Werkzeug ist insbesondere für ein Drucken mit zwei gekoppelten Kanälen geeignet (twin-channel interlaced printing).

Vorzugsweise besteht der Träger aus einer Scheibe, die die Werkzeuge in Form von zwei leitfähigen Bahnen aufweist, wobei jede entlang dem Umfang einer der Seitenflächen der Scheibe angeordnet ist. Die Einrichtungen zur Versorgung der Bahnen mit elektrischer Energie können dann Schneidringe aufweisen, die in Kontakt mit der Scheibe kommen, wenn die Scheibe in die Druckvorrichtung eingebaut wird. Die Trägerscheibe kann darüberhinaus eine Aussparung mit einem konkaven Rand aufweisen, der den kreisförmigen Rand der Trägerscheibe an der als Schneidspitze dienenden Ecke schneidet.

Ferner kann der Träger eine flexible isolierende Platte mit getrennten elektrisch leitfähigen Bahnen aufweisen. Zweckmässigerweise können die Bahnen aus einem Kohlefilm bestehen, der auf das Isoliermaterial aufgetragen ist. Jedoch kann auch jedes andere leitfähige Material verwendet werden.

Die Tastzeit beim Drucken unter Anwendung elektrischer Entladungen lässt sich reduzieren, wenn eine mehrkanalige Vorrichtung vorgesehen wird, bei der jeder Kanal einen eigenen Abtastkopf aufweist, so dass zwei oder mehrere verschiedene gekoppelte Abtastzeilen bzw. -linien gleichzeitig durchlaufen werden können, wobei im Falle des Schablonenschneiders zwei nahe bei-

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einanderliegende Tastzeilen gleichzeitig auf der Schablone geschnitten werden.

Daher bezieht sich die Erfindung auch auf eine mehrkanalige, mit Hilfe von elektrischen Entladungen arbeitende Druckvorrichtung mit einer Einrichtung zum gleichzeitigen Abtasten von mindestens zwei verschiedenen gekoppelten Abtastzeilen und einer gleichzeitig zwei entsprechende gekoppelte Zeilen auf einem Kbpierblatt mit Hilfe von Entladungsvorgängen druckende Einrichtung, wobei erfindungsgemäss die Einrichtung zum Drucken zweier gekoppelter Zeilen ein Werkzeug mit zwei elektrisch leitfähigen Blättern aufweist, die an einem elektrisch isolierenden Träger angeordnet und mit Einrichtungen versehen sind, die die zwei Blätter unabhängig voneinander und in Abhängigkeit von der Abtastung der zugehörigen Abtastzeilen auf dem Original elektrisch erregen bzw. mit elektrischer Energie versorgen. Bei einem derartigen mehrkanaligen Drucken lässt sich durch die Verwendung eines einzigen, mehrere Spitzen aufweisenden Werkzeugs am Schneidkopf die sorgfältige Abstimmung der letzten mit einem Kopf abzutastenden Zeile und der ersten bereits durch den anderen Kopf abgetasteten Zeile vermeiden, wie es der Pail ist, wenn zwei Köpfe in grossem Abstand zueinander verwendet werden, um getrennte bzw. verschiedene nicht-gekoppelte Bereiche auf dem Original zum gleichzeitigen Schneiden von zwei entsprechenden getrennten Bereichen der Schablone abzutasten.

Bei einem We rkzeug mit doppelter Spitze ist es möglich, das Werkzeug durch ein neues zu ersetzen (was durch eine gewisse Abnutzung erforderlich sein kann), ohne den Abstand zwischen den zwei Schneidköpfen wieder sorgfältig einstellen zu müssen, wie es der Fall ist, wenn zwei in grossem Abstand zueinander liegende Werkzeuge verwendet werden.

Wenn am Abtastkopf eine einzige Lichtquelle für die zwei Kanäle

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verwendet wird, kann die Steuerung der Helligkeit bei der Ausleuchtung von zwei abgetasteten Punkten mit einem äusserst geringen Aufwand an optischen Mitteln im Abtastsystem erfolgen. Aufgrund des engen Abstandes der Abtastköpfe kann in vorteilhafter Weise die Fiberglasoptik zur Aufnahme des von den jeweils abgetasteten Punkten reflektierten Lichtes und zur Übertragung dieses Lichtes auf die jeweiligen Lichtumwandler der Abtastkanäle verwendet werden.

Die Verwendung eines Werkzeugs mit doppelter Spitze eröffnet ferner die Möglichkeit, zwei Tastzeilen so nahe aneinander zu legen, dass ein einziges optisches System zur Übertragung des von den zwei gleichzeitig abgetasteten Punkten des Originals reflektierten Lichtes verwendet werden kann. Daher kann sine einzige Lichtquelle das Licht auf die gesamte abgetastete Fläche werfen, wobei eine einzige Linse mit Hilfe von Scheibenblenden die reflektierten Lichtstrahlen unter Verstärkung von den abgetasteten Punkten zu den zugehörigen Fotodioden oder anderen fotoelektrischen Umwandlern übertragen kann.

Ein weiterer Vorteil der gekoppelten Kanäle ist darin zu sehen, dass ggf. nur einer der zwei Kanäle verwendet werden kann, wob ei der Durchiaufabstand des Abtast- und des Schneidkopfes im Grunde nicht grosser als bei mehrkanaliger Zeilensprungabtastung (gekoppelte KanäleI) ist, so dass ohne irgendwelche Änderungen an dem herkömmlichen Durchlaufmechanismus zwischen dem einkanaligen oder dem mehrkanaligen Abtastverfahren gewählt werden kann.

Vorzugsweise ist die Koppelung derart, dass die Zeilen, die abgetastet und gleichzeitig geschnitten werden, aneinander angrenzende Zeilen des Originals und der Kopie sind. Jedoch kann jeder andere Kopplungsgrad ins Auge gefasst werden, der eng aneinander angeordnete Abtastköpfe und Schneidköpfe zulässt, sofern der Abstand zwischen den gleichzeitig abgetasteten Tast-

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zeilen ein ungeradzahliges Vielfaches von dem halben Abstand der Tastzeilen auf dem Bild ist, bzw. wenn die zwei Abtastköpfe zu verschiedenen Zeiten die gleichen Zeilen des Bildes abtasten.

Dieses mehrkanalige Drucken mit Hilfe von elektrischen Entladungen lässt sich ferner zur Erzielung höherer Arbeitsgeschwindigkeiten beim Schneiden von Schablonen in vorteilhafter Weise"Ca) in einem Bildübertragungsgerät anwenden, wo ein Nachbild an einer Empfangsstation entsprechend einem an einer Sendestation abgetasteten Bild aufgebaut wird und die Datenverarbeitungsgeschwindigkeit des Datenübertragungsgerätes begrenzt ist, insofern als damit die Bildübertragung beschleunigt werden kann, sowie (b) bei der Bildverarbeitung, wo die Geschwindigkeit der Bildabtastung zur Umwandlung der Bildinformation in digitale Daten (und damit Verdoppelung der Umwandler) begrenzt ist, wobei die Umwandlungsgeschwindigkeit der Bildinformation durch gleichzeitiges Abtasten von zwei Zeilen erhöht werden kann.

Weitere Vorteile, Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden, anhand der beiliegenden Zeichnung erfolgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele. In der Zeichnung stellen dar:

Figur 1 eine perspektivische Ansicht eines ersten Werkzeugblattes, das einstückig mit einem Träger ausgebildet ist,

Figur 2 die Spitze des Werkzeugs in Figur 1,

Figur 3 eine perspektivische Ansicht einer anderen Werkzeugausführung, bei der die Werkzeugspitze an einem separaten elastischen Träger befestigt werden muss,

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Figur 4- eine weitere Ausführungsform des Werkzeugs

mit einem an seinem Träger befestigten Werkzeugblatt ,

Figur 5 eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform des Werkzeugblattes in Verbindung mit
der Kopierblatt-Trägertrommel der Druckvorrichtung, die in diesem Falle ein Schablonenschneider ist,

Figur 6 eine schematische, die Geometrie des Werkzeugs der Figur 5 zeigende Ansicht,

Figur 7 in vergrössertem Maßstab eine schematische Ansicht zur Veranschaulichung der Abnutzungserscheinungen des Werkzeugs in Folge der Schleifwirkung, die durch ein an der Schablonen-Trägertrommel gewöhnlicherweise befestigtes
Schmiergelpapier hervorgerufen wird,

Figur 8 in vergrössertem Maßstab die geometrische Form der Schneidspitze eines typischen Werkzeuge
blattes,

Fig.9a,9t> perspektivische Ansichten zweier weiterer Ausführungsformen eines erfindungsgemässen Werkzeugs für ein zweikanaliges Verfahren,

Figur 10 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemässen Werkzeugs mit doppelter Spitze zum
Gebrauch in einem Doppelkanal-Schablonenschneider und

Figur 11 eine Seitenansicht des Werkzeuges 10, wenn dieses in Betrieb ist.

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Es wird nun Bezug auf Fig.1 genommen, die ein allgemein mit 1 bezeichnetes Werkzeug, das mit einer Stichel vergleichbar ist, zeigt. Das Werkzeug 1 weist eine Trägerplatte 2 aus rostfreiem Stahl auf sowie an einem Ende einen das Werkzeugblatt bildenden umgebogenen Lappen 3·

Die Trägerplatte weist ein paar Löcher 4 auf, die zur Befestigung an einem Schablonenschneider dienen, in dem das Schneidwerkaeug verwendet werden soll, sowie einen sich quer erstreckenden Schlitz, wodurch zwei schmale seitliche Bereiche 6a und 6b gebildet werden, die als den Kopfbereich 2a der Trägerplatte abstützende Blattfedern wirken, wodurch das Werkzeugblatt gegenüber der Abstützung, an der der Hauptteil der Trägerplatte mit Hilfe der Befestigungslöcher 4 befestigt wird, in elastischer Weise gehalten wird. Die Bereiche 6a und 6b bestimmen daher bei einer elastischen Biegung des gesamten Werkzeuges 1 das Zentrum der Bewegung der Werkzeugspitze 3.

Das Werkzeug 1wird in einem einzigen StampfVorgang hergestellt, bei dem die Befestigungslöcher 4 und der Schlitz 5 ausgestanzt, ein zwischen der schrägen Kante 2b der Trägerplatte 2 und der hinteren Kante 3a des Werkzeugblattes liegender dreieckförmiger Einschnitt geschnitten und der das eigentliche Werkzeugblatt 3 bildende Lappen aus der Ebene der Trägerplatte heraus, in diesem Falle um 90°, umgebogen werden. Die Faltlinie, an der. das Werkzeugblatt 3 an den Kopfabschnitt 2a der Trägerplatte 2 angrenzt, liegt dabei derart, dass die mittlere Ebene des Werkzeugblattes 3 durch die mittlere Längsachse der Trägerplatte 2 läuft, d.h.durch die Linie, die durch den Mittelpunkt der zwei Löcher 4 und des Schlitzes 5 verläuft.

In Figur 2 ist ein Ausschnitt des Werkzeugblattes der Figur 1 gezeigt, aus dem entnommen werden kann, dass, obwohl die hintere Kante 3a des Werkzeugblattes gerade verläuft, die vordere Kante 3b derart gekrümmt ist, dass ein spitzer Winkel w zwi-

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sehen, der Kante 3b und der geraden unteren Kante 3c an der Werkzeugspitze 3d auftritt.

Die Bedeutung des Winkels w wird später erläutert.

Figur 3 zeigt eine andere Ausführungsform des Werkzeugs, bei der ein allgemein mit 10 bezeichnetes Werkzeug einen oberen Befestigungsabschnitt 11 und ein unteres Werkzeugblatt 12 aufweist, das die gleiche gekrümmte Vorderkante 12b und eine gerade hintere Kante 12a wie das Werkzeugblatt der Figur 2 hat. Der Befestigungsabschnitt 11 des abgewinkelten Werkzeugs 10 kann an einem (nicht gezeigten) Träger mit Hilfe geeigneter Mittel, z.B. durch Löten, befestigt werden.

In Figur 4· ist eine weitere Ausführungsform eines allgemein mit 20 bezeichneten Werkzeugs dargestellt, das gemäss der Zeichnung einen Träger 21 und an einem Ende ein Werkzeugblatt 22 aufweist. Der Träger 21 ähnelt dem Werkzeugträger bekannter Schablonendrucker, wobei gezeigt ist, dass lediglich eine einfache Änderung notwendig ist, um den Werkzeugdraht eines bekannten Schneidgerätes durch das Werkzeugblatt 22 gemäss der Erfindung zu ersetzen.

Für das Werkzeugblatt der Figuren 1 bis 4- kann irgendein geeignetes, verschleissfestes und elektrisch leitfähiges Material gewählt werden, das vorzugsweise einen hohen Schmelzpunkt aufweist, z.B. Kohlenstoff, Wolfram, Tantal oder Molybden. Diese Materialien haben bessere Verschleisseigenschaften als Aluminium und Kupfer und ihre Legierungen, die jedenfalls bei der Lichtbogenbildung sich leicht wellen, und werden aus diesen Gründen bevorzugt. Stahl, Kupfer und die Legierungen davon können leicht bearbeitet werden und könnten daher für komplexere Werkzeugformen in Betracht gezogen werden, würden aber-normalerweise nur für die mechanische Abstützung einer Werkzeugspitze aus einem Material mit höherem Schmelzpunkt, wie z.B.

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Nickel, verwendet werden.

In den in den Figuren 1 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispielen besteht das Werkzeugblatt aus einer Molybdenfolie mit einer Dicke von 50 /u. -

Eine völlig andere Form eines Werkzeugblattes ist in Figur 5 gezeigt, in der eine Scheibe 30 gezeigt ist, die im Gegenuhrzeigersinn um eine Achse y\ drehbar ist und einen im allgemeinen kreisförmigen Umfang 32 aufweist, der lediglich durch eine konkav gewölbte Aussparung unterbrochen ist, die an einem Ende am Umfang 32 zur Bildung einer Werkzeugspitze 34- angrenzt. Diese Spitze 34 ist der Oberfläche einer Schablonen-Trägertrommel 35 benachbart, die sich bei Gebrauch des Schablonenschneiders dreht, um die Schablonenoberfläche an der Schneidspitze 3^ in Richtung der Tangente 36 der Trommel vorbeizuführen.

An der Werkzeugspitze 34 schliesst die Tangente 37 des kreisförmigen Umfangs 32 der Werkzeugscheibe 30 einen Winkel u mit der Tangente 36 ein, wohingegen die Tangente 38 der gewölbten Aussparung 33 einen Winkel ν mit der Tangente 36 einschliesst. Wie zu sehen ist, entspricht der Winkel an der Spitze (der in Figur 2 mit w bezeichnet ist) den spitzen Winkel zwischen den Tangenten 37 und 38 und würde natürlich grosser als der Winkel u in Figur 5 sein.

Es wurde herausgefunden, dass die Form der Spitze 34, die in der schematischen Darstellung der Figur 6 genauer gezeigt ist, für eine gute Schneidleistung beim Schablonenschneiden unter Anwendung von Funkenentladungen verantwortlich ist und dass diese Ausführung darüberhinaus den Vorteil, hat, dass die Abnützung automatisch kompensiert wird, wie nun im folgenden erläutert wird.

Eine leichte Torsionsfeder, in diesem Falle eine Uhrfeder 39,

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beaufschlagt die Scheibe 30 im Sinne einer Drehung im Uhrzeigersinn, so dass, wenn die Spitze 34 abgetragen bzw. errodiert ist, ein neuer Schnitt (z.B. 34b in Fig.7) zwischen dem Kreisumfang 32 und der nunmehr (durch Errosion) modifizierten Kontur 33 der Aussparung als Schneidspitze dienen kann.

Figur 7 veranschaulicht die Wirkung von mehreren stufenweisen Abtragungen der Werkzeugscheibe 30, die durch Verschleiss verursacht werden, und zeigt, dass die anfängliche Spitze 34a einen spitzen Winkel zwischen den Tangenten 37 und 38 aufweist, der kleiner als der entsprechende spitze Winkel an der nachfolgenden Spitze 34b ist. Die darauffolgende, dritte Spitze 34c und die weiterhin folgenden Spitzen 34d, 34e usw. haben alle den gleichen Winkel bezogen auf die Tangenten wie die Spitze 34b, obwohl in diesem Falle der Winkel ein stumpfer von einheitlicher Grosse ist.

Figur 6 zeigt im einzelnen die Form der SchabIonen-Trägertrommel 35· Diese Trommel weist eine zylindrische Aussenflache 40 auf, auf der der Schablonenrohling zunächst zum Schneiden festgeklemmt wird, wobei in einem Abstand H oberhalb der Schablonenoberfläche 40 ein Streifen 41 aus Schmirgelpapier an der Trommel befestigt ist, der sich in axialer Hichtung über die Trommeloberfläche erstreckt und gewöhnlich durch eine Klammervorrichtung (nicht gezeigt) gehalten wird, die das obere und das untere Ende der Schablone festhält. Der Schmirgelstreifen 41 kommt pro Umdrehung der Trommel einmal in Eingriff mit der Werkzeugspitze 34 und sorgt dafür, dass die Werkzeugspitze sauber und scharf bleibt. Ferner verhindert der Schmirgelstreifen eine unsystematische Abtragung infolge der Funkenbildung beim Gebrauch des Werkzeuges.

Bei jeder Umdrehung der Trommel 35 läuft der Streifen 41 einmal am Werkzeug vorbei und drückt die Spitze von der Trommeloberfläche 35 weg, wobei diese ein wenig abgeschliffen wird, um sie

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sauber zu halten. Demgegenüber konnte das Schleifen des Werkzeugs nach dem Stand der Technik nur für eine begrenzte Anzahl von Schablonen durchgeführt werden. Danach muss das Werkzeug entweder wieder eingestellt oder gar ersetzt werden. Mit der in Figur 5 dargestellten Werkzeugscheibe 30 ist es möglich, mit Hilfe der Uhrfeder 39 die Werkzeugspitze 34- jedes Mal um ein Stück vorzurücken, so dass immer eine saubere, scharfe Spitze an dem gewünschten Ort in Bezug auf die Oberfläche der Schablone vorliegt. Auf diese Weise findet eine Art von Selbsterneuerung und Selbsteinstellung der Werkzeugspitze statt.

Die Werkzeugscheibe der Figur 5 kann entweder eine Scheibe aus leitfähigem Material, z.B. eine Molybdenfolie von 50 M Dicke sein oder in Form einer Isolierscheibe vorliegen, die an ihrer ümfangskante eine leitfähige, einen Teil der Werkzeugelektrode bildende Bahn aufweist. In letzterem Falle kann die Scheibe aus irgendeinem geeigneten Material, z.B. aus einem keramischen Material, bestehen, wobei die Bahn durch einen Kohlefilm gebildet sein kann.

Der Mechanismus, der die Spitze 54 in einem geeigneten Winkel zum Schleifen hält, ist am besten in Figur 6 dargestellt.

Der Schmirgelstreifen 41 ist, wie oben erläutert, in einem radialen Abstand H über der Schablonenoberfläche angebracht, so dass, wenn man einmal die Dicke der an der Trommel zu befestigenden Schablone ausser Acht lässt, der Ort, an dem die Scheibe 30 durch, das Schmirgelpapier geschliffen wird, um eine Strecke H weiter von der Drehachse 42 der Trommel 35 entfernt liegt als der Ort, den die Spitze 34 beim Schneiden der Schablone unter Anwendung der Funkenentladung einnimmt.

Die in Figur 5 gezeigte Feder 39 drückt das Werkzeug im Gegenuhrzeigersinn, sobald der Schmirgelstreifen 41 vorbeigelaufen ist, und bringt die Spitze 34 in ihre "Schablonenschneidposition"

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zurück, von wo aus sie in die "Werkzeugschleifposition" wieder angehoben wird, wenn der Schmirgelstreifen 41 das nächste Mal an der Werkzeugspitze vorbeikommt.

Nun ist die Tangente 38a der gewölbten Aussparung 33 der Scheibe 30 (in der "Werkzeugschleifposition") gleichzeitig die Tangente der Kreisbahn des Schmirgelstreifens 41. Sobald die Werkzeugscheibe 30 sich im Gegenuhrzeigersinn nach unten zur Oberfläche der Schablone hin bewegt, dreht sich auch die Tangente 38a im Gegenuhrzeigersinn und nimmt die durch die Linie 38 in Figur 5 gezeigte Position ein, wodurch natürlich ein Winkel ν von der Tangente 36 der Oberfläche 4-0 der Trommel 35 und der Tangente 38 der Aussparung 33 eingeschlossen wird.

Daher ergibt sich bei dieser kreisförmigen Scheibenforri des Werkzeuges nach der Drehbewegung eine freie, genau bestimmte Schneidspitze am Werkzeugende.

Es wird nun auf Figur 8 Bezug genommen. Dort ist im einzelnen die Schneidspitze 34 in Seitenansicht dargestellt.

Aus dieser stark vergrösserten Darstellung geht hervor, dass die Trommeloberfläche (der Einfachheit halber) ohne weiteres als ebene Fläche angesehen werden kann, wobei ein ziemlich kleiner Winkel u zur Darstellung des Grenzfalles gewählt worden ist, in dem aufgrund des flachen Neigungswinkels des zylindrischen Abschnitts 32 der Werkzeugscheibe relativ zur Schablonenoberfläche der Spalt zwischen einem freiliegenden Teil der Trommeloberfläche 40 unter einem zuvor ausgebildeten Loch 44" oder 44"' dergestalt ist, dass die Funkenbildung durch dieses Loch hindurch stattfinden kann, um das Loch zusätzlich zu erweitern. Zwar ist eine gewisse, das Loch erweiternde Sekundärabtragung wünschenswert, jedoch muss man diese"natürlich in Grenzen halten.

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Wie aus Figur 8 hervorgeht, in der der Winkel u sehr klein ist, ist das durch Entladung an der Werkzeugspitze 34 momentan geschnittene Loch mit 44' bezeichnet, wobei das in dieser Tastzeile unmittelbar vorhergehende Loch mit 4-4·" und das dem Loch 4-4·" unmittelbar vorhergehende Loch mit 44-"' bezeichnet ist. Wie in Figur 8 gezeigt, nimmt der Lochdurchmesser vom Loch 44' zum Loch 44"' fortschreitend zu. Bei einem flachen Winkel u zwischen der Kante 32 und der Schablonenoberfläche 4-3 kann, falls die Durchbruchspannung der Schablone relativ gross ist, die gewünschte Sekundärabtragung zur Erweiterung der Löcher anstelle einer Durchbruchsentladung an der Spitze 34 zum Schneiden des Loches 4-4-' zu einer unerwünschten, von der Werkzeugspitze 34 über die Oberfläche der Schablone 4-3 zum Loch 4-4-" verlaufenden Entladung führen. Dadurch ergibt sich eine Zunahme des Abstandes zwischen den aufeinanderfolgenden Löchern in der gleichen Tastzeile, die es zu vermeiden gilt, da sie die vertikale Auflösung des Schablonenbildes beeinträchtigt. Um diese Möglichkeit auszuschalten, muss der Winkel u grosser gemacht werden. Diese Erscheinung wird vollständig vermieden, wenn u Ξ=» 90°.

In der Praxis hat sich herausgestellt, dass die Vergrösserung des Durchmessers des Loches infolge der Sekundärabtragung kleiner als 2096 ist, wenn u ^=* 57°, und die Vergrösserung des Durchmessers besser als 10% ist, wenn u Ξ> 66°. Zur Erzielung optimaler Ergebnisse ist daher ein Winkel u Ξ> 55° vorzuziehen.

Da die Schablone auf der rechten Seite der Figur 8 keine unmittelbar unter der Kante 33 des Werkzeuges liegende Löcher aufweist, besteht dort nicht die Tendenz, dass die Schablone beim Fortschreiten der Schneidspitze 34 durchschlagen wird, es sei denn, dass eine besonders niedrige Durchbruchsspannung für die Schablone ausgewählt worden ist. Daher kann der Winkel ν durchaus relativ klein sein, wie es nach dem zweiten Abschleifen der Spitzen 34b, 34c, 34d, 34e usw. (Figur 7), wohingegen der Winkel

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u natürlich beträchtlich ist, obwohl der Winkel u für alle Spitzen 34-a, 34b, 34c, 3^d, 34-e usw. der Figur 7 konstant ist.

Die gleiche selbstkompensierende Abriebwirkung an der Werkzeugspitze 3d tritt auch bei der Anordnung der Figuren 1 bis 3 auf, obwohl die Lebensdauer eines solchen Werkzeuges kleiner als die des in den Figuren 5 bis 7 gezeigten Werkzeuges sein wird, da der Umfang an der Kante 12b begrenzt ist. In den Figuren 1 bis 4 ist die Richtung der Fortbewegung der Schablone durch den Pfeil S angegeben.

Die Lappenform des in den Figuren 1 bis 3 gezeigten Werkzeuges kann aufgrund ihrer Einfachheit ohne weiteres für eine Verwendung in einer mehrkanaligen, mit Hilfe von elektrischen Entladungen arbeitenden Druckvorrichtung, z.B. in einer Schneidvorrichtung mit zwei gekoppelten Kanälen, herangezogen werden.

Die Scheibenform des in den Figuren 5 bis 7 dargestellten Werkzeuges ist für eine Verwendung in einer derartigen Schneideinrichtung mit einem Paar Werkzeugspitzen besonders geeignet. Dabei können zwei getrennte, kreisförmige, elektrisch leitfähige Folienblätter, wie z.B. die Scheibe 30 in Figur 5, nebeneinander angeordnet und durch eine isolierende Zwischenscheibe getrennt werden, deren Dicke entsprechend dem zwischen den Werkzeugspitzen beim Gebrauch erforderlichen Abstand vorgegeben ist. Die Scheiben 30 werden vorzugsweise unabhängig voneinander für eine schrittweise Drehung von getrennten Uhrfedern 39 (oder anderen elastischen Vorspannmitteln) beaufschlagt, so dass jedes Werkzeug die optimale Position einnimmt, um den vorangegangenen Abrieb zu kompensieren.

Für das in den Figuren 5 bis 7 gezeigte Werkzeug kann sowohl bei einem einspitzigen als auch bei einem zweispitzigen Schneidkopf, wie oben beschrieben, ein Verriegelungssystem vorgesehen werden, um die Scheibe zeitweilig gegen die Drehung der Vor-

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spanneinrichtung, z.B. einer Uhrfeder 39, festzuhalten, so dass der Werkzeughalter von der Trommeloberfläche für einen Ausbau des Werkzeuges weggezogen werden kann, ohne dass dabei das Werkzeug automatisch in eine Stellung gedrückt wird, in der beim nächsten Absenken des Werkzeuges zur Trommel 35 hin die Schneidspitze 34- gerade so zu liegen kommt, dass anstelle der Schneidspitze y\ am Schnittpunkt des Kreisumfangs 32 und des Umfangs 33 der konkaven Aussparung ein Teil des Kreisumfangs 32 der Schablone zugewandt ist.

Wenn der doppelspitzigen Werkzeuganordnung die Lappenform des in den Figuren 2 und 3 gezeigten Werkzeuges zugrundegelegt wird, kann die Anordnung derart getroffen werden," wie sie in den Figuren 9a und 9b gezeigt ist, wo zwei derartige Lappen 53 an einer gemeinsamen elastischen Halteplatte 52 angeformt oder alternativ hierzu befestigt sind.

Obwohl die Figuren 9a und 9b zwei verschiedene Formen eines Werkzeugs mit zwei Spitzen zeigen, könnten auch ,jeweils zwei getrennte Werkzeuge vorgesehen sein, die aus einem FederStahlband gebildet sind und die Trägerplatte 52 aufweisen, die an einem Ende einen im rechten Winkel entlang einer parallel zur Hauptachse des Bandes 52 laufenden Faltlinie umgebogenen Lappen 53 trägt.

Jedes Band bzw.-jeder Streifen 52 weist ein Paar Löcher 54· auf, mit denen das Werkzeug an einem isolierenden Träger 51 befestigt werden kann, sowie einen Schlitz 55, der sich quer zum Streifen erstreckt, um ihn flexibler zu machen. Die Ecke 53a eines jeden Lappens 53 bildet die Funkenentladungsspitze des Werkzeuges.

Bei dem oben angegebenen doppelspitzigen Werkzeug werden für den isolierenden Träger 51 bevorzugt· Materialien wie Kapton (eingetragenes Warenzeichen), Epoxydharze und keramische Ma-

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terialien verwendet. Die bevorzugten Materialien für die leitfähige Werkzeugbahn oder -Platte sind Kohlenstoff, Wolfram, Molybden, Graphitfasern und rostfreier Stahl. Davon abgesehen können natürlich auch andere Materialien verwendet werden.

Das in den Figuren 9a oder 9b dargestellte Werkzeug kann natürlich ohne weiteres aus der Maschine ausgebaut und durch ein anderes qualitätskontrolliertes Werkzeug ersetzt werden, so dass es nicht nötig ist, das Werkzeug zu justieren. Dadurch ist es auch bei einem Raumbetrieb nicht nötig, dass der Bedienungsmann ein spezielles Training zum Einstellen und Ausrichten der Werkzeugspitzen absolviert hat, wie es der Fall sein muss,wenn keine relativ komplexe Einrichtung zur Selbsteinstellung vorgesehen ist.

Figur 10 zeigt eine perspektivische Ansicht einer weiteren Werkzeugform, bei der der Träger nunmehr aus einer Scheibe 56 aus isolierendem Material besteht, die zwei auf Abstand gehaltene, elektrisch getrennte Bahnen aufweist (von denen in Figur 10 nur eine, nämlich die Bahn 57, dargestellt ist). Die Bahnen werden durch einen Kohlefilm gebildet, der ringförmig auf jeder Seitenfläche der Trägerscheibe nahe dem Umfang aufgetragen ist. Die Dicke der Trägerscheibe ist in diesem Falle die Abmessung d, d.h. der Abstand zwischen den zwei Werkzeugbahnen 57. Die Form dieses Werkzeuges ist in Figur 11 genauer dargestellt, in der gezeigt ist, dass ein konkaves Segment herausgeschnitten ist, wodurch eine konkave Kante 58 gebildet wird, die an der Schneidspitze 60 an den Umfang 59 des Trägers angrenzt. Die Anordnung ist hierbei derart getroffen, dass der spitze Winkel u zwischen der Tangente der Schablone und der Tangente der Umfangskante 59 des Trägers so gross wie möglich ist, wobei noch ein spitzer Winkel ν zwischen der Tangente der Schablone und der Tangente der konkaven Kante 58 von kleinem Wert verbleibt, der nicht so klein ist, dass eine Sekundärentladung stromabwärts von der Spitze 60 auftritt. Diese

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zwei optimalen Werte, nämlich der Wert für den Winkel u und der Wert für den Winkel ν sind auf das Verhältnis zwischen den Radien der Trommel und des Trägers 56 derart bezogen,dass die Drehachse des Trägers 56 und der nächste Punkt der Oberfläche der Trommel 40 in zweckmässiger Weise zusammenwirken.

Die Trägerscheibe 56 kann in der durch den Pfeil 61 in Figur 11 angegebenen Drehrüitung vorgespannt sein, so dass die Schneidspitze 60 durch den schmalen Schmirgelpapierstreifen abgeschliffen wird, der in herkömmlicher Weise in axialer Richtung über die Trommel des Schablonenschneiders laufend zum Zwecke der Reinigung der Werkzeugspitze angeordnet ist, wobei die Scheibe 61 sich fortschreitend im Gegenuhrzeigersinn dreht, um jeweils einen neuen Teil der Trägerscheibe und der Bahnen darzubieten, von denen die Funkenentladung ausgeht. Demgegenüber kann aber die Werkzeugscheibe 56 auch beim Gebrauch des Schneidgerätes in ihrer Stellung fixiert sein und zwischen den Schablonenschneidvorgängen von Hand gedreht werden.

Der Abstand d kann in dieser Ausführungsform vorteilhafterweise 125 /um betragen.

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, um eine elektrische Verbindung zum Werkzeug herzustellen. Z.B. können gemäss den Figuren 9a und 9b jeweils Fahnen 52a vorgesehen sein, die zur elektrischen Erregung der einzelnen Werkzeugplatten 52, 53 dienen, die natürlich selbst elektrisch leitfähig sind. Das andere Werkzeug für den Zweikanalbetrieb, nämlich die mit leitfähigen Bahnen versehene isolierende Scheibe gemäss Figur 10 kann mit Schleifringen od.dgl. (nicht gezeigt) versehen werden, die die elektrische Verbindung zu der Scheibe herstellen, während sie andererseits die Drehung nicht behindern. Ferner kann das in den Figuren 1 bis 4 gezeigte Werkzeug für den Einkanalbetrieb mit Hilfe eines einfachen elektrischen Kontaktes mit Strom versorgt werden, der entweder an der Trägerplatte 2 der Figuren 1 bis 3

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oder an dem Werkzeughalter 21 der Figur 4- an einem Ende angreift _r das ebenfalls der Werkzeugspitze entgegengesetzt ist.

Falls die Abtastzeit weiter verringert werden soll, kann auch ein dreikanaliges Abtastsystem zur Anwendung gelangen. In diesem Falle würde das Werkzeug anstelle von zwei Ecken, wie sie oben für den zweikanaligen Gebrauch beschrieben sind, drei benachbarte Ecken aufweisen.

Wo die Abmessungen der Lichtwandler Grenzen setzen, die sonst die Verwendung eines einzigen optischen Systems mit zwei oder mehreren optischen Kanälen ausschliessen wurden, ist es durch Anwendung optischer Fasern möglich, das Signal von in engem Abstand zueinander liegenden Punkten aufzunehmen und in das optische System einzuspeisen und das Licht entlang divergierender Bahnen zu in grösserem Abstand zueinander befindlichen Fotodioden zu übertragen.

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L e e r s e i f e

Claims (1)

1. 2829Q51

   Wr. rar. tut DIETEK LOl/IS
   IXpl-PTiys. CLAUS PUHLAU
   FRANZ LOH^NSM

   ••00 NORNBERQ 18 826/7

   HEX ROTARY INTERNATIONAL CORPORATION A/S, 21-23 Blokken, DK-3460 Birkerod, Dänemark

   "Mit Hilfe von elektrischen Entladungen arbeitende Druckvorrichtung sowie deren Werkzeug

   Patent-(Schutz-)Ansprüche

   1. Werkzeug zum Drucken mit Hilfe von elektrischen Entladungen, gekennzeichnet durch ein leitfähiges Blatt (3, 12, 22, 30, 53, 57) mit einer als Werkzeugspitze dienenden Ecke (3d, 34, 53a,60) und durch Mittel, um elektrische Energie von einer auf der Entladungsbasis arbeitenden Druckvorrichtung, in der das Werkzeug benutzt werden soll, dem Werkzeug zuzuführen.

   2. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Blatt (30, 57) kreisförmig ist und mit einem Drehlager für eine Drehung um den Mittelpunkt des Kreises des Blattes versehen ist, und dass das kreisförmige Blatt auf seinem Umfang eine konkave Aussparung (33, 58) aufweist, die an der die Werkzeugspitze bildenden Ecke in den Kreisumfang (32, 59) übergeht.

   3. Werkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das kreisförmige Blatt in einer Drehrichtung derart vorgespannt ist, dass bei einer Bewegung in dieser Drehrich-

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   tung die zwischen der im allgemeinen kreisförmigen Umfangskante (32, 59) und der peripheren Aussparung (33, 58) liegende Werkzeugspitze (34, 60) von der im allgemeinen kreisförmigen Umfangskante des Blattes wegwandert, und zwar in Hichtung auf die periphere Aussparung.

   4. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Blatt aus einem Plättchen (3, 53) mit zwei sich an der Ecke (3d, 53a) treffenden Kanten (3, 3h) besteht.

   5. Werkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Blatt O, 53) einstückig mit einem elastischen Halter (2, 52) ausgebildet ist, der an der Druckvorrichtung derart befestigbar ist, dass die als Schneidspitze dienende Ecke (3d, 53a) in elastischer Weise und en.die Oberfläche des Kopierblatt-Trägers der Druckvorrichtung angrenzend gelagert ist.

   6. Werkzeug nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der elastische Halter (2, 52) eine im allgemeinen ebene, elastische Trägerplatte ist und dass das Werkzeugblatt durch einen in rechtem Winkel zu der Trägerplatte umgebogenen Lappen (3, 53) gebildet ist.

   7. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Blatt eine leitfähige, auf einem isolierenden Träger (56) ausgebildete Bahn (57) ist.

   8. Werkzeug nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, dass die leitfähige Bahn (57) als dünner Film auf dem isolierenden Träger (56) aufgebracht ist.

   9. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwei, jeweils eine Werkzeugepitie (53a« 60) aufweisende Blätter (53 » 57) vorgesehen eind, die jeweils

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   mit einer zugehörigen Einrichtung zur elektrischen Energieversorgung des Werkzeugs verbunden sind und die an einem Träger (51» 56) aus isolierendem Material angebracht sind.

   10. Werkzeug nach Anspruch 9 und in Verbindung mit den Ansprüchen 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Trä ger eine Scheibe (56) ist, die die Blätter in Form von zwei leitfähigen Bahnen aufweist, von denen Jede entlang dem Umfang auf einer der Seitenflächen der Scheibe aufgebracht ist.

   11. Werkzeug nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtungen zur elektrischen Energieversorgung der Bahnen Schleifringe od.dgl. aufweisen, die im eingebauten Zustand der Scheibe in Kontakt mit der Scheibe (56) stehen.

   12. Werkzeug nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerscheibe (56) eine Aussparung (58) mit einer konkaven Kante aufweist, die die kreisförmige Kante (59) der Trägerscheibe (56) an der als Schneidspitze dienenden Ecke (60) schneidet.

   13* Werk*eug nach eines der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Bahnen (57) aus einem Kohlefilm bestehen, der auf dem isolierenden Träger (56) aufgebracht ist.

   14. Hit Hilfe yon elektrischen Entladungen arbeitende Druckvorrichtung mit einer drehbaren Kopierblatt-Trägertrommel, dadurch gekennzeichnet, dass ein Werkzeug gemäss Anspruch 2 oder 3 neben der Trägertrommel (40) derart angeordnet ist, dass die Drehachse der Werkzeugscheibe (56) parallel zu aber auf Abstand von einer Erzeugenden der

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   Oberfläche der Kopierblatt-Trägertrommel (4-0) verläuft.

   15· Mehrkanalige, mit Hilfe von elektrischen Entladungen arbeitende Druckvorrichtung mit einer Abtasteinrichtung zum gleichzeitigen Durchlaufen von mindestens zwei verschiedenen gekoppelten Tastzeilen und einer gleichzeitig zwei entsprechende gekoppelte Zeilen auf einem Kopierblatt mit Hilfe von Entladungen druckende Einrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Drucken der zwei gekoppelten Zeilen ein Werkzeug mit zwei elektrisch leitfähigen Blättern (53, 57) aufweist, die an einem elektrisch isolierenden Träger (51, 56) angeordnet und mit Einrichtungen versehen sind, die die zwei Blätter unabhängig voneinander und in Abhängigkeit von der Abtastung der zugehörigen Tastzeilen auf dem Original mit elektrischer Energie versorgen.

   16. Druckvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtasteinrichtung zwei getrennte Übertragungskanäle zur Abtastung von zwei verschiedenen gekoppelten Tastzeilen und eine einzige Lichtquelle aufweist, die die zwei Abtastzeilen gleichzeitig und mit gleicher Helligkeit beleuchtet.

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