Thermokopiermaschine Die Erfindung bezweckt eine rasche, weitgehend automatische Reproduktion von graphischen Vor lagen in der Art von gedruckten oder maschinen geschriebenen Berichten, Korrespondenzen, Zeich nungen usw., und zwar mittels einer dafür geeigneten Thermokopiermaschine.
Die Thermokopiermaschine zur Reproduktion von graphischen Vorlagen auf wärmeempfindlichem Kopierpapier ist nach dieser Erfindung gekennzeich net durch eine Strahlungsquelle und Mittel zum Vor wärtsbewegen eines aus der graphischen Vorlage und wärmeempfindlichem Kopierpapier, die unter Druck einwirkung eng aneinanderliegen, bestehenden Dop pelelementes, wobei diese Mittel eine Walze und ein dimensionsstabiles, wärmebeständiges, für die genannte Strahlung durchlässiges Band aufweisen, ferner durch Mittel zur Führung des Bandes in einer mit der Walze wenigstens annähernd fluchtenden Bahn,
Mittel zur Steuerung der Geschwindigkeit der an der Strahlungsquelle vorbeiführenden Vorwärts bewegung des Doppelelementes und Mittel zur Be tätigung der Strahlungsquelle während des Vorbei ganges des Doppelelementes.
Die Reproduktion von graphischen Vorlagen durch Verfahren, in denen die wärmeleitend an wärmeempfindliches Kopierpapier angedrückte Vor lage kurz einer intensiven Bestrahlung ausgesetzt wird, ist in unserem Schweizer Patent Nr.286528 beschrieben.
Insbesondere schafft die Erfindung eine Maschine, die ein relativ rasches, weitgehend automatisches Kopieren von graphischen Vorlagen zwecks Her stellung von Kopien ermöglicht, die sich durch er höhte Klarheit und durch Kontrastreichtum aus zeichnen.
In der beigefügten Zeichnung ist ein Ausfüh- rungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes veran schaulicht. Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer er findungsgemässen Thermokopiereinrichtung und Fig. 2 eine schematische Draufsicht der Ein richtung der Fig. 1.
Die Einrichtung nach Fig. 1 und 2 weist ein flexibles Tragband 10 auf, das auf mehreren, direkt in dem Gestell 14 drehbar gelagerten Trommeln 11, 12, 13 und einer vierten Trommel 15 ruht, die verstellbar in einem Tragorgan 16 gelagert ist, das seinerseits von dem Gestell 14 getragen wird. Die untere Trommel 13 wird durch einen nicht gezeigten Antrieb angetrieben, der mit Hilfe eines Drehknopfes 17 gesteuert werden kann, wie in Fig. 1 schematisch angedeutet ist.
Das verstellbare Tragorgan 16 für die Trommel 15 besteht aus einem Hauptbügel 18, der mit einer Zunge 19 in einen kleineren Bügel 20 passend eingreift und mit einem Zapfen 21 festgehalten wird, der als Drehachse für den die Trommel 15 tragenden Hauptbügel 18 dient. Der kleinere Bügel 20 wird von einer Welle 22 getragen, die in dem Gestell 14 drehbar und verschiebbar gelagert ist. Eine zwischen einem Element des Gestelles 14 und einem an der Welle 22 befestigten Anschlag 24 angeordnete Druckfeder 23 drückt die Welle 22 auf die Trommel 15 zu.
Am einen Ende des Hauptbügels 18 ist eine Zugfeder 25 angebracht, deren anderes Ende an dem Gestell 14 befestigt ist. Am gleichen Ende des Hauptbügels 18 ist eine Schnur 26 angebracht, deren anderes Ende an der Scheibe eines dreh momentkonstanten Motors 27 befestigt ist (Fig. 1). Der Einfachheit halber sind Feder, Schnur und Motor in Fig.2 nicht dargestellt. An dem Gestell 14 sind zwei Anschläge 28 und 28' angeordnet, die die Bewegung des Schenkels des Bügels 18 be grenzen. Im Bereiche des Randes des flexiblen Ban des 10 ist ein Schalter 29 angeordnet, der, wie in Fig.l schematisch angedeutet, den Motor 27 steuert. Die Schalter 30 und 30' sind Endpunkt schalter, die die Maschine abstellen, wenn das Band 10 verklemmt wird oder ausser Kontrolle kommt.
Eine Linearfaden-Soffittenlampe 31 ist in einem offenen, elliptischen Reflektor 32 parallel zu der mittleren Trommel 12 angeordnet, wobei die offene Seite des Reflektors der Trommeloberfläche eng benachbart ist. Der Glühfaden der Lampe 31 ist entlang einer der Brennpunktachsen des im Quer schnitt elliptischen Reflektors angeordnet, während die andere Brennpunktlinie knapp vor der Ober fläche der Trommel 12 liegt. Wie in Fig. 1 sche matisch angedeutet, wird die Lampe durch einen Schalter 33 betätigt. An dem Schalter 33 sind Kontakthebel 34 und 35 angebracht, die einen Ein gangskanal 36 bzw. einen Ausgangskanal 37 quer durchsetzen.
Diese Kanäle sind in der angedeu teten Weise zwischen den Gestellteilen 38, 39 und 40 ausgebildet.
Die Wirkungsweise der Einrichtung ist wie folgt: Wenn die Walze 13 in Betrieb und das Band 10 in Bewegung ist, wird die zu kopierende, ge druckte oder maschinengeschriebene Seite auf ein geeignetes, wärmeempfindliches Kopierpapier aufge legt und das derart erhaltene Doppelelement durch den Eingangskanal 36 in die Maschine eingeführt. Wenn das Blattmaterial den Kontakthebel 34 be rührt, betätigt dieser über den Schalter 33 die Lampe 31. Die Lampe wird also eingeschaltet und auf volle Betriebstemperatur gebracht, ehe das Blattmaterial in die Bestrahlungslage gelangt. Die Blätter werden zwischen dem Band 10 und der Trommel 12 vor der Lampe durchgezogen und dabei fest und glatt aneinandergedrückt und gleichzeitig für kurze Zeit intensiv bestrahlt. Die Blätter wandern dann durch den Kanal 37 aus der Maschine heraus.
Dabei berühren sie den Kontakthebel 35, so dass die Lampe 31 eingeschaltet bleibt, bis die Papiere die Bestrah lungsstelle völlig passiert haben. Die Bahnlänge zwischen den Kontakten 34 und 35 ist nicht grösser als die Länge der durch die Maschine geführten Blätter. Nach der Entnahme des aus der Vorlage und der Reproduktion bestehenden Doppelelementes werden die Blätter voneinander getrennt.
Auf der bedruckten Seite der Vorlage wird die von der Lampe 31 erzeugte und von dem Reflektor 32 auf die Oberfläche des Originals und des Kopierpapiers konzentrierte Strahlungsenergie in verschieden starkem Masse absorbiert, so dass ein dem gedruckten Text entsprechendes Wärme muster entsteht. Dieses Wärmemuster bewirkt eine Reproduktion des Vorlagetextes auf dem daran anliegenden, wärmeempfindlichen Kopierpapier.
Das wärmeempfindliche Kopierpapier kann an jene Seite der gedruckten Vorlage angelegt wer- den, die dem gedruckten Text entgegengesetzt ist, so dass die bedruckte Seite der Lampe 31 zuge kehrt ist. Bei diesem Rückseitendruck muss das auf der bedruckten Seite erzeugte Wärmemuster durch das Papier der gedruckten Vorlage hindurch auf das wärmeempfindliche Kopier papier übertragen werden, auf dem es die Kopie erzeugt. Das Verfahren -wird daher am besten mit dünnen und ziemlich stark wärmeleitenden Vor lagen durchgeführt, zum Beispiel maschinenge schriebener Korrespondenz auf Hartpostpapier oder einem andern hochwertigen Papier von mittlerem Gewicht.
Das gedruckte Original kann aber auch unter dem wärmeempfindlichen Kopierpapier angeordnet werden und mit der bedruckten Seite an dessen Rückseite anliegen. In diesem Fall ist beim Durch gang des Doppelelementes durch die Maschine die Vorderseite des Kopierpapiers der Strahlungsquelle zugekehrt. Bei diesem Vorderseitendruck muss das Kopierpapier strahlungsdurchlässig sein, so dass die Strahlung direkt auf die bedruckte Seite der Vor lage gelangt, auf der das Wärmemuster erzeugt wird, das die Herstellung der Reproduktion in dem wärmeempfindlichen Kopierpapier bewirkt.
Die Geschwindigkeit des Vorbeiganges der Pa piere an der Strahlungsquelle muss in Abhängigkeit von der Art der graphischen Vorlagen, der wärme empfindlichen Kopierpapiere, der Umgebungstem peratur, der Netzspannung und anderer Faktoren regelbar sein. Zu diesem Zweck ist die Maschine mit einer Drehzahlregelung versehen, die in Fig. 1 durch ein manuelles Steuerorgan 17 angedeutet ist, mit dessen Hilfe die Geschwindigkeit der Antriebs rolle 13 und daher des Bandes 10 nach Bedarf verändert werden kann. Diese Veränderung der Ge schwindigkeit ist notwendig, da beim dauernden oder unterbrochenen Betrieb der Maschine die Um gebungstemperatur an der Oberfläche der Walze 12 verändert wird.
Durch Verwendung geeigneter Vor lagen und Kopierpapiere und einer zweckmässig aus geführten Strahlungsquelle kann jedoch das Ausmass der erforderlichen Regelung auf ein Minimum herab gesetzt werden.
Die Umgebungstemperatur wird ferner dadurch beeinflusst, dass mit Hilfe eines nicht gezeigten Ge bläses Kühlluft an der Bestrahlungsstelle vorbeige führt wird.
Das Band 10 wird durch geeignete Mittel in seiner um die verschiedenen Walzen oder Rollen herumführenden Bahn gehalten. Zu diesen Mitteln gehören in dem dargestellten Ausführungsbeispiel die einstellbare Lagerung 16 für die Walze 15 sowie die intermittierende Einstellvorrichtung, die den Schalter 29, den Motor 27 und die Feder 25 um fasst. Der Schalter schaltet den drehmomentkon- stanten Motor 27 abwechselnd ein und aus, wenn das Band von einer Seite auf die andere verschoben wird.
Bei eingeschaltetem Motor wird die Schnur 26 unter Zug gesetzt und die Lagerung um die Achse der Welle 22 gedreht, so dass der Schenkel des Bügels 18 gegen den Anschlag 28' gesenkt wird, gegen den er entgegen der Kraft der Feder 25 an gehalten wird, solange der Motor eingeschaltet bleibt. Dadurch wird der Bügel 18 und mit ihm die Walze 15 gekippt, so dass das Band 10 der Kipprichtung entgegengesetzt seitwärts wandert, während es um die verschiedenen Walzen der Maschine herumläuft. Dadurch wird schliesslich der Motor 27 abgestellt, so dass die Feder 25 den Bügel 18 in der entgegen gesetzten Richtung kippen kann, bis der Schenkel des Bügels an dem Anschlag 28 angreift. Darauf wird das wandernde Band in der entgegengesetzten Richtung verlagert, worauf sich das Spiel wiederholt.
Da sich der Riemen 10 unter der herrschenden Zugspannung im wesentlichen nicht dehnt, muss sich die Walze 15 beim Kippen von einer Seite zur andern um die Drehachse 21 bewegen können, damit das Band 10 von der einen Seite zur andern der gleichen Zugspannung ausgesetzt ist und keine Falten bildet. Wie in der Zeichnung angedeutet, wird die Zugspannung durch die Druckfeder 23 erzeugt.
Die Endpunktschalter 30 und 30' gestatten eine seitliche Hin- und Herbewegung des Bandes inner halb der angedeuteten Grenzen, schalten die Ma schine jedoch. vollständig ab, wenn das Band in folge eines Fehlers oder mangelhafter Bedienung der Maschine zu weit aus seiner Bahn gerät.
Da das durchsichtige Band 10 während des Kopiervorganges selbst einer starken Bestrahlung ausgesetzt ist, darf es die verwendete Strahlung prak tisch überhaupt nicht absorbieren. Ferner muss es in hohem Masse wärmebeständig sein und darf sich unter den in der Maschine herrschenden Bedin gungen nicht ausdehnen. Es hat sich gezeigt, dass endlose Bänder aus Polytetrafluoroäthylen oder ähn lichen inerten Polymerisaten für diesen Zweck sehr gut geeignet sind.
Derartige Bänder werden vor zugsweise dadurch hergestellt, dass man aus dem Polymerisat durch Strangpressen ein Rohr bzw. einen Schlauch herstellt, von dem Abschnitte in Form des gewünschten nahtlosen, endlosen Bandes abge trennt werden. Man kann auch ein weitmaschiges Gewebe, zum Beispiel seidene Müllergaze, verwen den.
In aus derartigem Material hergestellten Bän dern stellen die Nahtflächen jedoch Unstetigkeits- stellen dar, die zu Unregelmässigkeiten in den Kopien führen. Ferner haben die Ränder derartiger Bänder meist nicht die zur häufig wiederholten Betätigung der Steuerschalter erforderliche Steifigkeit.
Aus der vorstehenden Beschreibung geht hervor, dass der Erfolg des hier beschriebenen Vervielfälti gungsverfahrens darauf beruht, dass auf der bedruck ten Oberfläche ein Wärmemuster erzeugt und auf das wärmeempfindliche Kopierpapier übertragen wird, und dass dieses Wärmemuster ein genügend hohes Temperaturniveau hat, um eine sichtbare Verände rung in dem wärmeempfindlichen Kopierpapier zu bewirken.
Bisher hat man angenommen, dass eine sorgfältige Isolierung des aus der Vorlage und dem Kopierpapier bestehenden Doppelelementes zwecks Vermeidung jeglichen Wärmeverlustes von dem Doppelelement für eine gute Reproduktion von gra phischen Vorlagen nach derartigen Verfahren not wendig sei. Überraschenderweise wurde nun festge stellt, dass man das Doppelelement während des Be- strahlungs- und Kopiervorganges tatsächlich satt an eine stark wärmeleitfähige Fläche, zum Beispiel an die aus poliertem Stahl oder Aluminium bestehende Walze 13, anlegen kann und dabei Kopien erhält, die deutlicher und kontrastreicher sind als die nach bisherigen Verfahren erhaltenen Kopien.
Beispiels weise kann man feststellen, dass eine leichte Ab- dunkelung der Untergrundflächen, wie sie bei völliger Isolierung des Doppelelementes auftreten kann, voll ständig beseitigt wird. Anscheinend kann die wärme leitende Metallwalze von den genannten Flächen eine so grosse Wärmemenge aufnehmen, dass die Temperatur des Kopierpapiers weit unter dem Punkt gehalten wird, an dem die Farbveränderung auch nur beginnt.
Gleichzeitig liefert die intensive Be strahlung an die wärmeabsorbierenden, bedruckten Flächen des Textes Wärme im überschuss, so dass an diesen Flächen die Temperatur derart steigt, dass dort eine vollständige sichtbare Veränderung des Kopierpapiers erfolgt. Es wird angenommen, dass die Druckfarbe selbst diese Temperaturerhöhung un terstützt, weil sie ein Nichtleiter für Wärme ist. Von der Theorie abgesehen, hat die Beobachtung ergeben, dass in vielen Fällen bessere Reproduk tionen erhalten werden, wenn man anstelle einer Walze mit einer wärmeisolierten Fläche eine wärme leitende Walze 13 verwendet.
In manchen Fällen ist aber auch eine Walze mit geringerer Wärme leitfähigkeit zweckmässig, zum Beispiel eine Walze mit einem Kunststoffüberzug oder eine Doppelman- tel-Metallwalze.
In dem beschriebenen System ist bei Verwen dung einer Metallwalze 13 eine Strahlungsquelle erforderlich, die Strahlungsenergie von aussergewöhn lich hoher Intensität abgeben kann. Eine bewährte Anordnung weist eine Lampe T-3 der General Electric Co: auf. Diese Energiequelle besteht aus einem gewendelten linearen Glühfaden, der entlang der Achse einer durchsichtigen Quarzröhre mit 9,5 mm Aussendurchmesser auf geeigneten Abstand haltern angeordnet ist. Der gewendelte Glühfaden hat einen Durchmesser von 1,07 und eine Länge von 25,4 mm. Bei 280 Volt verbraucht er<B>1350</B> Watt und nimmt eine Farbtemperatur von etwa 2800 Grad K an.
Die Lampe wird so angeordnet, dass der Glühfaden am einen Brennpunkt des Querschnittes eines gemäss der Zeichnung angeordneten elliptischen Reflektors mit einer Hauptachse von 21,4 mm und einer Nebenachse von 19,2 mm angeordnet ist. In der beschriebenen Einrichtung ist die Bestrahlung genügend intensiv, um bei Verwendung eines für Temperaturen um 90 bis 100 Grad C empfind lichen Kopierpapiers innerhalb von nur zwei Sekun den eine klare und deutliche Reproduktion eines ganzen maschinengeschriebenen Blattes von 28 cm Länge zu ergeben.
Es sind auch andere Systeme zur Führung des Bandes bekannt. Das hier beschriebene und darge stellte System mit einer Kreuzgelenklagerung einer Steuertrommel hat jedoch mehrere Vorteile. Die Walzen brauchen nicht gewölbt zu sein, so dass das Band in seiner ganzen Breite die gleiche Länge haben kann. Die geringe seitliche Hin- und Herbewegung des Bandes verhindert eine örtliche Abnutzung des Bandes, wie sie sonst durch Oberflächenunregel mässigkeiten der Walzen verursacht werden könnte. Das genaue Fluchten der verschiedenen Walzen ist weniger kritisch als sonst.
Die Erfindnung schafft daher eine Thermokopier- maschine, die imstande ist, von graphischen Vor lagen, zum Beispiel maschinengeschriebenen Manu skripten, relativ schnell und weitgehend automatisch aussergewöhnlich klare und deutliche Thermokopien auf wärmeempfindlichem Kopierpapier herzustellen.