PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE69208010T2 11.07.1996
EP-Veröffentlichungsnummer 0535933
Titel Selbstjustierende Reibungszuführvorrichtung mit geschlossenem Regelkreis
Anmelder Xerox Corp., Rochester, N.Y., US
Erfinder Kuo, Youti, Penfield, New York 14526, US
Vertreter Grünecker, Kinkeldey, Stockmair & Schwanhäusser, Anwaltssozietät, 80538 München
DE-Aktenzeichen 69208010
Vertragsstaaten DE, FR, GB
Sprache des Dokument En
EP-Anmeldetag 30.09.1992
EP-Aktenzeichen 923089148
EP-Offenlegungsdatum 07.04.1993
EP date of grant 31.01.1996
Veröffentlichungstag im Patentblatt 11.07.1996
IPC-Hauptklasse B65H 7/12
IPC-Nebenklasse B65H 3/04   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Blatt-Zuführ-und- Trenn-Vorrichtung zur Zufuhr einzelner Blätter von einem Stapel, beispielsweise in einem elektrophotographischen Hochgeschwindigkeits- oder Massendruckgerät. Die Erfindung betrifft insbesondere eine Blatt-Zuführ-und-Trenn-Vorrichtung, die in bezug auf die Gewichte und die Oberflächeneigenschaften verschiedener Arten von Blättern selbstregulierend ist.

Ein Hauptproblem bei Blattzuführvorrichtungen besteht in der Zufuhr von Papieren mit unterschiedlichen Gewichten und Oberflächeneigenschaften. Bei Hochgeschwindigkeits-Photokopiergeräten, Faxgeräten und dergleichen werden einzelne Blätter von einem Stapel getrennt, um sie im Bildherstellungsverfahren einzusetzen, und zwar entweder als zu kopierende Dokumente oder als unbedruckte Blätter, auf denen ein Bild hergestellt werden kann. Diese Trennung wird normalerweise erreicht, indem eine Normalkraft auf die freiliegende Fläche eines Blattes in dem Stapel ausgeübt wird, und das Blatt durch Reibung von dem Stapel weggezogen wird. Beim Trennen und Zuführen der einzelnen Blätter sind zwei Arten von Fehlfunktionen am bedeutendsten: Die Mehrfachzufuhr, bei der mehr als ein Blatt auf einmal von dem Stapel abgezogen wird, und die Fehlzufuhr, bei der es nicht gelingt, Blätter von dem Stapel abzuziehen. Sehr oft werden diese und ähnliche Probleme dadurch verursacht, daß eine zu große oder zu kleine Normalkraft auf ein von dem Stapel getrenntes Blatt ausgeübt wird.

Gegenwärtig sind die meisten Blattzuführvorrichtungen für eine bestimmte Art Papier oder ein bestimmtes Papiergewicht mit einem engen Bereich von Kenndaten bestimmt. In der Praxis jedoch kann ein Gerät mit einer Vielzahl von Blättern konfrontiert sein, die von außerordentlich schwerem Papier (150 g m&supmin;² (110 lb) Kartonmaterial) bis zu außerordentlich leichtem Papier, wie beispielsweise Zwiebelhautpapier (30 g m&supmin;² (9 lb oder 8 lb Bankpostpapier)) reicht. Wenn eine Zuführ-Vorrichtung für die Verarbeitung von leichtem Papier bestimmt ist, ist es nicht wahrscheinlich, daß sie schweres Material zuverlässig verarbeitet. Desgleichen kann eine zur Verarbeitung von schwerem Papier bestimmte Zuführ-Vorrichtung leichtes Papier, wie beispielsweise Zwiebelhautpapier, stark beschädigen.

Neben der Fehlzufuhr und der Mehrfachzufuhr besteht ein weiteres Problem der Dokumentenqualität, das durch eine zu hohe Kraft, die auf das Blatt ausgeübt wird, verursacht wird, im Verschmieren. Die auf das Dokument zum Zuführen und Trennen ausgeübte Normalkraft neigt dazu, die Druckfarbe auf dem Blatt zu verschmieren. Jedoch ist das Problem des Schmierens bisher als ein Reibungszuführvorrichtungen innewohnendes Problem angesehen werden, da das "Fenster" zulässiger Normalkräfte, bei dem die Fehlzufuhr und das Verschmieren als Gefahren, von denen die eine oder die andere auftritt, vermieden werden können, derartig klein ist.

Um die durch unangemessene Kräftemengen bei Reibungszuführvorrichtungen verursachten Probleme zu lösen, sind verschiedene Konstruktionen vorgeschlagen worden. US-A-4,475,732 offenbart ein System, mit dem die auf das zu trennende Blatt auf dem Stapel ausgeübte Normalkraft auf einen anfänglich hohen Wert eingestellt wird, und so lange auf dem anfänglich hohen Wert gehalten wird, bis die Vorderkante des Blattes an einer bestimmten Position erfaßt wird. Wenn die Bewegung des Blattes von dem Stapel herunter erfaßt wird, wird die auf den Stapel wirkende Normalkraft vorübergehend abgelassen, während das Blatt weiter durch Abziehwalzen von dem Stapel gezogen wird. Auf diese Weise gewährleistet eine große Normalkraft, daß auch die schwersten Blätter von dem Stapel heruntergezogen werden, jedoch wird die große Kraft nicht so lange ausgeübt, daß das Blatt beschädigt werden kann.

US-A-4,900,003 offenbart eine Blattransportvorrichtung, bei der ein zu transportierendes Blatt zunächst mit einer Abnahmewalze in Kontakt kommt, die an einem sich hin- und herbewegenden Schwinghebelelement angebracht ist. Die Abnahmewalze transportiert das Blatt zu einer Trennwalze, die das Blatt an eine Trennplatte drückt. Wie in Spalte 7, Zeile 16 - 27 des Patentes beschrieben wird, wird der Transport einzelner Blätter, die durch die Vorrichtung zugeführt werden, dadurch erreicht, daß eine bestimmte Beziehung der Reibungskoeffizienten des Blattes, der Trennwalze und der Trennplatte zueinander aufrechterhalten wird.

US-A-5,006,903 offenbart eine Blattzuführvorrichtung, bei der ein Zuführriemen, der unterhalb eines Blattstapels angeordnet ist, das unterste Blatt durch einen Spalt mit einer Bremswalze zuführt. Die Bremswalze wird durch einen Motor gebremst, der verhindert, daß sich die Bremswalze bewegt, wenn sich zwei Blätter in dem Spalt befinden.

JP-A-63-87436 offenbart ein Mittel-(Blattmaterial)-Zuführsystem, bei dem eine Unterwalze, die an der Unterseite eines Blattstapels angeordnet ist, mit dem untersten Blatt in Kontakt gebracht wird. Die Unterwalze ist über einen Zuführriemen mit einer Hauptwalze verbunden. Das unterste Blatt wird durch den Zuführriemen von dem Stapel bewegt, bis es durch ein Paar Zuführwalzen ergriffen wird, die das Blatt weiterbewegen. Wenn die Vorderkante des Blattes durch einen stromab gelegenen Sensor erfaßt wird, wird die Unterwalze von der Unterseite des Stapels abgezogen. Wie beim oben aufgeführten US-A-4,475,732 besteht das Funktionsprinzip darin, daß die auf den Stapel wirkende Normalkraft nicht so lange aufrechterhalten wird, daß das Blatt beschädigt werden kann.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine selbstregulierende Reibungszuführvorrichtung zu schaffen, die automatisch die Probleme löst, die mit einem ungeeigneten Betrag an auf das getrennte Blatt ausgeübter Normalkraft verbunden sind.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Reibungszuführvorrichtung zu schaffen, bei der nur die minimal notwendige Kraft erzeugt wird, die für eine bestimmte Blattart erforderlich ist.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Reibungszuführvorrichtung zu schaffen, die sich automatisch an jeden eingesetzten Blattyp anpaßt, ohne daß externe Einstellungen erforderlich sind.

Entsprechend den obenstehenden Aufgaben besteht die vorliegende Erfindung in einer Vorrichtung zum Zuführen und Trennen einzelner Blätter von einem Blattstapel. Ein Drücker ist an wenigstens einen Abschnitt des Stapels angrenzend angeordnet, und ein Mechanismus, der einen drehbaren Reibungszuführriemen daran einschließt, ist an ein auf dem Stapel befindliches Blatt, das zugeführt werden soll, angrenzend angeordnet. Eine veränderliche Normalkraft wird zwischen dem Drücker und dem Reibungszuführriemen des Mechanismus erzeugt. Ein Sensor erfaßt eine Vorderkante eines Blattes an einer vorgegebenen Position in bezug auf den Mechanismus, und die Zunahme der Normalkraft zwischen dem Mechanismus und dem Drücker wird beendet, wenn die Vorderkante eines Blattes durch den Sensor erfaßt wird.

Bei einer Ausführung der Erfindung ist der Drücker eine federgespannte Drückkufe, und der Mechanismus enthält eine erste und eine zweite Walze, um die der Zuführriemen läuft.

Der Mechanismus ist mit einem Nocken verbunden, der, wenn er gedreht wird, an eine Außenfläche drückt, die wiederum be wirkt, daß der Mechanismus an die Drückkufe gedrückt wird. Eine Sperrklinkenanordnung hält den Nocken und damit die zweite Walze an der erforderlichen konstanten Position an der Drückkufe, so daß die erforderliche konstante Normalkraft aufrechterhalten wird.

Bei einer anderen Ausführung der Erfindung wird der Mechanismus durch einen außen angebrachten Nocken, der durch einen Schrittmotor gedreht wird, an die Drückkufe gedrückt.

Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung hat der Drücker die Form eines schwenkbaren Drückpuffers, der an den Blattstapel gedrückt wird, während der Mechanismus an die gegenüberliegende Seite des Stapels gedrückt wird, um die erforderliche Normalkraft zu erzeugen. Der Drückpuffer wird mittels eines Schrittmotorantriebs auf den Mechanismus zu gedrückt.

Im folgenden wird eine erfindungsgemäße Vorrichtung als Beispiel unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht ist, die die Elemente einer Ausführung der vorliegenden Erfindung zeigt.

Fig. 2 eine Schnittansicht ist, die den Mechanismus der Riemenlagerung der in Fig. 1 dargestellten Ausführung der vorliegenden Erfindung zeigt.

Fig. 3 eine teilweise als Schnitt entlang der Linie 3-3 ausgeführte Ansicht in Fig. 2 ist.

Fig. 4 eine Seitenansicht ist, die Elemente einer anderen Ausführung der Erfindung zeigt.

Fig. 5 eine Seitenansicht ist, die die Elemente einer bevorzugten Ausführung der Erfindung zeigt.

Fig. 1 zeigt die Elemente der Reibungszuführvorrichtung der vorliegenden Erfindung. Ein Stapel Blätter 10 wird zum Trennen und zum Zuführen, beispielsweise in einem Hochgeschwindigkeits-Photokopierer oder einem Faxgerät, auf einer Fläche 12 gehalten. Es versteht sich, daß, obwohl die Blätter 10 "Blätter" genannt werden und damit Papier oder Karton gemeint ist, die Erfindung nicht auf den Einsatz mit Papiererzeugnissen beschränkt ist, sondern eingesetzt werden kann, um jedes Medium in Blattform zu trennen und zuzuführen, so beispielsweise Cellulose oder Kunststoffolie. Desgleichen kann die Fläche 12 ein Teil jedes beliebigen Aufbewahrungs- oder Vorratsbehälters sein, wobei dies von der speziellen Konstruktion der Einrichtung abhängt, bei der die vorliegende Erfindung eingesetzt wird.

An den Stapel Blätter 10 grenzt eine Drückkufe 14 an, die mit einer Spiralfeder 16 federnd an einer stationären Fläche angebracht ist, sowie ein Mechanismus, der allgemein mit 18 gekennzeichnet ist und weiter unten ausführlich beschrieben wird. An einen Abschnitt des Mechanismus 18 grenzt ein Bremsschuh 20 an. An der dem Stapel 10 gegenüberliegenden Seite des Mechanismus 18 befinden sich Abnahmewalzen 22 und 24 sowie ein allgemein mit 26 gekennzeichneter Sensor.

Mechanismus 18 steht mit einer Antriebswelle 30 in Verbindung, die in Fig. 1 von vorn zu sehen ist und eine erste Achse bildet, um die sich der gesamte Mechanismus 18 drehen kann. Über die Antriebswelle 30 zugeführte Drehbewegung wird vom Mechanismus 18 auch genutzt, um einen Zuführriemen 32 in der durch Pfeil 34 gezeigten Richtung zu drehen. Zuführriemen 32 ist ein Großflächen-Massivspalt (large-area-solid-nip - LASN)-Zuführriemen, der die Funktionen einer Drückwalze und einer Zuführwalze in sich vereint, die normalerweise in Reibungszuführvorrichtungen vorhanden sind. Es ist zu sehen, daß, wenn Zuführriemen 32 in der durch Pfeil 34 angedeuteten Richtung gedreht wird, ein Blatt mit einer Kante, die sich in der Nähe der Kante von Fläche 12 befindet, mit dem Zuführriemen 32 in Kontakt kommt, wenn der Mechanismus 18 in Richtung der Drückkufe 14 gedrückt wird. Wenn Zuführriemen 32 in der Richtung von Pfeil 34 gedreht wird, wird das Blatt durch den Zwischenraum zwischen Zuführriemen 32 und Drückkufe 14 von dem Stapel gezogen.

Der LASN-Zuführriemen 32 ist vorzugsweise ein Spannriemen. Zuführriemen 32 kann auch aus einer Gummischicht bestehen, die auf einen reibungsarmen, verschleißbeständigen Riemen, wie einen dünnen, galvanogeformten Nickelnemen, geklebt oder beschichtet wird. Ein derartiger Zuführriemen verringert den Kontaktdruck auf Bilder und verhindert so Bildverschmierung und Verschiebungsverschmierung auf der Rückseite eines damit in Kontakt befindlichen Trägers. Diese Art Zuführriemen eignet sich auch für die anderen Ausführungen der vorliegenden Erfindung, die im folgenden ausführlich beschrieben werden.

Wenn das erste Blatt, das in Fig. 1 als das unterste Blatt dargestellt ist, durch den Mechanismus 18 von dem Stapel 10 abgezogen worden ist, wird das Blatt durch Bremsfuß 20 über die obere Krümmung von Zuführriemen 32 geleitet. Bremsfuß 20 bildet darüber hinaus eine Fläche hoher Reibung an dem Blatt, so daß die Vorwärtsbewegung der übrigen in den Spalt zwischen dem Bremsfuß und dem Zuführriemen gezogenen Blätter abgebremst wird, wenn das erste Blatt vom Zuführriemen 32 durch den Bremsspalt bewegt wird. Die Vorderkante des Blattes wird durch den Bremsfuß 20 auf die Abnahmewalzen 20 und 24 zu geleitet, die sich gegeneinander drehen, und dazu dienen, das Blatt weiter durch das System zu bewegen. Leicht stromab der Abnahmewalzen 22, 24 befindet sich ein Sensor 26, der das Vorhandensein einer Vorderkante eines sich durch das System bewegenden Blattes erfaßt. Wenn die Vorderkante eines Blattes am Sensor 26 erfaßt wird, bewirkt ein Steuerungssystem, das weiter unten ausführlich beschrieben wird, daß der Mechanismus 18 zum Halten kommt und an die Drückkufe 14 drückt, während sich der Zuführriemen 32 weiterdreht und den Rest des ersten Blattes von dem Stapel zieht.

Der vorliegenden Erfindung liegt damit folgendes Funktionsprinzip zugrunde. In Funktion führt Mechanismus 18 zwei Vorgänge aus: Zunächst dreht sich der Zuführriemen 32 um den Außenumfang (in Fig. 1 dargestellt) von Mechanismus 18, und zweitens dreht sich der Mechanismus 18 selbst um die Achse von Antriebswelle 30. Die Drehung von Mechanismus 18 selbst bewirkt, daß die Oberseite von Mechanismus 18 an die Drückkufe 14 gedrückt wird. Da Drückkufe 14 federnd an einer starren Fläche angebracht ist (beispielsweise mit Spiralfeder 16), nimmt die durch die Drückkufe 14 auf den Mechanismus 18 wirkende Gegenwirkungskraft, die die auf ein Blatt, das zwischen dem Mechanismus 18 und der Gleitkufe 14 hindurchtritt, wirkende Normalkraft ist, in Abhängigkeit davon zu, wie weit der Mechanismus 18 an die Gleitkufe 14 gedreht wird. Mit der Steuerung der Position Von Mechanismus 18 in bezug auf Drückkufe 14 wird damit die auf ein von dem Stapel 10 getrenntes Blatt wirkende Normalkraft gesteuert.

Auf diese Weise dreht sich, wenn ein neuer Stapel Blätter 10 mit unbekanntem Gewicht und Oberflächeneigenschaften auf Fläche 12 aufgelegt wird, Mechanismus 18 an Drückkufe 14, während sich Zuführriemen 32 um Mechanismus 18 herum dreht. Wenn sich Mechanismus 18 dreht, wächst die Gegenwirkungskraft von Drückkufe 14 zunehmend, bis das erste der Blätter erfolgreich von dem Stapel 10 abgezogen wird. Der in diesem Moment erzeugte Betrag der Kraft ist daher die minimale Kraft, die erforderlich ist, damit der Zuführriemen 32 die aufeinanderfolgenden Blätter durch Reibung abzieht.

Ein einfacher Aufbau des Mechanismus 18 ist in Fig. 2 und 3 dargestellt. Antriebswelle 30, durch die die Drehbewegung sowohl für Zuführriemen 32 als auch für Mechanismus 18 erzeugt wird, treibt eine erste Walze 36 an. Die erste Walze 36 führt über den Zuführriemen 32 eine zweite Walze 44 mit, die auf Welle 45 angebracht ist, wodurch die charakteristische längliche Form von Mechanismus 18 entsteht, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist. Der Zuführriemen 32 ist auf einem reibungsarmen Aufnahmekern 33 angebracht, um den der Zuführriemen 32 leicht gleiten kann, und der des weiteren eine Aufnahme und Lagerflächen für Antriebswelle 30 und Welle 45 bildet. Der Zuführriemen 32 kann an seiner Innenfläche Zähne 40 aufweisen, die mit Zähnen in den Walzen 36 und 44 zusammenwirken können, um Schlupf des Zuführriemens 32 zu vermeiden. Ein Zahnrad 38 ist konzentrisch zur ersten Walze 36, dreht sich jedoch unabhangig von ihr. Zahnrad 38 ist mit einem zweiten Zahnrad 42 in Eingriff, das vorzugsweise konzentrisch zu Nocken 46 ist und mit selbigem auf Welle 45 angebracht ist.

Der Mechanismus 18 kann über eine Kupplung 50 gesteuert werden. Für den Fachmann liegt auf der Hand, daß Kupplung 50 zwei konzentrischen, jedoch voneinander unabhängigen Wellen Drehbewegung zuführt, so daß sich Zahnrad 38 unabhängig von der ersten Walze 36 drehen kann. Als Alternative dazu kann Kupplung 50 wahlweise nur Zahnrad 38 steuern, während die Walze 36 drehende Welle ein Teil eines Hauptantriebs eines größeren Systems sein kann. Als Alternative dazu kann die Drehbewegung von Zahnrad 38 durch ein externes Zahnrad (nicht dargestellt) erzeugt werden, das mit den Zähnen von Zahnrad 38 in Eingriff ist. Normalerweise, jedoch nicht notwendigerweise, dreht sich Walze 36 kontinuierlich, wenn das System in Funktion ist, während sich Zahnrad 38 nur, je nach Erfordernis, zum Beginn eines Durchlaufs der Zufuhr eines Blattstapels dreht.

Das zweite Zahnrad 42 stellt einen Teil einer Nockenbaugruppe dar, die des weiteren Nocken 46 und Sperrad 48 enthält. Diese drei Teile bewegen sich zusammen und sind vorzugsweise als ein einzelnes Kunststoffteil ausgebildet. Die Nockenbaugruppe kann des weiteren einen zweiten Nocken enthalten, wie er beispielsweise in Fig. 3 mit 46' gekennzeichnet ist, der sich an der Mechanismus 18 gegenüberliegenden Seite befindet. Diese Nockenbaugruppe bewirkt die Drehung von Mechanismus 18 gegen Drückkufe 14.

Drehung von Zahnrad 42 bewirkt, wie am besten aus Fig. 2 ersichtlich ist, daß die Erhebung von Nocken 46 an eine angrenzende stationäre Fläche, wie beispielsweise 52, drückt. Da Mechanismus 18 um die Achse von Antriebswelle 30 herum drehbar ist, bewegt sich durch die Wirkung von Nocken 46 das Ende von Mechanismus 18 nach oben, d.h. an die Drückkufe 14 in Fig. 1. Gleichzeitig dreht sich das Sperrad 48 und wirkt mit Sperrklinke 54 zusammen, so daß eine bestimmte Position des Nockens 46 aufrechterhalten wird. Sperrad 48 und Sperrklinke 54 sind so angeordnet, daß sich der Nocken 46 nur in einer Richtung drehen kann, die normalerweise die Richtung der weiteren Drehung an die Drückkufe 14 ist.

An dem Punkt im Funktionszyklus, zu dem das erste Blatt erfolgreich von dem Stapel 10 abgezogen wird und somit der geeignete Betrag an Normalkraft für den Stapel 10 bestimmt worden ist, wird, wie unter erneuter Bezugnahme auf Fig. 1 ersichtlich ist, das erste Blatt über den Mechanismus 18 gezogen und anschließend von Abnahmewalzen 22, 24 abgenommen, die das Blatt weiter durch das System bewegen. Direkt unterhalb der Abnahmewalzen 22, 24 befindet sich ein Sensor 26, der die Vorderkante eines durch das System laufenden Blattes erfaßt. Diese Erfassung der Vorderkante kann mit einer Reihe von in der Technik bekannten Mitteln ausgeführt werden, so beispielsweise durch Photozellenerfassung, wobei dies keine Einschränkung darstellt.

Wenn die Vorderkante des ersten Blattes von Stapel 10 am Sensor 26 erfaßt wird, bewirkt ein Steuerungssystem (nicht dargestellt), das als eine mechanische Verbindung, elektronische Hardware oder Software ausgeführt werden kann, daß die Kupplung 50 Zahnrad 38 auskuppelt, wodurch wiederum die weitere Drehung von Mechanismus 18 gegen Drückkufe 14 unterbrochen wird. Der Mechanismus 18 wird somit durch das Sperrad 48 und Sperrklinke 54 in der Position arretiert, die der minimalen Kraft entspricht, die erforderlich ist, um die restlichen Blätter im Stapel 10 zu trennen und zuzuführen.

Am Ende eines Durchlaufs (die Trennung eines Stapels Blätter) kann die Position des Mechanismus 18 zurückgesetzt werden, indem Kupplung 50 vorübergehend wieder eingekuppelt wird, so daß Zahnrad 38 und somit Nocken 46 eine fast vollständige Drehung ausführen und Mechanismus 18 von der Drückkufe 14 abziehen. Dieses Rücksetzen kann auf verschiedene Weise ausgeführt werden, so beispielsweise durch einen Rücksetzknopf an der Einrichtung oder ein automatisches Rücksetzen, das dadurch ausgelöst wird, daß keine weiteren Blätter auf Fläche 12 erfaßt werden.

Während die in Fig. 1 - 3 dargestellte Ausführung der Erfindung insofern vorteilhaft ist, als sie hinsichtlich der Konstruktion, der Herstellung und der Funktion einfach ist, kann die vorliegende Erfindung in anderen Formen ausgeführt werden, um sie an die Konstruktion anderer Bauteile des Systems anzupassen. So kann beispielsweise der Mechanismus mittels eines außerhalb des Mechanismus angebrachten Nockens an die Drückkufe gedrückt werden, statt den Nocken direkt an dem Mechanismus selbst anzubringen, um ihn an eine äußere Fläche zu drükken. Fig. 4 zeigt eine alternative Ausführung der vorliegenden Erfindung, die in vielen ihrer Elemente der Ausführung in Fig. 1 - 3 ähnelt, wobei jedoch der Mechanismus 60 (der funktionell dem Mechanismus 18 in Fig. 1 - 3 entspricht) durch einen äußeren Nocken 62, der mit einem starr an dem Mechanismus 60 angebrachten Nockenstößel 64 in Kontakt ist, an die Drückkufe 14 gedrückt wird. Bei dieser Ausführung wird Nocken 62 durch einen Schrittmotor (nicht dargestellt) um Welle 66 gedreht. Die schrittweise Drehung von Nocken 62 bewirkt, daß Mechanismus 60 schrittweise gegen Drückkufe 14 gedrückt wird, so daß die auf das zugeführte Blatt wirkende Normalkraft schrittweise erhöht wird.

Wenn das erste Blatt in einem Stapel 10 zwischen die Drückkufe 14 und den sich drehenden Riemen 32 an Mechanismus 60 zugeführt wird, wird Nocken 62 schrittweise gedreht, bis die zwischen Mechanismus 60 und Drückkufe 14 wirkende Normalkraft ausreicht, um ein Blatt durchzutransportieren. Der Riemen 32 wird durch Antriebswelle 30 angetrieben, die durch den Hauptantrieb des Systems kontinuierlich angetrieben wird (wenigstens bei der Zufuhr eines Blattes). Für diese Ausführung sind somit zwei separate Drehantriebe erforderlich, d.h. ein Schrittmotorantrieb über Welle 66 und ein kontinuierlicher Antrieb über Antriebswelle 30. Die Koordinierung dieser unterschiedlichen Drehantriebe wird vorzugsweise über eine Softwarestufe des Steuerungssystems ausgeführt. Wenn der Durchlauf der Zufuhr eines Blattstapels beendet ist, kann der Nocken 62 durch eine Teildrehung zurückgesetzt werden, so daß der Mechanismus 60 von der Drückkufe 14 getrennt wird.

Diese Ausführung enthält vorzugsweise zusätzlich zu dem in Verbindung mit der vorangehenden Ausführung aufgeführten Sensor 26 einen zweiten Sensor 68, der noch weiter stromab des Mechanismus 60 angeordnet ist (die Abnahmewalzen 22, 24 können je nach Erfordernis in bezug auf die Sensoren 26, 68 stromab des Mechanismus angeordnet sein). Beide Sensoren 26 und 68 dienen dazu, die Vorderkante des ersten Blattes in dem Stapel 10, das das System durchläuft, zu erfassen. Der nähere Sensor 26 verhindert mit dem Steuerungssystem eine weitere Zunahme der Normalkraft, indem er weitere Bewegung des Nockens 60 unterbricht, wenn die Vorderkante des ersten Blattes von Stapel 10 stromab des Mechanismus 60 erfaßt wird. Der zweite Sensor 68 hingegen bewegt mit dem Steuerungssystem den Nocken 62 so, daß er die Normalkraft zwischen dem Mechanismus 60 und Drückkufe 14 abläßt, wenn die Vorderkante eines zugeführten Blattes am zweiten Sensor 68 erfaßt wird. Der Einsatz zweier Sensoren 26, 68 ermöglicht es dem Nocken 62, in einem "Anstieg-Stillstand-Umkehr"-Betrieb für jedes das System passierende Blatt zu arbeiten, der im Zusammenhang mit einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ausführlicher erläutert wird.

Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung wird der Mechanismus gegen einen Drückpuffer gedrückt, der selbst eine auf die zugeführten Blätter wirkende aktive Kraft erzeugt, anstatt den Mechanismus an eine passive, federgespannte Drückkufe zu drücken, wie dies bei den oben beschriebenen Ausführungen der Fall ist. Fig. 5 zeigt eine Ausführung, bei der Mechanismus 80 (der funktionell wiederum vollständig den oben beschriebenen Mechanismen 80 und 60 entspricht) einen Drehantrieb über Antriebswelle 30, durch den der Zuführriemen 32 gedreht wird, sowie einen Schrittmotorantrieb für Nocken 82 empfängt. Nocken 82 ist in einem Hohlraum bzw. einer Führungsnut 84 angeordnet, die im Inneren von Mechanismus 80 ausgebildet ist. Wenn Nocken 82 gedreht wird, drückt die Erhebung von Nocken 82 an die Führungsnut 84 und drückt somit wenigstens ein Ende von Mechanismus 80 an Stapel 10. Wie bei den obenstehenden Ausführungen ist die Verschiebung von Mechanismus 80 und damit die Normalkraft um so größer, je mehr sich der Nocken 82 dreht.

Gegenüber dem Mechanismus 80 ist an der anderen Seite von Stapel 10 ein Drückpuffer 86 an einer schwenkbaren Drückpuffhalterung 88 angebracht. Der Drückpuffer 86 ist vorzugsweise ein aus flexiblem Kunststoff bestehendes hohles Element. Drückpufferhalterung 88 empfängt einen Schrittmotorantrieb, der schrittweise Zunahme der durch den Drückpuffer 86 auf den Stapel 10 ausgeübten Normalkraft bewirkt. Die Normalkraft des Drückpuffers 86 ist komplementär zu der Normalkraft des Mechanismus 80, und zusammen erzeugen Drückpuffer 86 und Mechanismus 80 eine auf den gesamten Stapel 10 oder wenigstens einen Abschnitt desselben wirkende Klemmbewegung. Der Schrittmotorantrieb des Nockens 82 und der Drückpufferhalterung 88 können direkt zugeführt werden, indem beide beispielsweise, etwa durch einen Zahnradmechanismus (nicht dargestellt), mit einem einzelnen Schrittmotor verbunden werden. Wie bei den vorangegangenen Ausführungen steigt die hier sowohl durch den Mechanismus 80 als auch durch den Drückpuffer 88 erzeugte Normalkraft zunehmend an, bis das erste Blatt erfolgreich von dem Stapel abgezogen wird. Die Normalkraft verbleibt danach während der verbleibenden Blätter des Stapels auf diesem ausreichenden Wert. Diese Ausführung enthält des weiteren eine federgespannte Bremskufe 20, Abnahmewalzen 22, 24 und Sensoren 26 und 68, die genauso funktionieren wie bei den vorangegangenen Ausführungen.

Zu den Vorteilen dieser besonderen Ausführung gehört, daß der Drückpuffer 68 unabhängig von der Größe des Stapels eine gesteuerte, auf den gesamten Stapel Blätter 10 wirkende Normalkraft erzeugen kann. Wenn eine passive Feder beim Blattzuführen auf den Stapel wirkt, beeinflußt die Größe des Stapels die Verschiebung der Feder, und daher nimmt die durch die Feder ausgeübte Normalkraft ab, wenn sich die Größe des Stapels verringert.

Die in der Fig. 4 und 5 dargestellten Ausführungen der Erfindung dienen besonders der aktiven Steuerung der auf das Blatt im Verlauf der Zufuhr eines Stapels Blätter und im Verlauf der Zufuhr jedes Blattes wirkenden Normalkraft. Die Normalkräfte können mit großer Genauigkeit durch Computersteuerung des Schrittmotors gesteuert werden, der den Mechanismus und den Drückpuffer antreibt. So können beispielsweise der Nocken 62 (in Fig. 4) bzw. der Nocken 82 und die Drückpuffhalterung 88 (in Fig. 5) so gesteuert werden, daß sie bei der Zufuhr jedes Blattes eine "Anstieg-Stillstand-Umkehr" -Bewegung ausführen. Zu Beginn jeder Zufuhr geht der Nocken 82 (in Fig. 5 zu sehen) von einer Ausgangsposition aus, in der durch den Mechanismus 80 bzw. den Drückpuffer 86 keine Normalkraft auf den Stapel ausgeübt wird. Um ein Dokument zuzuführen, beginnen der Nocken 82 und die Drückpufferhalterung 88 sich zu bewegen, um die auf den Stapel wirkende Normalkraft und damit die auf das zuzuführende Blatt in dem Stapel wirkende Normalkraft zu erhöhen. Diese Bewegung des Nockens 82 und der Drückpufferhalterung 88, die zu einer steigenden Normalkraft führt, setzt sich fort, bis ein Blatt von dem Stapel 10 abgezogen worden ist und die Vorderkante des Blattes an Sensor 26 erfaßt wird. Wenn die Vorderkante des Blattes erfaßt worden ist, werden der Nocken 82 und die Drückpufferhalterung 88 stationär gehalten, so daß eine konstante Normalkraft wirkt. Wenn schließlich die Vorderkante des Blattes an Sensor 68 erfaßt wird und das Blatt hauptsächlich durch die Abnahmewalzen 22, 24 bewegt wird, drehen sich der Nocken 82 und die Drückpufferhalterung 88 in umgekehrter Richtung und lassen die Normalkraft ab. (Diese Bewegung kann auch weniger genau durch die Vorrichtung in Fig. 4 ausgeführt werden, obwohl natürlich die Anstieg-Stillstand- Umkehr-Bewegung nur durch den Nocken 62 ausgeführt wird). Dieser Anstieg-Stillstand-Umkehr-Zyklus wird im Unterschied zu dem Mechanismus in Fig. 1 - 3 für jedes einzelne Blatt wiederholt, wobei die durch das erste Blatt in dem Stapel bestimmte Normalkraft für den gesamten Stapel aufrechterhalten wird.

Es ist hinzuzufügen, daß die verschiedenen Merkmale der unterschiedlichen Ausführungen in anderen Kombinationen als den in den Zeichnungen dargestellten kombiniert werden können; so ist beispielsweise denkbar, den Drückpuffer der bevorzugten Ausführung auch mit einem in den anderen Ausführungen vorhandenen Mechanismus einzusetzen, und es ist denkbar, den Mechanismus der bevorzugten Ausführung in Verbindung mit einer federgespannten Drückkufe einzusetzen.

Die Reibungszuführvorrichtung der vorliegenden Erfindung weist gegenüber Vorrichtungen nach dem Stand der Technik zahlreiche Vorteile auf. Die Tatsache, daß die Reibungszuführvorrichtung selbstregulierend ist, ermöglicht automatische Zufuhr von Onginalen vieler Arten von Papier, die in das Gerät eingeführt werden können, ohne daß der Bedienende manuelle Einstellungen vornehmen muß. Wenn die Reibungszuführvorrichtung die auf den Stapel wirkende Normalkraft bei jedem Blatt reguliert, ist die Vorrichtung in der Lage, heterogen gemischte Originale verschiedener Art, so beispielsweise Blätter aus relativ rauhem Bankpostpapier, das mit relativ glattem Zeitschriftenpapier gemischt ist, in einem Durchlauf zuzuführen. Da viele Probleme der Fehlzufuhr und der Mehrfachzufuhr auf ungeeignete Beträge an auf den Stapel wirkender Normalkraft zurückzuführen sind, ist zu erwarten, daß ein Kopierer, der die vorliegende Erfindung beinhaltet, zuverlässiger ist als Einrichtungen nach dem Stand der Technik.

Für den Fachmann liegt auf der Hand, daß ein hier beschriebener Reibungszuführmechanismus auch zum Zuführen von Kopieblättern in einen Photokopierer oder eine andere elektrophotographische Vorrichtung eingesetzt werden kann. Die gleichen Prinzipien, die für zu kopierenden Originaldokumente gelten, können auf die unbedruckten Kopieblätter angewendet werden, die die Papierzufuhr für eine Vorrichtung darstellen.

Neben den oben erwihnten Vorteilen lassen sich mit der vorliegenden Erfindung viele praktische Probleme, die bei Blattzuführvorrichtungen nach dem Stand der Technik auftreten, verringern oder beheben. Da es keinen Geschwindigkeitsunterschied zwischen dem Drücker und dem Bremsfuß gibt, tragen ihre kombinierten Normalkräfte vollständig und sicher zu der Gesamtantriebskraft bei, so daß eine geringere Normalkraft an dem Bremsfuß eingesetzt werden kann und so Verschmieren vermieden wird. Gleichzeitig kann die veränderliche Normalkraft zwischen dem Mechanismus und dem Drücker die Verringerung des Reibungskoeffizienten ausgleichen, die durch Verschleiß an dem Zuführriemen bewirkt wird. Der Aufbau des Zuführriemens ermöglicht den Einsatz einer dünnen Gummischicht, die beim Herstellungsverfahren einer dicken Schicht vorzuziehen ist. Die vorliegende Erfindung kann bei Duplex- und Mehrfach-Blatteinführsysteme eingesetzt werden, so beispielsweise zum Zuführen von fixierten und frischen Trägern mit unterschiedlichen Reibungskoeffizienten. Des weiteren läßt sich die vorliegende Erfindung leicht in eine zweischalige Konstruktion integrieren, wobei die Drückkufe und der Bremsfuß von dem Zuführriemen und dem Mechanismus getrennt werden können. Schließlich kann, da das System selbstregulierend ist, davon ausgegangen werden, daß allgemein größere Toleranzen verwendet werden können.

Obwohl die vorliegende Erfindung im Zusammenhang mit einer speziellen Vorrichtung beschrieben wurde, ist ersichtlich, daß für den Fachmann viele Alternativen, Abwandlungen und Änderungen auf der Hand liegen. Dementsprechend sollen all diese Alternativen, Abwandlungen und Änderungen in den Umfang der beigefügten Ansprüche fallen.


Anspruch[de]

1. Vorrichtung zum Zuführen und Trennen von einzelnen Blättern von einem Stapel (10) von Blättern, die umfaßt:

einen Drücker (14), der an wenigstens einen Abschnitt des Stapels (10) angrenzend angeordnet ist;

einen Mechanismus (18), der an ein zuzuführendes Blatt auf dem Stapel angrenzend angeordnet ist und einen drehbaren Reibungszuführriemen (32) daran enthält, wobei der Mechanismus (18) und der Drücker (14) zum Zuführen von Blättern von dem Stapel in Kontakt kommen;

eine Druckeinrichtung (16, 18, 46), die eine veränderliche Normalkraft auf den Abschnitt des Stapels zwischen dem Drücker (14) und dem Reibungszuführriemen (32) des Mechanismus erzeugt; und

eine Sensoreinrichtung (26), die eine Vorderkante eines Blattes an einer ersten ausgewählten Position in bezug auf den Mechanismus erfaßt;

gekennzeichnet durch

eine Steuereinrichtung (30, 50), die bewirkt, daß die Druckeinrichtung die Normalkraft auf den Stapel zwischen dem Mechanismus und dem Drücker erhöht, bis die Vorderkante eines Blattes durch die Sensoreinrichtung (26) erfaßt wird, und anschließend den letzten Wert der Normalkraft bei der weiteren Zufuhr des Blattes aufrechterhält.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, die des weiteren einen Bremsschuh (20) an den Reibungszuführriemen angrenzend umfaßt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, die des weiteren eine zweite Sensoreinrichtung (68) umfaßt, die die Vorderkante eines Blattes an einer zweiten ausgewählten Position erfaßt, wobei die zweite ausgewählte Position weiter von dem Mechanismus (18) entfernt ist als die erste ausgewählte Position, und wobei die Steuereinrichtung (30, 50) des weiteren bewirkt, daß die Druckeinrichtung die Normalkraft zwischen dem Mechanismus (18) und dem Drücker (14) verringert, wenn die Vorderkante eines Blattes durch die zweite Sensoreinrichtung (68) erfaßt wird.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Druckeinrichtung (16, 18, 46) durch wenigstens einen Schrittmotor angetrieben wird.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Drücker (14) durch eine Feder (16) auf den Blattzuführmechanismus zu gedrückt wird.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Driicker einen Drückpuffer (86) enthält, wobei der Drückpuffer mit wenigstens einem Abschnitt des Stapels (10) von Blättern in Kontakt gebracht werden und sich mit der Druckeinrichtung bewegen kann, um so eine Klemmwirkung zwischen dem Drückpuffer und dem Mechanismus (80) zu verursachen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Druckeinrichtung und der Drückpuffer (86) durch wenigstens einen Schrittmotor angetrieben werden.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, wobei die Druckeinrichtung einen drehbaren Nocken (46) enthält, der mit dem Mechanismus verbunden ist, und bewirkt, daß der Mechanismus an die Drückkufe gedrückt wird.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, die des weiteren eine Einrichtung (48, 54) enthält, die Bewegung des Nockens (46) in nur in einer Richtung zuläßt.







IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

Patent Zeichnungen (PDF)

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com