DE102008031095B4

DE102008031095B4 - Vorrichtung zum Ausrichten einer kontinuierlichen Bahn mit Hilfe eines schwenkbaren Führungselements

Info

Publication number: DE102008031095B4
Application number: DE200810031095
Authority: DE
Inventors: Oliver Dipl.-Ing. Eck (FH)
Original assignee: Oce Printing Systems GmbH and Co KG
Current assignee: Canon Production Printing Germany GmbH and Co KG
Priority date: 2008-07-01
Filing date: 2008-07-01
Publication date: 2011-03-31
Anticipated expiration: 2028-07-02
Also published as: DE102008031095A1

Abstract

Vorrichtung (10) zum Ausrichten einer kontinuierlichen Bahn (16), insbesondere eine Papierbahn,
mit einer Leitfläche (38), auf der die kontinuierliche Bahn (16) bei ihrer Transportbewegung aufliegt,
und mit einem Führungselement (26), welches die Bahn (16) im Bereich der Leitfläche (38) mit einer seitlich wirkenden Kraft F2 derart beaufschlagt, dass sie mit einer Seitenkante (12) an einem seitlichen Anschlag (22) anliegt,
wobei das Führungselement (26) an einem Schwenkarm (28) angeordnet ist und um eine Drehachse (32), welche im wesentlichen senkrecht zur Leitfläche (38) verläuft, innerhalb eines vorgegebenen Drehwinkelbereichs β verschwenkbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass
beim Transport der Bahn (16) in einer ersten Richtung (18) das Führungselement (26) mitbewegt wird, wobei das Führungselement (26) um die Drehachse (32) verschwenkt wird, bis der Schwenkarm (28) durch einen ersten Anschlag (34) in seiner Bewegung angehalten wird, und
dass beim Transport der Bahn (16) in einer zweiten Richtung (20), die der...

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ausrichten einer kontinuierlichen Bahn, insbesondere für ein elektrografisches Druck- oder Kopiergerät.
In elektrografischen Druck- oder Kopiergeräten oder bei Geräten zur Nachbearbeitung von bedruckten Bahnen muss eine kontinuierliche Bahn bei ihrer Transportbewegung entlang einer Referenzlinie ausgerichtet werden. Bei einer Fehlausrichtung, zum Beispiel bei einem seitlichen Versatz ist diese Fehlausrichtung zu korrigieren. Bei der kontinuierlichen Bahn kann es sich beispielsweise um eine Papierbahn handeln.
Aus der US 6 634 534 B2 ist eine Vorrichtung zum Ausrichten einer Papierbahn bekannt, bei der ein zur Transportrichtung der Papierbahn schräg gestelltes Führungsrollenpaar und ein seitlicher Anschlag vorgesehen sind. Das Führungsrollenpaar, das ortsfest angeordnet ist, umfasst eine obere Rolle und eine untere Rolle, wobei die Papierbahn, die seitlich versetzt ist, zwischen der oberen und unteren Rolle hindurchgeführt wird. Durch die Schrägstellung des Führungsrollenpaars erfährt die Papierbahn eine Friktionskraft, die quer zu ihrer Transportrichtung zum seitlichen Anschlag hin wirkt, wodurch die Papierbahn gegen den Anschlag gedrückt wird, die als Referenzkante dient. Dadurch wird erreicht, dass die Papierbahn entlang der Referenzkante bei ihrem Transport ausgerichtet werden kann.
Als Nachteil dieser Vorrichtung hat sich gezeigt, die Papierbahn bei einer Änderung der Transportrichtung, welche beispielsweise nach einem Servicefall notwendig ist, nicht mehr an der Referenzkante ausgerichtet werden kann. Bei einem Wechsel der Transportrichtung von der Vorwärtsrichtung in Rückwärtsrichtung oder umgekehrt, würde die an der Referenzkante ausgerichtete Papierbahn aufgrund der Schrägstellung des ortsfest angeordneten Führungsrollenpaars sich von der Referenzkante weg bewegen, da die Papierbahn eine quer zur Transportrichtung wirkende Kraft weg vom seitlichen Anschlag erfahren würde. Daraus würde eine seitliche Versetzung der Papierbahn resultieren.
In der WO 2004/035 315 A2 ist eine Vorrichtung zum Ausrichten einer Papierbahn beschrieben, bei der die Papierbahn über zwei Walzen um jeweils einen vorgegebenen Umschlingungswinkel geführt ist, deren Achsen parallel in einer Ebene liegen und durch einen Drehrahmen gehalten sind. Der Drehrahmen ist um eine Drehachse senkrecht zu dieser Ebene verschwenkbar, um die Lage der Seitenkanten der Papierbahn in Richtung der Walzenachsen zu verändern. Dadurch wird erreicht, dass beim Transport der Papierbahn eine seitliche Versetzung der Papierbahn sowohl in Vorwärts- als auch in Rückwärtsrichtung verhindert werden kann.
Aus dem Dokument WO 89/10 888 A1 ist eine Zeichen- oder Schneidemaschine bekannt, ein ein Rollenpaar umfassendes Papierbahnführungselement zur Führung der Papierbahn quer zur Transportrichtung aufweist. Die Papierbahn wird hierbei zwischen den Rollen des Rollenpaares hindurch geführt. Mit Hilfe von Sensoren wird die Position einer Kante der Papierbahn ermittelt. In Abhängigkeit der er mittelten Position wird das Rollenpaar mit Hilfe eines Motors zwischen verschiedenen Stellungen verschwenkt, um eine quer zur Transportrichtung der Papierbahn gerichtete Kraft auf die Papierbahn auszuüben.
Aus dem Dokument US 2 737 386 A ist eine Vorrichtung zur Führung einer Bahn bekannt, die zwei jeweils zwei Rollen umfassende Führungselemente aufweist, die einander gegenüberliegend an den beiden Randbereichen der Bahn angeordnet sind. Die Bahn wird jeweils zwischen den Rollen eines Führungselementes hindurchgeführt. Durch die schräge Ausrichtung der Rollen werden die Randbereiche der Bahn nach außen gezogen, so dass die Bahn glatt gezogen und zentriert wird. Die Schrägstellung der Rollen der Führungselemente kann manuell verändert werden.
Aus den Dokument DE 11 64 360 A ist eine Vorrichtung zur Kantenführung von Bahnen bekannt, die einen Tachogenerator oder einen Fliehkraftregler zur Ermittlung der Transportgeschwindigkeit der Bahn umfasst. Ferner weist die Vorrichtung zwei Nadelrollen auf, wobei die Nadelrollen schräg zur Transportrichtung der Bahn angeordnet sind. Eine der beiden Nadelrollen dient zum seitlichen Versetzen der Papierbahn in eine erste Richtung, wohingegen die zweite Nadelrolle zum seitlichen Versetzen der Papierbahn in eine der ersten Richtung entgegengesetzte zweite Richtung dient. Der Tachogenerator bzw. der Fliehkraftregler verändert die Schrägstellung der Nadelrollen.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zum Ausrichten einer kontinuierlichen Bahn anzugeben, wobei das Ausrichten der Bahn in beiden Transportrichtungen der Bahn erfolgt.
Diese Aufgabe wird für eine Vorrichtung durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Bei der Erfindung ist das Führungselement an einem verschwenkbaren Schwenkarm befestigt. Beim Transport der Bahn kann sich somit das Führungselement in einem gewissen Schwenkbereich mitbewegen. Liegt das Führungselement in einer Ausgangsposition in einem mittleren Bereich des Schwenkbereichs auf der Bahn auf, so ist die von ihm erzeugte seitlich wirkende Kraft minimal. Beim Transport der Bahn wird das Führungselement mitbewegt, wobei diese seitlich wirkende Kraft zunimmt und maximal wird, wenn das Führungselement das Ende seines Schwenkbereichs erreicht. Auf diese Weise wird ein schonender Betrieb, insbesondere zu Beginn einer Transportbewegung erreicht.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist das Führungselement als Führungsrollenpaar ausgebildet, wobei das Rollenpaar eine Andruckrolle und eine Gegendruckrolle umfasst. Die Andruckrolle wirkt mit der Gegendruckrolle derart zusammen, dass die Bahn mit einer einstellbaren Federkraft beaufschlagt ist. Aufgrund der eingestellten Federkraft, die auf die Papierbahn wirkt, wird das Führungsrollenpaar beim Transport der Papierbahn mitgezogen und um eine außerhalb der Bahn vorhandene Drehachse verschwenkt, bis der zugehörige Schwenkarm des Führungsrollenpaars durch einen Anschlag in seiner Bewegung angehalten wird. Die Tangentialachse des Führungsrollenpaars ist bezüglich der Transportrichtung in einem spitzen Winkel geneigt. Das hat zur Folge, dass die transportierte Papierbahn aufgrund der vorhandenen Friktion zwischen der Papierbahn und dem Führungselement mit einer quer zur Transportrichtung zum seitlichen Anschlag hin wirkenden Friktionskraft derart beaufschlagt ist, dass die Papierbahn gegen einen seitlichen Anschlag verschoben wird.
Bei einer Änderung der Transportrichtung, d. h. bei einer Transportrichtung, die der ursprünglichen Transportrichtung der Papierbahn entgegengesetzt ist, wird aufgrund der eingestellten Federkraft, die auf die Papierbahn wirkt, das Führungsrollenpaar erneut solange mitgezogen, bis der zugehörige Schwenkarm des Führungsrollenpaars durch einen weiteren Anschlag in seiner Bewegung angehalten wird. Die Tangentialachse des Führungsrollenpaars ist dann bezüglich der neuen Transportrichtung in einem spitzen Winkel geneigt. Dadurch wird eine Führung der Papierbahn entlang des seitlichen Anschlags auch in dieser Transportrichtung gewährleistet.
Ein Hauptvorteil der Erfindung ist darin zu sehen, dass durch das verschwenkbare Führungselement innerhalb der Vorrichtung die kontinuierliche Bahn, welche seitlich versetzt ist, unabhängig von der Transportrichtung an der Referenzkante ausgerichtet werden kann. Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, dass kein elektrischer Antrieb für die Führungselemente notwendig ist.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen erläutert. Darin zeigen:
1 eine Draufsicht des prinzipiellen Aufbaus einer Vorrichtung zum Ausrichten einer kontinuierlichen Bahn.
2 eine Seitenansicht des prinzipiellen Aufbaus einer Vorrichtung zum Ausrichten einer kontinuierlichen Bahn.
3 eine Draufsicht einer seitlich versetzten Bahn.
4 eine Draufsicht einer ausgerichteten Bahn, welche in Rückwärtsrichtung transportiert wird.
5 eine Draufsicht einer ausgerichteten Bahn, welche in Vorwärtsrichtung transportiert wird.
1 zeigt in einer Draufsicht den prinzipiellen Aufbau einer Vorrichtung 10 zum Ausrichten der linken Kante 12 einer kontinuierlichen Bahn, im vorliegenden Fall eine Papierbahn 16. Der Transport der Papierbahn 16 erfolgt auf einer Leitfläche 38. Die beiden möglichen Transportrichtungen der Papierbahn 16 sind durch die Richtungen der Pfeile 18 und 20 gegeben, wobei die Ausrichtung der Papierbahn 16 an einem seitlichen Anschlag 22 erfolgen soll, welcher eine innere Referenzkante 24 umfasst. Der Anschlag 22 ist als Anschlagblech ausgebildet. Die Vorrichtung 10 umfasst ein Führungselement 26, welches an einem Schwenkarm 28 aufgehängt und in einer rechteckförmigen Ausnehmung 48 der Leitfläche 38 angeordnet ist, wobei die Ausnehmung 48 jede beliebige geometrische Form aufweisen kann. Das Führungselement 26 kann sich dabei in beide Richtungen des Doppelpfeils 30 um eine außerhalb der Papierbahn 16 vorhandene Drehachse 32 des Schwenkarms 28, welche im wesentlichen senkrecht zur Leitfläche 38 angeordnet ist, bewegen, wobei die Auslenkung der Schwenkbewegung durch einen oberen und unteren Anschlag 34, 36 begrenzt ist.
2 zeigt in einer Seitenansicht aus Richtung A in 1 gesehen den prinzipiellen Aufbau der vorher beschriebenen Vorrichtung 10 zum Ausrichten der linken Kante 12 der Papierbahn 16. Die Leitfläche 38 weist eine metallische Oberfläche auf, die geriffelt ist, wodurch die Haftung der Papierbahn 16 auf der Leitfläche 38 verringert wird und somit der Transport der Papierbahn 16 erleichtert werden kann. Hinzu kommt, dass die Leitfläche 38, die wie in der 2 zu sehen ist, konvex gekrümmt ist, um eine erhöhte Stabilität der Papierbahn 16 zu gewährleisten. Der seitliche Anschlag 22, der zur Führung der Papierbahn 16 dient, ist der Krümmung der Leitfläche 38 angepasst.
Das Führungselement 26 ist als Rollenpaar ausgebildet und umfasst eine obere Andruckrolle 42 und eine untere Gegendruckrolle 44. Die obere Andruckrolle 42 ist nach oben abschwenkbar auf der unteren Gegendruckrolle 44 gelagert, um eine neue Papierbahn 16 leicht zwischen den Führungsrollen 42, 44 einzuführen. Um das Führungselement 26 beim Transport der Papierbahn 16 mitzubewegen, muss die Bahn 16 mit einer Friktionskraft beaufschlagt werden. Diese notwendige Friktionskraft kann beispielsweise durch das Eigengewicht der Andruckrolle 42 oder durch eine Federkraft F einer Andruckfeder, die weiter unten beschrieben wird, erreicht werden. Durch das Eigengewicht der Andruckrolle 42 drückt die Andruckrolle 42 in diesem Ausführungsbeispiel nach unten gegen die Gegendruckrolle 44 bzw. gegen die eingeführte Papierbahn 16. Zusätzlich ist die Andruckfeder (hier nicht dargestellt) vorgesehen, welche die Federkraft F auf die durch einen Rollenspalt 46 zwischen der Andruckrolle 42 und der Gegendruckrolle 44 angeordnete Papierbahn 16 ausübt. Ein Verstellrad (hier ebenfalls nicht dargestellt) dient zum Einstellen der angemessenen Federkraft F. Die Verwendung der Andruckfeder hat den Vorteil, dass die Papierbahn 16 mit der notwendigen Friktionskraft unabhängig von der räumlichen Orientierung der Vorrichtung 10 beaufschlagt werden kann.
Im Bereich des Führungselements 26 ist ein an die Krümmung der Leitfläche 38 angepasster Niederhalter 40 vorgesehen, der die Papierbahn 16 auf die Leitfläche 38 mit einer bestimmten Andruckkraft F4 drückt und somit verhindert, dass die Papierbahn 16 bei ihrer Transportbewegung nach oben ausweicht.
Anhand der 3 wird das Ausrichten der linken Kante 12 der Papierbahn 16 näher erläutert. Die Papierbahn 16 wird in Richtung 18 transportiert, wobei die Papierbahn 16 eine gegenüber der Referenzkante 24 seitliche Versetzung S aufweist. Die seitlich versetzte Papierbahn 16 steht mit dem Führungselement 26 in Kontakt und wird durch den Rollenspalt 46 zwischen der Andruckrolle 42 und der Gegendruckrolle 44 geführt. Die von der Andruckfeder verursachte Federkraft F, welche auf die Papierbahn 16 zwischen der Andruckrolle 36 und der Gegendruckrolle 38 wirkt, bewirkt, dass beim Transport der Papierbahn 16 in Richtung 18 das Führungselement 26 mitbewegt wird, wobei das Rollenpaar 27, das an dem Schwenkarm 28 aufgehängt ist, um die außerhalb der Papierbahn 16 vorhandene Drehachse 32 verschwenkt wird, bis der Schwenkarm 28 durch den oberen Anschlag 34 in seiner Bewegung gehindert wird. Dadurch wird erreicht, dass das Führungselement 26 eine neue Position relativ zur Ausgangsposition in 3 einnimmt, wobei es in der neuen Position, wie in 4 dargestellt, schräg zur Transportrichtung 18 gestellt ist.
4 zeigt, dass die Tangentialachse des verschwenkten Führungselements 26 bezüglich der Transportrichtung 18 in einem spitzen Winkel α von etwa 4 bis 10° geneigt ist, wobei der Neigungswinkel α von der Beschaffenheit der Bahn 16 abhängt und bei einem leichtgewichtigem Papier etwa 6° und bei einem steifen Karton etwa 8° beträgt. Durch die Schrägstellung des Führungselements 26 wird erreicht, dass die Papierbahn 16, die sich in Transportrichtung 18 bewegt, eine quer zur Transportrichtung 18 wirkende Friktionskraft F2 zum seitlichen Anschlag 22 hin erfährt. Demgemäß wird die Papierbahn 16 fortlaufend gegen den seitlichen Anschlag 22 geschoben und entlang der Referenzkante 24 ausgerichtet.
Anhand der 5 wird das Ausrichten der linken Kante 12 der Papierbahn 16 näher erläutert, wobei im Unterschied zu 4 die Papierbahn 16 in Richtung 20 transportiert wird bzw. ein Wechsel der Transportrichtung der Papierbahn 16 erfolgt. Die Ausgangsposition des Führungselements 26 bzw. der Papierbahn 16 ist in 4 dargestellt. In dieser Ausgangsposition ist die Tangentialachse des Führungselements 26 in einem spitzen Winkel α schräg zur Transportrichtung 18 gestellt, wobei die linke Kante 12 der Papierbahn 16 an dem seitlichen Anschlag 22 anliegt.
Beim Transport der Papierbahn 16 in Richtung 20 wird das Führungsrollenpaar 27 aufgrund der eingestellten Federkraft F auf die Papierbahn 16 mitbewegt, wobei das Rollenpaar 27, das an dem Schwenkarm 28 aufgehängt ist, um die außerhalb der Papierbahn 16 vorhandene Drehachse 32 verschwenkt wird, bis der Schwenkarm 28 durch den unteren Anschlag 34 in seiner Bewegung gehindert wird. Dadurch wird erreicht, dass das Führungselement 26 eine neue Position relativ zur Ausgangsposition in 4 einnimmt, wobei in der neuen Position die Tangentialachse des Führungselements 26 bezüglich der Transportrichtung 20 in einem spitzen Winkel α von etwa 4 bis 10° schräg gestellt ist. Durch die Schrägstellung des Führungselements 26 wird erreicht, dass die Papierbahn 16, die sich in Transportrichtung 20 bewegt, eine quer zur Transportrichtung 20 wirkende Friktionskraft F2 zum seitlichen Anschlag 22 hin erfährt. Dadurch wird die Papierbahn 16 fortlaufend gegen den seitlichen Anschlag 22 geschoben und entlang der Referenzkante 24 ausgerichtet.
Es sind weitere Varianten als Ausführungsformen der Erfindung möglich. Beispielsweise kann die optimale Kraft, die auf die Papierbahn zwischen der Andruckrolle und Gegendruckrolle wirken muss, um das Führungsrollenpaar beim Transport der Papierbahn mitbewegen zu können, ausschließlich durch das entsprechende Eigengewicht der Andruckrolle erzeugt werden. Weiterhin kann die Leitfläche in Transportrichtung zur Stabilisierung der Papierbahn konkav gekrümmt sein, wobei die Leitfläche auch aus Kunststoff bestehen kann.
Die Erfindung wurde am Beispiel eines Druck- oder Kopiergerätes beschrieben. Es ist jedoch auch möglich, die Erfindung auch für andere Geräte zu verwenden, in der eine kontinuierliche Bahn ausgerichtet werden soll, beispielsweise bei Geräten, die einen Drucker oder Kopierer nachgeordnet sind, wie etwa Falzmaschinen.
Bezugszeichenliste

10: Ausrichtevorrichtung
12: Linke Kante der Papierbahn
14: Rechte Kante der Papierbahn
16: Papierbahn
18: Pfeil in Rückwärtsrichtung
20: Pfeil in Vorwärtsrichtung
22: Seitlicher Anschlag
24: Innere Referenzkante
26: Führungselement
28: Schwenkarm
30: Doppelpfeil
32: Drehachse
34: Erster Anschlag
36: Zweiter Anschlag
38: Leitfläche
40: Niederhalter
42: Andruckrolle
44: Gegendruckrolle
46: Rollenspalt
48: Ausnehmung

Claims

Vorrichtung (10) zum Ausrichten einer kontinuierlichen Bahn (16), insbesondere eine Papierbahn, mit einer Leitfläche (38), auf der die kontinuierliche Bahn (16) bei ihrer Transportbewegung aufliegt, und mit einem Führungselement (26), welches die Bahn (16) im Bereich der Leitfläche (38) mit einer seitlich wirkenden Kraft F2 derart beaufschlagt, dass sie mit einer Seitenkante (12) an einem seitlichen Anschlag (22) anliegt, wobei das Führungselement (26) an einem Schwenkarm (28) angeordnet ist und um eine Drehachse (32), welche im wesentlichen senkrecht zur Leitfläche (38) verläuft, innerhalb eines vorgegebenen Drehwinkelbereichs β verschwenkbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass beim Transport der Bahn (16) in einer ersten Richtung (18) das Führungselement (26) mitbewegt wird, wobei das Führungselement (26) um die Drehachse (32) verschwenkt wird, bis der Schwenkarm (28) durch einen ersten Anschlag (34) in seiner Bewegung angehalten wird, und dass beim Transport der Bahn (16) in einer zweiten Richtung (20), die der ersten Richtung (18) entgegengesetzt ist, das Führungselement (26) solange mitbewegt wird, bis der Schwenkarm (28) an einen zweiten Anschlag (36) anschlägt.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei das Führungselement (26) als Rollenpaar ausgebildet ist, welches eine Andruckrolle (42) und eine Gegendruckrolle (44) umfasst, und wobei die Bahn (16) zwischen der Andruckrolle (42) und der Gegendruckrolle (44) verläuft.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 2, wobei die Andruckrolle (42) mit der Gegendruckrolle (44) derart zusammenwirkt, dass die Bahn (16) mit einer vorzugsweise einstellbaren Federkraft F mittels einer Andruckfeder beaufschlagt ist.
Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Führungselement (26) bei einem Wechsel der Transportrichtung solange mitbewegt wird, bis der Schwenkarm (28) abhängig von der Transportrichtung an den jeweils zugeordneten Anschlag (34, 36) anschlägt.
Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Führungselement (26) um eine außerhalb der Bahn (16) vorhandene Drehachse (32) verschwenkbar ist.
Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Führungselement (26) um eine innerhalb der Bahn (16) vorhandene Drehachse (32) verschwenkbar ist.
Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der im Bereich des Führungselements (26) ein Niederhalter (40) vorgesehen ist, der die Bahn (16) derart mit einer Andruckkraft F4 beaufschlagt, dass die Bahn (16) vertikal nach unten auf die Leitfläche (38) gedrückt wird.
Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Leitfläche (38) in Transportrichtung gewölbt ist, vorzugsweise konvex gekrümmt ist.
Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Leitfläche (38) eine geriffelte, metallische Oberfläche aufweist.
Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der zum Ausrichten der Bahn (16) der seitliche Anschlag (22) als Anschlagblech ausgebildet ist.
Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der eine Ausnehmung (48), vorzugsweise rechteckförmige Ausnehmung, in der Leitfläche (38) vorgesehen ist, in der das Führungselement (26) angeordnet ist.