DE19804929A1 - Vorrichtung zum Erfassen einer Blattstapelhöhe in einem Behälter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erfassen einer Stapelhöhe von in einem Ein- und/oder Ausgabebehälter eines Gerätes gestapelten Blättern, wobei ein mittels einer Antriebseinheit und Steuereinheit in Stapelrichtung gegen den Blattstapel in eine Abtaststellung zyklisch gesteuertes Tastmittel und ein die Abtaststellung des Tastmittels erkennendes Sensormittel zum Erfassen der Blattstapelhöhe angeordnet ist.

Aus EP-0 768 263-A1 ist eine Vorrichtung der eingangs genannten Art mit Mitteln zum Erfassen einer Stapelhöhe in mindestens einem Sammelbehälter einer Aus­ gabeeinheit eines Druckers, wobei ein zyklisch in eine Abtaststellung, insbesondere in Stapelrichtung von oben gegen den Blattstapel bewegbares Tastmittel in Form eines schwenkbaren Tastbügels und ein die Abtaststellung des Tastmittels erken­ nendes Sensormittel in Form eines optoelektronischen Sensors zum Erfassen der Blattstapelhöhe angeordnet sind. Der Tastbügel weist einerseits an einem ersten Ende einen Tast-/Anpressfinger auf und wird andererseits mittels eines mikroprozes­ sorgesteuerten Hubmagneten um seine Mitten-Drehachse geschwenkt, wobei der Hubmagnet mit seinem Hubanker über ein Federelement mit einem zweiten, dem ersten gegenüberliegenden Ende des Tastbügels verbunden ist, an dem auch eine Schaltfahne zum Betätigen des Sensors angeordnet ist. Der Tastbügel, der Sensor und der Hubmagnet sind hierbei außerhalb des Sammelbehälters und in Front zur stirnseitigen Wand des Sammelbehälters, der vorderen Ausrichtkante für die in den Sammelbehälter eingeförderten Papierblätter, angeordnet. In einer Ausgangsstellung des Tastbügels befindet sich der Tastfinger oberhalb und außer Eingriff zu dem vor­ deren Bereich des Blattstapels, und ist die Schaltfahne außerhalb des Abtastberei­ ches des Sensors. Während des Abtastzyklus schwenkt der Tastbügel durch einen Schlitz der stirnseitigen Wand in den Sammelbehälter und mit dem Tastfinger auf den Blattstapel, wobei die Schaltfahne in Richtung des Sensors schwenkt. Erst bei Erreichen der maximal zulässigen Stapelhöhe wird der Sensor mittels der Schalt­ fahne betätigt bzw. abgedeckt und ein Signal zur Steuereinheit zum Stoppen der Blattzufuhr gesandt. Alternative Ausführungsformen weisen Sensormittel (mehrere Sensoren) oder Schaltfahnen (mit mehreren Schlitzen) zum Erfassen von Zwischen­ werten der Blattstapelhöhe auf. Zur Erfassung eines ersten Blattes im Sammelbe­ hälters ist in dessen Boden bzw. Ablagefläche ein weiterer Sensor angeordnet.

Nachteilig ist, daß einerseits durch die Betätigung des Tastbügels mittels des Hub­ magneten starke Erschütterungen und Geräusche im Gerät erzeugt werden, und andererseits aufwendige Sensormittel zur Erfassung von genauen Zwischenwerten der Blattstapelhöhe und zur Erfassung des ersten Blattes im Sammelbehälter erfor­ derlich sind. Weiterhin ist von Nachteil, daß die Mittel zum Erfassen der Stapelhöhe sich im Bereich eines möglichen Transportweges des fertiggestellten Blattstapels oder sich im Entnahme/Eingabebereiches des Sammelbehälters befinden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs ge­ nannten Art zu schaffen, die diese genannten Nachteile nicht aufweist, sondern die einerseits einen einfachen kompakten Aufbau bei gleichzeitig frei wählbaren Meßab­ stufungen und hoher Meßgenauigkeit bei jeder Stapelhöhe aufweist, und die ande­ rerseits einen erschütterungsfreien und geräuscharmen Betrieb ermöglicht, wobei ein Funktionieren in einer automatisierten Umgebung ohne Unterbrechung der Blatt- Zufuhr/-Entnahme gewährleistet sein soll.

Die Aufgabe wird mit einer Vorrichtung nach Anspruch 1 erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein steuerbarer Schrittmotor angeordnet ist, mittels dem das Tastmittel von einer vorbestimmbaren Ausgangsstellung gegen den Blattstapel und in die Ab­ taststellung bewegbar ist, wobei die Stapelhöhe anhand der erfaßten Anzahl von Motorschritten, ausgehend von der Ausgangsstellung bis zum Erkennen der Abtast­ stellung des Tastmittels, ermittelbar ist.

In vorteilhafter Weise weist der Schrittmotor oder der Schrittmotor in Verbindung mit einer eine Kurvenscheibe aufweisenden Steuerscheibe eine Schrittabstufung auf, die kleiner als eine kleinste Blattdicke der verwendbaren Blattsorten ist, ist der Ab­ tastzyklus des Tastmittels in Abhängigkeit von einer dem Sammelbehälter zuge­ führten/abgeführten Blattzahl und von einer Blattdicke einer verwendeten Blattsorte selbsttätig oder manuell einstellbar, und ist mittels des Schrittmotors oder des Schrittmotors in Verbindung mit der Kurvenscheibe das Tastmittel mit einem Ge­ schwindigkeitsprofil bewegbar, bei dem die Hubgeschwindigkeit des Tastmittels im Bereich vor der Abtaststellung, der Ausgangsstellung und einer Entnahme- /Eingabestellung verringert wird.

In weiterer vorteilhafter Weise ist die Anzahl der Motorschritte zwischen einer Sig­ nalgabe eines zweiten, die Ausgangs-/Arbeitsstellung kennzeichnenden Sensors oder eines dritten, die Entnahme-/Eingabestellung kennzeichnenden Sensors und einer Signalgabe des ersten, die Abtaststellung kennzeichnenden Sensors mittels der Steuereinheit, die einen Mikroprozessor, eine Zähleinrichtung, eine Rechenein­ richtung und eine Speichereinrichtung aufweist, erfaßbar und damit die Blattstapel­ höhe ermittelbar.

In vorteilhafter Weise weist weiterhin das Tastmittel einen auf einem vom Schritt­ motor in Stapelrichtung bewegbaren Träger angeordneten Tastfinger auf, wobei der Tastfinger auf dem Träger in Bewegungsrichtung des Trägers gegen ein Federele­ ment hin und her bewegbar angeordnet und mit seiner Tastspitze gegen den Blattstapel bewegbar und andrückbar ist.

Zudem sind in vorteilhafter Weise das Tastmittel, die Sensormittel und die An­ triebseinheit mit dem Schrittmotor und der Steuerkurve oberhalb des Blattstapels/Behälters angeordnet.

Desweiteren sind in vorteilhafter Weise in Abhängigkeit von einer ermittelten Blattstapelhöhe Mittel zum Ausrichten eines jeweils obersten Blattes des Blattstapels und/oder zum vorübergehenden Zurückhalten von zugeführten Blättern in ihrer zum Blattstapel vorbestimmten Arbeitsstellung verstellbar.

Die weiteren Merkmale und Vorteile sind der Beschreibung der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele der Erfindung sowie den weiteren Unteransprü­ chen zu entnehmen. Die Zeichnung zeigt in der

Fig. 1 die erfindungsgemäße Vorrichtung zusammen mit einer Blattrückhalteein­ heit und einer Blattausrichteinheit in einem Gerät in einer räumlichen Dar­ stellung oberhalb eines Behälters zum Stapeln von Blättern, wobei der Stapelbehälter ohne Seitenanschlag und Frontanschlag für die Blätter ge­ zeigt ist und alle nicht erfindungswesentlichen Geräteeinrichtungen weg­ gelassen sind,

Fig. 2 die erfindungsgemäße Vorrichtung nach Fig. 1 in einer vergrößerten, räumlichen Darstellung, gemäß einer Blickrichtung "A", unter Weglassen von sichtbehindernden Bauteilen, insbesondere der Blattrückhalte - und Blattausrichteinheiten,

Fig. 3 die erfindungsgemäße Vorrichtung in einer Abtaststellung, gemäß einer Schnittlinie "B-B" nach den Fig. 1 und 2 in einer Seitenansicht.

Die folgende Beschreibung nach Fig. 1 bis 3 bezieht sich auf eine bevorzugte Aus­ führungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zum Erfassen einer Stapelhöhe von in einen geneigten Sammel-/Ausgabebehälter 2 eines Gerätes im wesentlichen horizontal zugeführten und vertikal gestapelten Blättern 21, wobei ein mittels einer Antriebseinheit 12 und einer (nicht gezeigten) Steuereinheit in Stapelrichtung gegen den Blattstapel 21 in eine Abtaststellung zyklisch gesteuertes Tastmittel 10 und ein die Abtaststellung des Tastmittels erkennendes Sensormittel 11 zum Erfassen der Blattstapelhöhe angeordnet sind. Die Vorrichtung ist hierbei in ein nicht dargestelltes Gerät bekannter Art, wie zum Beispiel in einem Kopiergerät eingesetzt, und dient vorzugsweise zur Ausgabe von fertiggestellten kundenspezifischen Kopieraufträgen.

Für einen auf diesem Fachgebiet tätigen Fachmann ist es dabei selbstverständlich, daß die erfinderische Vorrichtung auch in anderen Geräten, wie in Druckern oder Blattsortier-Geräten einsetzbar ist und in diesen Geräten zudem auch als Eingabe­ behälter zur Eingabe von einzelnen Blättern des Blattstapels in das Gerät oder als Behälter zur Zwischenspeicherung von vertikal gestapelten Blättern dienen kann, wobei der jeweilige Behälter außer der dargestellten geneigten, auch noch eine nicht geneigte (horizontale) Ausrichtung oder eine vertikale (mit horizontaler Blatt-Stapel­ richtung und Tastmittel-Bewegung) Ausrichtung aufweisen kann, und daß desweite­ ren Blätter unterschiedlicher Art, mit unterschiedlicher Dicke, Größe und Gewicht verwendbar sind.

Die in Fig. 1, 2 und 3 in einer Abtaststellung y', z dargestellte, bevorzugte erfindungs­ gemäße Vorrichtung 1, weist an einem im Gerät angeordneten Halter 122 die An­ triebseinheit 12, das Tastmittel 10 und Sensormittel 11 auf, die gemeinsam oberhalb des Blattbehälters 2 und des Blattstapels 21 angeordnet sind. Die Antriebseinheit 12 enthält dabei einen durch die Steuereinheit steuerbaren, in Fig. 1 und 3 gezeigten Schrittmotor 120, mittels dem das Tastmittel 10 von einer vorbestimmbaren, in Fig. 3 gezeigten Ausgangsstellung y, z' gegen den Blattstapel 21 und in die Abtaststellung y', z bewegbar ist, wobei die Stapelhöhe anhand der von der Steuereinheit erfaßten Anzahl von Motorschritten, ausgehend von der Ausgangsstellung bis zum Erkennen der Abtaststellung des Tastmittels, ermittelbar ist.

Wie in Fig. 2 und 3 dargestellt, ist einerseits an der Antriebseinheit 12 eine um Dreh­ achse 126 drehbare Steuerscheibe 123 mit einer Steuerkurve 125 angeordnet, die vom Schrittmotor 120 über sein Antriebsritzel 121 und einem mit der Steuerscheibe starr verbundenen Zahnrad 124 antreibbar ist, und weist andererseits das Tastmittel 10 einen vom Schrittmotor 120 und Steuerscheibe 123 in Stapelrichtung bewegba­ ren Träger 105 mit einem darauf angeordneten Tastfinger 100 auf, wobei der Tastfinger 100 auf dem Träger 105 entlang der Bewegungsrichtung des Trägers frei hin und her bewegbar angeordnet und mit seiner Tastspitze 101 in Stapelrichtung gegen den Blattstapel 21 bewegbar und andrückbar ist.

Der Tastfinger 100 ist, wie in Fig. 2 und 3 gezeigt, auf dem Träger 105 mittels eines Federelements 104, z. B. einer Schenkelfeder in Richtung des Blattstapels 21 in einer Anfangsstellung y gegen einen Anschlag 109 am Träger bringbar und durch Be­ wegen des Trägers 105 in Richtung des Blattstapels in die Abtaststellung y' gegen den Blattstapel 21 oder gegen eine Blattauflagefläche 20 des Blattbehälters 2 be­ weg bar, bei der ein auf dem Träger angeordneter Sensor 110 der Sensormittel 11 von einer zur Tastspitze 101 beabstandeten Schaltfahne 102 des Tastfingers 100 betätigt wird. Der Tastfinger 100 ist dabei um seine Mittenachse 103 schwenkbar auf dem Träger 105 angeordnet, und die Schaltfahne 102 befindet sich an dem der Tastspitze 101 gegenüberliegendem Ende des Tastfingers.

Der Träger 105 ist, wie in Fig. 1 und 2 dargestellt, in Form eines hängenden "U" um einen Lagerzapfen 106, auf Höhe der Drehachse 126 der Steuerscheibe 123 schwenkbar angeordnet und weist an seinem oberen Ende, bzw. Rückenteil einen Betätigungshebel 107 auf, der auf dem obenliegenden Außenrand der Steuer­ scheibe, der Steuerkurve 125 aufliegt. Wie in Fig. 2 und 3 gezeigt, ist der Träger 105 zudem mit seinem zum Blattstapel 21 hinweisenden, die Tastmittel 10 und den Sen­ sor 110 tragenden unteren Ende 108 mittels der schrittmotorgesteuerten Steuer­ kurve 125 der Steuerscheibe 123 und des Betätigungshebels 107 von der Abtast­ stellung z nach oben zur Ausgangsstellung z', bei der der Tastfinger vom Blattstapel und/oder der Blattauflagefläche 20 des Blattbehälters 2 beabstandet ist, hin schwenkbar, und ist der Träger 105 mit den darauf angeordneten Mitteln 10, 11 durch Gewichtskraft und unter Kontrolle der Steuerkurve 125 wieder nach unten in die Abtaststellung z schwenkbar. Weiterhin ist der Träger 105 mit dem Tastmittel 10 und dem Sensor 110 in eine oberste, eine Entnahme-/Eingabestellung z'' für den Blattstapel 21 und/oder den Behälter 2 schwenkbar.

Zum Erkennen der Ausgangsstellung z' und der Entnahme-/Eingabestellung z'' des Trägers 105, sind, wie in Fig. 1 und 3 dargestellt, im Bereich der Steuerscheibe 123 ein zweiter Sensor 128 oder ein zusätzlicher, nicht gezeigter dritter Sensor für die Entnahme-/Eingabestellung und, wie in Fig. 2 und 3 dargestellt, ein Schaltnocken 127 mit mindestens einer Abtastmarke 129 für den zweiten oder dritten Sensor an der Steuerscheibe 123 angeordnet. Die Sensormittel 11, bzw. die Sensoren 110, 128 sind hierbei, in bekannter Weise als optoelektronische, elektromechanische oder magnetische Sensoren ausgebildet.

Die Anzahl der Schritte des Schrittmotors 120, zur Ermittlung der Blattstapelhöhe 21, ist hierbei zwischen einer Signalgabe des zweiten, die Ausgangsstellung z' kenn­ zeichnenden Sensors 128 oder des dritten, die Entnahme-/Eingabestellung z'' kenn­ zeichnenden Sensors und der Signalgabe des ersten, die Abtaststellung y', z kenn­ zeichnenden Sensors 110 mittels der Steuereinheit, die einen Mikroprozessor, eine Zähleinrichtung, eine Recheneinrichtung und eine Speichereinrichtung aufweist, er­ faßbar.

Der Schrittmotor 120 weist dabei in Verbindung mit der Steuerkurve 125 der Steuer­ scheibe 123 eine Schrittabstufung auf, die kleiner als eine kleinste Blattdicke der verwendbaren Blattsorten ist. Weiterhin ist der Abtastzyklus des Tastmittels 10, bzw. die Zeit zwischen den Abtastungen in Abhängigkeit von der dem Behälter 2 zuge­ führten/abgeführten Blattzahl und von der Blattdicke der verwendeten Blattsorte mittels einem Steuerprogramm der Steuereinheit selbsttätig, z. B., durch automati­ sches Erfassen der in das Gerät bzw. des Behälters 2 eingegebenen Blattzahl und Blattsorte/n, oder manuell, z. B., durch Eingabe der Blattsorte/n und der kundenspe­ zifischen Blattzahl je Stapel, einstellbar.

In einer alternativen, nicht dargestellten Ausführungsform der Erfindung, bei der ein mit einer Zahnstange versehenes, linear bewegbares Tastmittel 10 bzw. linear auf den Blattstapel hin bewegbarer Träger (mit linear bewegbarem Tastfinger, mit und ohne Federelement) direkt vom Schrittmotor 120 antreibbar ist, weist der Schritt­ motor eine Schrittabstufung auf, die kleiner als eine kleinste Blattdicke der verwend­ baren Blattsorten ist. Desweiteren ist mittels des Schrittmotors 120 das Tastmittel 10 mit einem Geschwindigkeitsprofil bewegbar, bei dem die Hubgeschwindigkeit des Tastmittels im Bereich vor der Abtaststellung y', z, der Ausgangsstellung y, z' und der Entnahme-/Eingabestellung y, z'' verringert ist.

Wie in Fig. 1 bis 3 gezeigt, sind am Träger 105 zusätzlich zum Tastfinger 100 wei­ tere Funktionseinheiten, wie z. B. eine Ausrichteinheit 4 mit Mittel zum Ausrichten eines jeweils obersten Blattes des Blattstapels 21 und eine Rückhalteeinheit 3 mit Mittel zum vorübergehenden Zurückhalten/Sammeln von zugeführten Blättern, sowie ein Leitblech 5 für das auf den Blattstapel oberstes zugeführte Blatt angeordnet, wo­ bei in einer nicht dargestellten alternativen Ausführungsform nur eine der beiden Funktionseinheiten 3 oder 4 angeordnet sind, und in einer weiteren nicht dargestell­ ten Ausführungsform die Funktionseinheiten 3, 4 auf jeweils einem vom Tastmittel- Träger 105 getrennten weiteren Träger angebracht sind.

Die Rückhalteeinheit 3 weist dabei eine eigene Antriebseinrichtung, bestehend aus einem Antriebsmotor 34 mit an beiden Enden seiner Antriebsachse angebrachten Antriebsrollen 33, Antriebsriemen 32 und mit am unteren Ende 108 des Trägers 105 angebrachten Abtriebsrollen 31 auf, wobei an den Abtriebsrollen 31 jeweils ein mit­ tels dem Antriebsmotor antreibbarer Trennfinger 30 angeordnet ist, der zum Zurück­ halten/Sammeln der Blätter in die Zuführbahn der Blätter im Bereich der Vorder­ kante des Blattbehälters 2 und bei zuvor leerem Behälter 2 zudem in Aussparungen der Blattauflagefläche 20 verschwenkbar ist.

Die Ausrichteinheit 4 weist ebenfalls eine eigene Antriebseinrichtung, bestehend aus einem Antriebsmotor 44 mit Antriebsrolle 43, Antriebsriemen 42 und mit am unteren Ende des Trägers angebrachter Abtriebsrolle 41 auf, wobei ein mit der Abtriebsrolle verbundenes und drehbares, federelastisches Flügelrad 40 angeordnet ist, mittels dem durch seine Reibkraft das jeweils zugeführte, oberste Blatt gegen den Seiten­ anschlag 23 und gegen den Frontanschlag 22 des Behälters 2 transportierbar und ausrichtbar ist.

In Abhängigkeit von einer durch die Steuereinheit ermittelten Blattstapelhöhe im Be­ hälter 2 sind die Rückhaltemittel 3 (Trennfinger 30) und die Ausrichtmittel 4 (Flügelrad 40) in ihrer zum Blattstapel vorbestimmten Arbeitsstellung mittels der An­ triebseinheit 12 (Schrittmotor 120 und Steuerscheibe 123) des Tastmittels 10 (Träger 105 und Tastfinger 100) einstellbar, wobei die Arbeitsstellung der Mittel 3, 4 der vorbestimmten Ausgangsstellung y, z' des Tastmittels 10, 100, 105 entspricht, bei der der Tastfinger 100 mit seiner Tastspitze 101 zum Blattstapel 21 beabstandet ist.

Die Steuerkurve 125 der Steuerscheibe 123 weist hierbei mehrere, untereinander verbundene Steuerkurvenabschnitte auf, die den Hubbewegungsabläufen des Tastmittels 10, der Ausrichtmittel 4 und der Rückhaltemittel 3 angepaßt sind, und weisen die Kurvenabschnitte für das Tastmittel 10 im Bereich der Abtaststellung y', z, der Ausgangsstellung y, z' und der Entnahme-/Eingabestellung y', z'' eine gerin­ gere Steigung zur Verringerung der Hubgeschwindigkeit auf.

Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende:
Ausgehend von einer nicht gezeigten Betriebs-Grundstellung der Vorrichtung 1, bei der mittels des von der Steuereinheit gesteuerten Schrittmotors 120 die Tastmittel 10 in eine vorbestimmte Ausgangsstellung, die Rückhaltemittel 3 und die Ausrichtmittel 4 in eine vorbestimmte Arbeitsstellung über einem leeren Blattbehälter 2 gebracht sind, erfolgt das Abtasten einer Blattstapelhöhe 21 nach Einfördern und Stapeln einer vorbestimmten Anzahl von Blätter im Behälter 2 gemäß den nachfolgenden Arbeitsschritten:

• a) Starten des Schrittmotors 120 durch das Steuerprogramm der Steuereinheit zum Bewegen des Tastmittels 10 (Träger 105 und Tastfinger 100) mit relativ geringer Geschwindigkeit von der ersten vorbestimmten, zum Blattstapel 21 beabstandeten Ausgangsstellung in Stapelrichtung auf den Blattstapel zu,
• b) Starten des Zählens der den Schrittmotor steuernden Schrittimpulse, bei Signal­ abgabe des zweiten, die Ausgangsstellung y, z' kennzeichnenden Sensors 128,
• c) Erhöhen der Geschwindigkeit des Schrittmotors nach vorgegebenem Geschwin­ digkeitsprofil mittels dem Steuerprogramm bzw. der Steuereinheit,
• d) Verringern der Geschwindigkeit des Schrittmotors nach vorgegebenem Ge­ schwindigkeitsprofil kurz vor Erreichen der Abtaststellung auf dem Blattstapel,
• e) Beenden der Zählung bei Signalabgabe des ersten, die Abtaststellung y', z kenn­ zeichnenden Sensors 110,
• f) Stoppen des Schrittmotors und Speichern des Zählwertes im Speicher der Steu­ ereinheit,
• g) Errechnen der Blattstapelhöhe mittels Rechner der Steuereinheit, durch Subtra­ hieren der gerade erfaßten Schrittzahl von einer bei leerem Behälter erfaßten Schrittzahl, einer Referenzschrittzahl, d. h. Errechnen eines Differenzbetrages,
• h) Starten des Schrittmotors mittels der Steuereinheit in umgekehrter Drehrichtung und Rücktransport des Tastmittels mit vorherigem Geschwindigkeitsprofil in die vorherige Ausgangsstellung.

Nach einem alternativen Verfahren erfolgt der Rücktransport (Schritt h) durch nach­ folgende geänderte Schritte:

• h1) Rücktransport des Tastmittels zu einer, um den Differenzbetrag zur vorherigen Stapelhöhe entfernteren, neuen Ausgangsstellung,
• h2) Erhöhen der Referenzschrittzahl um den Differenzbetrag, zur Bildung einer neuen Referenzschrittzahl.

Nach einem weiteren alternativen Verfahren, ohne zweiten Sensor 128 an der Steu­ erkurve 123, erfolgt (gemäß Schritte a und b) das Starten des Schrittmotors 120 und das Starten des Zählens der Schrittimpulse gleichzeitig, wobei von der durch die ur­ sprüngliche oder von der durch die jeweils neu errechnete Referenzschrittzahl be­ stimmten Ausgangsstellung gestartet bzw. ausgegangen wird.

Bezugszeichenliste

1

Vorrichtung zum Erfassen der Blattstapelhöhe

2

Ein-/Ausgabebehälter für Blätter

3

Rückhalte-Einheit/-Mittel für Blätter

4

Ausricht-Einheit/-Mittel für Blätter

5

Leitblech für Blätter

10

Tastmittel

11

Sensormittel (Tastmittel)

12

Antriebseinheit (Tastmittel)

20

Auflagefläche für Blätter (E/A Behälter)

21

Blätter /Blattstapel

22

Frontanschlag für Blätter (E/A Behälter)

23

Seitenanschlag für Blätter (E/A Behälter)

24

Aussparung für Trennfinger (Rückhalte-Einheit)

30

Trennfinger für Blätter (Rückhalte-Einheit)

31

Abtriebsrolle (für Trennfinger)

32

Antriebsriemen

33

Antriebsrolle (Antriebsmotor)

34

Antriebsmotor (Rückhalte-Einheit)

40

Flügelrad (Ausricht-Einheit)

41

Abtriebsrolle (für Flügelrad)

42

Antriebsriemen

43

Antriebsrolle (Antriebsmotor)

44

Antriebsmotor (Ausricht-Einheit)

100

Tastfinger (Tastmittel)

101

Tastspitze (Tastfinger)

102

Schaltfahne (Tastfinger)

103

Mitten/Drehachse des Tastfingers

104

Federelement/Schenkelfeder am Tastfinger

105

Träger (Tastmittel)

106

Lagerzapfen/Drehpunkt (Träger)

107

Betätigungshebel am Träger

108

Unteres Ende vom Träger

109

Anschlag für Tastfinger (am Träger)

110

Erster Sensor

120

Schrittmotor (Antriebseinheit für Abtastmittel)

121

Antriebsritzel (Schrittmotor)

122

Halter (Antriebseinheit für Abtastmittel)

123

Steuerscheibe (Antriebseinheit für Abtastmittel)

124

Zahnrad an Steuerscheibe

125

Steuerkurve an Steuerscheibe

126

Drehachse von Steuerscheibe

127

Schaltnocken (Steuerscheibe)

128

Zweiter Sensor (Schaltnocken)

129

Abtastmarke am Schaltnocken
x Blatt-Förderrichtung (E/A Behälter)
y Anfangsstellung des Tastfingers (Tastmittel)
y' Abtaststellung des Tastfingers
z Abtaststellung des Trägers (Tastmittel)
z' Ausgangsstellung/Arbeitsstellung des Trägers
z'' Entnahme /Eingabestellung des Trägers

Claims (20)

1. Vorrichtung (1) zum Erfassen einer Stapelhöhe von in einem Ein- und/oder Ausgabebehälter (2) eines Gerätes gestapelten Blättern (21), wobei ein mittels einer Antriebseinheit (12) und Steuereinheit in Stapelrichtung gegen den Blattstapel (21) in eine Abtaststellung zyklisch gesteuertes Tastmittel (10) und ein die Abtaststellung des Tastmittels erkennendes Sensormittel (11) zum Er­ fassen der Blattstapelhöhe angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß ein steuerbarer Schrittmotor (120) angeordnet ist, mittels dem das Tastmittel (10) von einer vorbestimmbaren Ausgangsstellung (y, z') gegen den Blattstapel (21) und in die Abtaststellung (y', z) bewegbar ist, wobei die Stapelhöhe an­ hand der erfaßten Anzahl von Motorschritten, ausgehend von der Ausgangs­ stellung bis zum Erkennen der Abtaststellung des Tastmittels, ermittelbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Tastmittel (10) einen auf einem vom Schrittmotor (120) in Stapelrichtung bewegbaren Träger (105) angeordneten Tastfinger (100) aufweist, und daß der Tastfinger auf dem Träger in Bewegungsrichtung des Trägers frei hin und her bewegbar angeord­ net und mit seiner Tastspitze (101) gegen den Blattstapel (21) bewegbar und andrückbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Tastfinger (100) auf dem Träger (105) mittels eines Federelements (104) in eine Anfangs­ stellung (y) in Richtung des Blattstapels (21) gegen einen Anschlag 109 des Trägers bringbar, und durch Bewegen des Trägers in Richtung des Blattstapels in die Abtaststellung (y') gegen den Blattstapel oder gegen eine Blattauflage­ fläche (20) des Blattbehälters (2) bewegbar ist, bei der ein auf dem Träger an­ geordneter Sensor (110) der Sensormittel (11) von einer zur Tastspitze (101) beabstandeten Schaltfahne (102) des Tastfingers betätigt wird.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Tastmittel (10), die Sensormittel (11) und die Antriebseinheit (12) mit dem Schrittmotor (120) oberhalb des Blattbehälters (2) und des Blattstapels (21) an­ geordnet sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steu­ erscheibe (123) mit einer Steuerkurve (125) an der Antriebseinheit (12) ange­ ordnet ist, die vom Schrittmotor (120) antreibbar und mittels der das Tastfinger (100) und Träger (105) aufweisende Tastmittel (10) in Stapelrichtung gegen den Blattstapel (21) bewegbar ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Tastfinger (100) um seine Mittenachse (103) schwenkbar auf dem Träger (105) angeordnet ist, und daß die Schaltfahne (102) sich an dem der Tastspitze (101) gegenüberliegendem Ende des Tastfingers befindet.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (105) um einen Lagerzapfen (106) schwenkbar angeordnet ist und einen Be­ tätigungshebel (107) aufweist, daß der Träger (105) mit seinem zum Blattstapel (21) hinweisenden, die Tastmittel (10) und den Sensor (11) tragenden unteren Ende (108) mittels der schrittmotorgesteuerten Steuerkurve (125) der Steuer­ scheibe (123) und des Betätigungshebels (107) nach oben zur Ausgangsstel­ lung (z') hin schwenkbar ist, und daß der Träger (105) mit den darauf angeord­ neten Mitteln (10; 11) durch Gewichtskraft und unter Kontrolle der Steuerkurve (125) nach unten in die Abtaststellung (z) schwenkbar ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (105) mit den Tastmitteln (10) und Sensormitteln (11) in eine oberste, für den Blattstapel (21) und/oder den Behälter (2) kennzeichnende Ent­ nahme/Eingabestellung (z'') schwenkbar ist.

9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Steuerscheibe (123) ein zweiter Sensor (128) der Sensormittel (11) zum Erkennen der Ausgangsstellung (z') und der Entnahme /Eingabestellung (z''), oder ein zusätzlicher dritter Sensor für die Entnahme/Eingabestellung (z'') des Trägers (105), und daß ein Schaltnocken (127) mit mindestens einer Ab­ tastmarke (129) für den zweiten oder dritten Sensor an der Steuerscheibe (123) angeordnet sind.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensormittel (11; 128) als optoelektronische, elektromechanische oder magnetische Sensoren ausgebildet sind.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zum Ausrichten (4) eines jeweils obersten Blattes des Blattstapels (21) und/oder Mittel zum vorübergehenden Zurückhalten (3) von zugeführten Blät­ tern in Abhängigkeit von einer ermittelten Blattstapelhöhe in ihrer zum Blatt­ stapel vorbestimmten Arbeitsstellung verstellbar sind

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausrichtmittel (4) und die Rückhaltemittel (3) auf dem Träger (105) angeordnet sind, und daß bei in Arbeitsstellung gebrachten Mitteln, der Tastfinger (100) zum Blattstapel (21) beabstandet ist, wobei die Arbeitsstellung der Mittel (3, 4) der vorbe­ stimmten Ausgangsstellung (y, z') des Tastmittels (10) entspricht.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl Motorschritte zwischen einer Signalgabe des zweiten, die Aus­ gangsstellung (z') kennzeichnenden Sensors (128) oder des dritten, die Ent­ nahme/Eingabestellung (z'') kennzeichnenden Sensors und der Signalgabe des ersten, die Abtaststellung (y', z) kennzeichnenden Sensors (110) mittels der Steuereinheit, die einen Mikroprozessor, eine Zähleinrichtung, eine Rechenein­ richtung und eine Speichereinrichtung aufweist, erfaßbar und die Blattstapel­ höhe (21) damit ermittelbar ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Schrittmotor (120) in Verbindung mit der Steuerkurve (125) der Steuerscheibe (123) eine Schrittabstufung aufweist, die kleiner als eine kleinste Blattdicke der verwend­ baren Blattsorten ist, und daß der Abtastzyklus des Tastmittels (10) in Abhän­ gigkeit von der dem Behälter (2) zugeführten/abgeführten Blattzahl und von der Blattdicke der verwendeten Blattsorte selbsttätig oder manuell einstellbar ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerkurve (125) mehrere, untereinander verbundene Steuerkurvenabschnitte aufweist, die den Hubbewegungsabläufen des Tastmittels (10), der Ausrichtmittel (4) und der Rückhaltemittel (3) angepaßt sind, und daß die Kurvenabschnitte für das Tastmittel (10) im Bereich der Abtaststellung (y', z), der Ausgangsstellung (y, z') und der Entnahme-/Eingabestellung (y', z'') eine geringere Steigung zur Verrin­ gerung der Hubgeschwindigkeit aufweisen.

16. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Schrittmotor (120) eine Schrittabstufung aufweist, die kleiner als eine kleinste Blattdicke der verwendbaren Blattsorten ist, und daß der Abtastzyklus des Tastmittels (10) in Abhängigkeit von der dem Behälter (2) zugeführ­ ten/abgeführten Blattzahl und von der Blattdicke der verwendeten Blattsorte selbsttätig oder manuell einstellbar ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß mittels des Schrittmotors (120) das Tastmittel (10) mit einem Geschwindigkeitsprofil bewegbar ist, bei dem die Hubgeschwindigkeit des Tastmittels im Bereich vor der Abtaststellung (y', z), der Ausgangsstellung (y, z') und der Entnahme/Ein­ gabestellung (y, z'') verringert ist.

18. Verfahren zum Ermitteln einer Stapelhöhe von in einem Ein- und/oder Aus­ gabebehälter eines Gerätes gestapelten Blättern, mit einer Vorrichtung gemäß den vorangehenden Ansprüchen 1 bis 17, gekennzeichnet durch nachfolgende Schritte:

• a) Starten des Schrittmotors mittels der Steuereinheit zum Bewegen des Tastmittels mit relativ geringer Geschwindigkeit von einer ersten vorbe­ stimmten, zum Blattstapel beabstandeten Ausgangsstellung in Stapelrich­ tung auf den Blattstapel zu,
• b) Starten des Zählens der den Schrittmotor steuernden Schrittimpulse, bei Signalabgabe des zweiten, die Ausgangsstellung kennzeichnenden Sensors,
• c) Erhöhen der Geschwindigkeit des Schrittmotors nach vorgegebenem Ge­ schwindigkeitsprofil mittels der Steuereinheit,
• d) Verringern der Geschwindigkeit des Schrittmotors nach vorgegebenem Ge­ schwindigkeitsprofil kurz vor Erreichen der Abtaststellung auf dem Blattsta­ pel,
• e) Beenden der Zählung bei Signalabgabe des ersten, die Abtaststellung kenn­ zeichnenden Sensors,
• f) Stoppen des Schrittmotors und Speichern des Zählwertes im Speicher der Steuereinheit,
• g) Errechnen der Blattstapelhöhe mittels Rechner der Steuereinheit, durch Subtrahieren der gerade erfaßten Schrittzahl von einer bei leerem Behälter erfaßten Schrittzahl, einer Referenzschrittzahl,
• h) Starten des Schrittmotors in umgekehrter Drehrichtung und Rücktransport des Tastmittels mit vorherigem Geschwindigkeitsprofil in die vorherige Aus­ gangsstellung.

19. Verfahren nach Anspruch 18, gekennzeichnet durch die Schritte:

• a) Rücktransport des Tastmittels zu einer, um den Differenzbetrag zur vorheri­ gen Stapelhöhe entfernteren, neuen Ausgangsstellung,
• b) Erhöhen der Referenzschrittzahl um den Differenzbetrag, zur Bildung einer neuen Referenzschrittzahl.

20. Verfahren nach Anspruch 18, gekennzeichnet durch den Schritt:

• a) gleichzeitiges Starten des Schrittmotors und des Zählens der den Schritt­ motor steuernden Schrittimpulse, ausgehend von der durch die Referenz­ schrittzahl vorbestimmten Ausgangsstellung.