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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ablösen
eines Blattes von einem Blattstapel, und insbesondere eine
Blattvereinzelungsvorrichtung, die einen doppelten Blatteinzug von
einem aus mehr als einem Blatt bestehenden Stapel verhindert,
jedoch den Einzug eines einzigen oder des letzten Blatts eines
Blattstapels ermöglicht, ohne daß das Blatt dabei beschädigt
wird.
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Blattvereinzelungsvorrichtungen, bei denen durch Reibwirkung ein
doppelter Blatteinzug verhindert wird, enthalten in der Regel
eine Fördereinrichtung, wie beispielsweise ein Band oder eine Rolle
mit hohem Reibungskoeffizienten, die reibschlüssig an dem jeweils
äußersten Blatt eines Blattstapels angreifen, um es von dem
Blattstapel abzulösen. Zur Verhinderung des Doppeleinzugs ist
gegenüber der Fördereinrichtung eine Rückhalteeinrichtung
angeordnet, die mit der Fördereinrichtung einen Spalt bildet. Die
Rückhalteeinrichtung hat meist einen Reibungskoeffizienten, der
zwischen dem der Fördereinrichtung und dem der Blätter liegt. Sie
kann gegenüber der Fördereinrichtung ortsfest oder drehbar
gelagert sein. Die Rückhalteeinrichtung hält jedes zweite, in den
Spalt hineingezogene Blatt fest, da das äußere Blatt vorzugsweise
auf dem festgehaltenen zweiten Blatt gleitet. Befindet sich nur
ein einziges Blatt in dem Spalt, so kommt der höhere
Reibungskoeffizient der Fördereinrichtung gegenüber dem der
Rückhalteeinrichtung zur Wirkung und das Blatt wird eingezogen. Damit Blätter
unterschiedlicher Dicke eingezogen werden können, ist die
Rückhalteeinrichtung meistens schwenkbar gelagert oder aber auf
andere Weise durch die Blätter von der Fördereinrichtung weg
bewegbar. Beispiele sind den US-Patentschriften 2 273 287, 3 831 928,
3 984 095 und 4 544 147 zu entnehmen. Leider besteht bei den auf
ein einzelnes oder das letzte Blatt einwirkenden
unterschiedlichen Reibungskräften die Gefahr, daß das Blatt beschädigt wird,
wenn die Reibung der Rückhalteeinrichtung so bemessen ist, daß
sie eine Vereinzelung der Blätter zuverlässig gewährleistet.
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In den US-Patentschriften 2 665 906 und 4 480 827 sind mit
Reibung arbeitende Vorrichtungen zum Vereinzeln des obersten Blattes
eines Blattstapels beschrieben, bei denen die Gefahr, daß beim
Fördern des letzten Blattes eine Schlupfwirkung auftritt, durch
die Verwendung einer gegenüber einer größeren Antriebsrolle
angeordneten, in ihrer Bewegung gebremsten Rückhalterolle vermindert
ist. Die auf die Rückhalterolle wirkende Bremskraft ist so
gewählt, daß sich die Rückhalterolle nur dann dreht, wenn sie der
erhöhten Tangentialkraft unterworfen ist, die auftritt, wenn sich
nur ein einziges Blatt oder kein Blatt in dem Rollenspalt
befindet.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Blattvereinzelungsvorrichtung,
bei der die Blätter vom unteren Ende des Stapels getrennt werden,
so zu gestalten, daß durch Anwendung einer ausreichend großen
Rückhaltekraft ein Doppelblatteinzug verhindert und der Einzug
des letzten Blattes mit größerer Zuverlässigkeit gewährleistet
wird.
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Diese und weitere Aufgaben werden mittels einer Vorrichtung zum
Trennen von Blättern von der Unterseite eines Blattstapels
gelöst, die Fördermittel aufweist, die jeweils an dem untersten
Blatt eines Stapels reibschlüssig angreifen, um das Blatt von dem
Stapel zu trennen, sowie bewegbar gelagerte Rückhaltemittel, die
zusammen mit den Fördermitteln einen Spalt bilden, durch den das
jeweils unterste Blatt von den Fördermitteln transportiert wird,
wobei die Rückhaltemittel mindestens eine gebremste Rolle
aufweisen, auf die eine Bremskraft einwirkt, die ausreicht, um ein
Drehen der Rolle zu verhindern, wenn sich mehr als ein Blatt in dem
Spalt befindet, die aber eine Drehung der Rolle durch das Blatt
zuläßt, wenn sich nur ein einziges Blatt in dem Spalt befindet.
Dabei ist ein Einsatz vorgesehen, der so angeordnet ist, daß er
an der Oberseite des Stapels angreift, und so gelagert, daß er
von dem jeweils letzten mit den Rückhaltemitteln in Eingriff zu
bringenden Blatt reibschlüssig so bewegt wird, daß auf die
Rückhaltemittel eine Hubkraft ausgeübt und deren auf das letzte Blatt
einwirkende rückhaltende Reibungskraft vermindert wird. Die auf
die Rolle einwirkende Bremskraft ist so gewählt, daß sie ein
Drehen der Rolle verhindert, wenn sich mehr als ein Blatt in dem
Spalt befindet, jedoch ein Drehen zuläßt, wenn sich ein einziges
Blatt oder aber kein Blatt in dem Spalt befindet. Obwohl bei
dieser Anordnung bereits ein großer Spielraum für den Einzug von
Blättern unterschiedlichen Gewichts und unterschiedlicher
Ausführung gegeben ist, wird dieser durch den gemäß der Erfindung
vorgesehenen Einsatz noch weiter vergrößert, der die nach unten
wirkende Kraft der Rückhaltemittel beim Einzug des letzten Blatts
verringert.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher
erläutert. Es zeigen:
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Fig. 1 und 2 schematisch dargestellte Seitenansichten einer
erfindungsgemäßen Blattvereinzelungsvorrichtung,
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Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines Kopiergeräts
mit einer Vorlagenzuführeinrichtung, für die die
Erfindung besonders geeignet ist,
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Fig. 4 eine Seitenansicht einer Feeder- und
Scanner-Einheit, für die die erfindungsgemäße Vorrichtung
besonders geeignet ist, in der sie jedoch nicht
dargestellt ist,
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Fig. 5 eine Draufsicht auf einen Teil der Vorrichtung
gemäß Fig. 4, wobei Teile der Übersichtlichkeit
halber weggelassen sind,
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Fig. 6 eine Seitenansicht eines Teils der Vorrichtung
gemäß Fig. 4, wobei Teile der Übersichtlichkeit
halber weggelassen sind,
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Fig. 7 und 8 perspektivische Ansichten der Vorrichtung gemäß
Fig. 3, wobei bestimmte Elemente in
unterschiedlichen Betriebsstellungen dargestellt sind,
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Fig. 9 und 10 ein Detail einer in Fig. 4 dargestellten
Ausrichtrolle in einer Draufsicht bzw. einem Schnitt durch
die rechte Seite,
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Fig. 11 eine Seitenansicht ähnlich Fig. 4 und 6, die den
erfindungsgemäßen Einsatz zeigt, und
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Fig. 12 und 13 eine Seitenansicht bzw. Draufsicht des in Fig. 11
dargestellten Einsatzes.
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Die wesentlichen Merkmale der Erfindung lassen sich am besten
anhand der schematischen Darstellungen in Fig. 1 und 2 erläutern,
die eine Blattvereinzelungsvorrichtung 201 zeigen, die
Fördermittel, wie beispielsweise ein Förderband 202 enthält. Das
Förderband 202 ist so angeordnet, daß es an dem jeweils äußersten Blatt
eines Blattstapels 203 angreift und dieses reibschlüssig von dem
Blattstapel ablöst. Eine Rückhalteeinrichtung, wie beispielsweise
eine schwenkbar gelagerte, nicht frei drehbare Rückhalterolle
204, liegt unter der Wirkung der Schwerkraft auf dem Förderband
202 auf oder ist durch eine Feder zu diesem hin vorgespannt und
bildet mit dem Band 202 zusammen einen Spalt, durch den das
jeweils außenliegende Blatt des Stapels transportiert wird. Wie dem
Fachmann bekannt, kann die Rückhalterolle 204 jedoch auch für
eine Drehung in der der Bandbewegung entgegengesetzten
Umfangsrichtung angetrieben sein.
Der in Fig. 1 dargestellte Blattstapel 203 enthält vier Blätter,
von denen das Förderband 202 das unterste abtrennt, indem es das
Blatt reibschlüssig nach rechts transportiert. Dabei wird das
zweite Blatt von dem untersten Blatt bis an einen Punkt mit
herausgezogen, an dem es in den Spalt einläuft. An diesem Punkt
verhindert die Rückhalteeinrichtung, die einen höheren
Reibungskoeffizienten als die Blätter selbst besitzt, eine weitere Bewegung
des zweiten Blatts, und das unterste Blatt gleitet über das
zweite Blatt und wird von dem Blattstapel getrennt.
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Fig. 2 zeigt die Vorrichtung in dem Zustand, in dem alle Blätter
bis auf das letzte vom Blattstapel abgetrennt worden sind. Die
Wirkung bekannter Vorrichtungen beruht in diesem Fall darauf, daß
der höhere Reibungskoeffizient der Fördermittel, d.h. des
Förderbandes 202, stärker ist als der Reibungskoeffizient der
Rückhaltemittel, d.h. der Rückhalterolle 204, und so deren Wirkung
unterdrückt. Das letzte Blatt gleitet dann auf den Rückhaltemitteln
und wird von dem Förderband transportiert.
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Die bei dem Einzug des letzten Blattes auftretenden
Schwierigkeiten schränken jedoch die Wirkung dieser bekannten Vorrichtungen
ganz wesentlich ein, da die miteinander konkurrierenden
Reibungskräfte die Gefahr mit sich bringen, daß das Blatt beschädigt
wird. Dies gilt insbesondere dann, wenn das zu fördernde Blatt
bereits Spuren des Gebrauchs zeigt oder sehr dünn ist, wie dies
bei einer Blattzuführeinrichtung häufig vorkommt. Gemäß der
Erfindung ist deshalb ein Einsatz 205 vorgesehen, der mittels
schwacher Federn an einem Teil des Gehäuses 207 gelagert ist und
auf der den Fördermitteln gegenüberliegenden Seite des Stapels,
d. h. im vorliegenden Falle der Oberseite des Stapels 203, unter
Schwerkraftwirkung aufliegt. Wenn, wie in Fig. 2 dargestellt, das
letzte Blatt transportiert werden soll, bewegt das Förderband 202
das Blatt in den von dem Band und der Rolle 204 gebildeten Spalt.
Durch diese Bewegung wird der Einsatz 205 an den Spalt
herangeführt und mit der Rückhalterolle 204 in Berührung gebracht,
wodurch diese in Aufwärtsrichtung gekämmt wird. Obwohl die
Rückhalterolle immer noch mit dem letzten Blatt in Berührung stehen
kann, wird ihre Reib- und Rückhaltekraft dadurch stark reduziert,
so daß auch Blätter, die sehr leicht und empfindlich sind,
transportiert werden können.
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Die Erfindung ist insbesondere für die Verwendung in einer
Blattvereinzelungsvorrichtung vorgesehen, wie sie in Fig. 4 - 6
dargestellt ist, wobei jedoch diese Fig. den Einsatz nicht zeigt. In
Fig. 11 bis 13 ist die Erfindung hingegen bei Verwendung für
einen solchen Zweck dargestellt, d.h. der Einsatz ist in einer
Vorrichtung gemäß Fig. 4 - 6 enthalten. Die weiteren Figuren zeigen
eine Abtasteinheit für ein Kopiergerät mit einer
Vorlagenzuführeinrichtung, für die die Erfindung besonders vorteilhaft
verwendbar ist.
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Fig. 3 zeigt ein Kopiergerät 1, das aus einem Verarbeitungsteil 2
und einem Abtastteil 3 besteht. Das Abtastteil 3 enthält eine
Vorlagenzuführeinrichtung 4 und ein von einem Gehäuse 5
umschlossenes optisches System.
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Wie aus Fig. 4 ersichtlich, enthält das optische System eine
Beleuchtungseinheit 7 mit einer Belichtungsstrahlenquelle 8, einen
elliptisch ausgebildeten Reflektor 9 und einen planen Reflektor
10. Die Beleuchtungseinheit 7 arbeitet mit zwei bewegbaren
Spiegeln 11 sowie mit einem Objektiv 12 und einer elektro-optischen
Bildsensoreinheit mit getrennt ansteuerbaren Pixels zusammen,
beispielsweise einem CCD 13. Das Objektiv 12 und das CCD 13 sind
ortsfest angeordnet, während die Beleuchtungseinheit und die
beiden bewegbaren Spiegel zwischen zwei Stellungen bewegbar sind,
die in Fig. 4 in durchgezogenen Linien bzw. Strichlinien
dargestellt sind.
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Wenn sich die Beleuchtungseinheit 7 in ihrer in Fig. 4 in
durchgezogenen Linien gezeichneten Stellung befindet, kann sie auf das
CCD 13 ein Bild einer sich bewegenden Vorlage projizieren, die
durch die Vorlagenzuführeinrichtung 4 in eine Belichtungsstellung
15 gebracht wird. Die Beleuchtungseinheit 7 und die Spiegel 11
werden mittels eines nicht dargestellten Riemenantriebssystems so
bewegt, daß sie ein Bild einer Vorlage oder eines anderen auf
einer Vorlagenplatte 16 befindlichen Gegenstandes auf das CCD 13
projizieren.
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Die Vorlagenzuführeinrichtung 4 enthält ein Eingabefach 20, in
das eine aus mehreren Blättern (oder einem einzigen Blatt)
bestehende Vorlage mit der Vorderseite nach unten eingelegt wird. Die
Vorlagenblätter werden einzeln nacheinander von der Unterseite
des Stapels her mittels einer mit Reibung arbeitenden
Trennvorrichtung 21 eingezogen, die im folgenden noch näher beschrieben
wird. Das Eingabefach 20 ist unter einem Winkel von ca 7º zur
Waagerechten geneigt, so daß der Vereinzelungsvorgang durch die
Schwerkraft unterstützt wird. Vom Blattstapel getrennte Vorlagen
werden von zwei Förderrollen 22 längs einer von Führungen
begrenzten und eine ebenfalls noch näher zu beschreibende
Ausrichtrolle 28 enthaltenden Einlaufbahn 23 zu einer Wendetrommel 24
gefördert. Diese wird von Antriebsrollen 25 und 27 angetrieben, die
ihrerseits über eine geeignete Kupplung von einem durch einen
Motor 26 angetriebenen Antriebsriemen 55 angetrieben werden. Der
Antriebsriemen 55 treibt außerdem über eine geeignete Kupplung
eine Riemenscheibe 56 an, die das bereits erwähnte
Riemenantriebssystem zum Bewegen der optischen Elemente während des
Kopierens von Vorlagen antreibt, die auf die Vorlagenplatte
aufgelegt werden. Die Vorlage wird durch das Zusammenwirken der sowohl
die Vorlagen als auch die Wendetrommel 24 antreibenden
Antriebsrollen 25 und 27 durch die Belichtungsstellung 15 transportiert.
Die Wendetrommel 24 liegt fest an den Antriebsrollen 25 und 27
an, so daß die Vorlage immer in der Objektebene des Objektivs 12
angeordnet ist, wie noch näher zu erläutern sein wird.
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Soll nur eine Seite der Vorlage abgetastet werden, so wird ein
Trenn- oder Ablenkelement 30 in eine obere Stellung bewegt, in
der es die Vorlage von der Wendetrommel 24 abstreift, so daß sie
von einer Ausförderrolle 31 für einseitige Vorlagen in ein
Ausgabefach 32 für einseitige Vorlagen gefördert werden kann. Da die
Vorlagen mit der die Informationen tragenden Seite nach unten in
das Eingabefach 20 eingelegt werden und in dieser Lage durch die
Belichtungsstellung 15 hindurch in das Ausgabefach für einseitige
Vorlagen gefördert werden, und da in diesem Ausgabefach
ankommende Vorlagen jeweils auf die vorhergehenden Vorlagen zu liegen
kommen, erhält man in dem Ausgabefach einen Vorlagenstapel, in
dem die Vorlagen in der gleichen Reihenfolge und Orientierung
vorliegen wie im Eingabefach 20.
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Sollen beide Seiten der Vorlage abgetastet werden, so wird das
Ablenkelement 30 in seine untere Stellung gebracht, in der die
Vorlage von der Wendetrommel 24 mitgenommen wird. Die Vorlage
wird mittels eines Satzes von Riemen 33 formschlüssig an der
Wendetrommel 24 festgehalten, wobei diese Riemen von der
Wendetrommel 24 angetrieben werden. Die Riemen 33 treiben auch die
Ausförderrolle 31 für die einseitigen Vorlagen an und sorgen dabei für
eine konstante Durchlaufgeschwindigkeit der einseitigen Vorlagen.
Beim Abtasten zweiseitiger Vorlagen wird die Vorlage von der
Wendetrommel 24 mittels eines passiven Ablenkelements 35 abgetrennt
und in eine Wendebahn und zwischen Umkehrrollen 36 gelenkt. Die
Umkehrrollen 36 werden von getrennten Mitteln angetrieben,
beispielsweise einem nicht dargestellten umsteuerbaren Motor, und
bewegen die Vorlage gemäß Fig. 4 nach links, bis die
Nachlaufkante der Vorlage einen Sensor 37 passiert, der den Antriebsmitteln
ein Signal übermittelt, durch das die Bewegungsrichtung der
Umkehrrollen umgekehrt und die Vorlage wieder nach rechts über die
Wendebahn transportiert wird. Das passive Ablenkelement 35 lenkt
nun die Vorlage nach unten zwischen die Antriebsrollen 25 und 27
und durch die Belichtungsstellung 15, wo die Rückseite belichtet
wird. Während der Belichtung der Rückseite verbleibt das
Ablenkelement 30 in seiner unteren Stellung, so daß die Vorlage
wiederum
von der Wendetrommel 24 mitgenommen werden kann, bis sie durch
das passive Ablenkelement 35 über die Wendebahn zurück zu den
Umkehrrollen 36 gelenkt wird. Diesmal fördern die Umkehrrollen 36
mit Unterstützung einer Ausförderrolle 42 für zweiseitige
Vorlagen die Vorlage weiter über diese Bahn, bis sie vollständig in
einem Ausgabefach 38 für zweiseitige Vorlagen abgelegt ist. Ein
Stapel von zweiseitigen Vorlagen, der über diese Bahn gefördert
worden ist, wird in dem Ausgabefach 38 in der gleichen
Reihenfolge und Orientierung abgelegt, in der er in das Eingabefach 20
eingelegt wurde.
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Das Ausgabefach für zweiseitige Vorlagen besitzt ein Scharnier
39, so daß es in eine in Fig. 7 dargestellte Lage angehoben
werden kann, in der das Eingabefach 20 zugänglich ist. Das
Eingabefach 20 ist Teil einer Einheit, die ihrerseits
Befestigungsscharniere 40 besitzt (Fig. 7), die es ermöglichen, einen links von
den Umkehrrollen 36 (Fig. 4) gelegenen Teil 34 der
Vorlagenzuführeinrichtung anzuheben, so daß die Vorlagenplatte 16, wie in
Fig. 8 dargestellt, zugänglich ist.
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Das in Fig. 7 dargestellte Eingabefach 20 besitzt eine
Kantenführung 41, die so einstellbar ist, daß damit eine aus mehreren
Seiten bestehende Vorlage in der vorgesehenen Lage an einer festen
Anschlagkante 34 angeordnet werden kann. Die einstellbare
Kantenführung kann auch durch nicht dargestellte Mittel an die
elektronische Steuereinheit des Geräts angeschlossen sein, so daß dieser
die Größe der abzutastenden Originalvorlage übermittelt werden
kann, und Vergrößerungsmaßstab, Größe der Kopieblätter und
dergleichen automatisch gewählt werden können. Es können aber auch
im Eingabefach eine Reihe von Sensoren vorgesehen sein, die die
Länge und/oder Breite des Papiers der Vorlage erfassen, oder eine
oder beide Abmessungen können aus dem vom CCD 13 abgegebenen
Signal ermittelt werden. Diese Möglichkeiten lassen sich auch
kombinieren, indem beispielsweise mittels Sensoren oder der
Kantenführung 41 die Ausdehnung des Blattes in der Querrichtung, und
mittels des CCD-Signals die Ausdehnung in der Längsrichtung
ermittelt wird.
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Durch die Bereitstellung getrennter Ausgabefächer 32 und 38 für
einseitige bzw. zweiseitige Vorlagen erhält man eine äußerst
einfache, kompakte und preisgünstige Vorlagenzuführeinrichtung, bei
der Stapel aus einseitigen wie auch aus zweiseitigen Vorlagen in
den entsprechenden Ausgabefächern in ihrer ursprünglichen
Reihenfolge abgelegt werden. Dazu trägt insbesondere auch die günstige
Anordnung des Ausgabefachs für zweiseitige Vorlagen oberhalb des
Eingabefachs sowie die Tatsache bei, daß die Wendebahn sowohl zum
Wenden der Vorlagenblätter beim zweiseitigen Kopieren als auch
zum Ausfördern von zweiseitigen Vorlagen in das Ausgabefach 38
für zweiseitige Vorlagen dient.
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Der Teil der Vorlage, der gerade abgetastet wird, d.h. der Teil,
der sich in der Belichtungsstellung 15 befindet, muß exakt in der
Objektebene des Objektivs 12 angeordnet sein. Diese Lage wird
durch die Stellung der Antriebsrollen 25 und 27 gesteuert. Die
Wendetrommel 24 ist nicht radial beaufschlagt. Insbesondere
besitzt sie keine Welle, die in Lagern gehalten ist. Die Trommel
kann dadurch "schwimmen". Sie wird durch die Riemen 33 gegen die
Rollen 25 und 27 gedrückt. Dank dieser Ausbildung braucht die
Wendetrommel nicht mit der Genauigkeit gefertigt oder gelagert zu
sein, die benötigt würde, wenn sie axial gelagert und/oder
angetrieben wäre. Eine exakte Ausrichtung der Vorlage hängt von der
genauen Einstellung der Rollen 25 und 27 ab, bei denen es sich um
kleinere Bauteile handelt, deren präzise Anordnung und
Herstellung weniger teuer ist. Da die Wendetrommel frei beweglich ist,
können Ungenauigkeiten oder Asymmetrien in ihrer Lagerung nicht
auf die Vorlage übertragen werden. Es besteht daher auch nicht
die Gefahr daß die Vorlage in eine Schrägstellung gerät. Die in
Fig. 5 gezeigte Wendetrommel 24 ist demnach nicht auf einer durch
ihre Mittelachse verlaufenden Welle gelagert.
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Eine parallel zur Achse verlaufende Bewegung der Wendetrommel 24
wird durch einen an dem passiven Ablenkelement 35 angeordneten
Satz von Führungsblättern 57 verhindert, die in Vertiefungen 58
der Wendetrommel ragen. So kann ein einziges Element, nämlich das
preisgünstig herstellbare passive Ablenkelement 35, die Vorlagen
in beiden Richtungen ablenken und gleichzeitig eine Bewegung der
Wendetrommel 24 in axialer Richtung begrenzen.
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Nach dem Vereinzeln wird ein Vorlagenblatt 104 mittels einer in
Fig. 9 und 10 näher dargestellten Ausrichtrolle 28 an einem
Kantenanschlag 103 in seiner Breite genau ausgerichtet. Die
Ausrichtrolle 28 ist eine nachgiebige, vorzugsweise aus Schaumgummi
bestehende Rolle, die sich in einer Richtung verjüngt oder eine
konische Form besitzt. Sie ist auf einer Welle 102 gelagert und
wird mittels eines mit den Antriebsrollen 25 und 27 der
Wendetrommel verbundenen Riemenantriebssystems 101 angetrieben. Die
Welle 102 verläuft rechtwinklig zu der Bewegungsrichtung des
Blatts, so daß die spitze Kante der Rolle 28 das Blatt 104 direkt
in der Bewegungsrichtung antreibt. Die Rolle weist jedoch einen
Hohlraum 105 auf, infolge dessen, wie in Fig. 10 gezeigt, die
Rolle von dem Blatt zusammengedrückt werden kann. Bei diesem
Zusammendrücken ist auch eine Kraftkomponente in der Querrichtung
wirksam, durch die das Blatt zu dem Kantenanschlag 103 hin bewegt
wird. So wird durch eine kostengünstige, nachgiebige, konisch
zulaufende Rolle, die auf einer parallel zu den anderen Wellen des
Systems verlaufenden Welle gelagert und von dieser angetrieben
ist, die unbedingt erforderliche Ausrichtung der Vorlagenblätter
in der Querrichtung sichergestellt.
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Die mit Reibschluß arbeitende Blattvereinzelungsvorrichtung 21
ist in den Fig. 4 bis 6 dargestellt. Sie bildet die Grundlage für
das in den Fig. 11 bis 13 dargestellte und nachstehend
beschriebene bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung, zu dessen
besserem Verständnis zunächst Fig. 4 bis 6 näher erläutert werden.
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Die einfach aufgebaute und preiswerte
Blattvereinzelungsvorrichtung 21 trägt wesentlich zum zuverlässigen Betrieb der
Vorlagenzuführeinrichtung 4 der Abtasteinheit 3 bei. Da es sich um eine
Vorlagentrennvorrichtung und nicht um eine gewöhnliche
Vereinzelungsvorrichtung
für Kopieblätter handelt, muß sie in der Lage
sein, die verschiedensten Vorlagenblätter zu verarbeiten, die der
Benutzer einlegt. Es kann sich dabei um Vorlagenblätter handeln,
die sich in Alter, Gewicht und Zustand wesentlich voneinander
unterscheiden.
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Die in den Fig. 4, 5 und 6 dargestellte
Blattvereinzelungsvorrichtung 21 umfaßt ein Förderband 43, dessen obere Fläche etwas
über die Oberfläche des Eingabefachs 20 hinausragt. Gegenüber dem
Förderband 43 sind Rückhalte- und Trennrollen 44, 45 und 46
angeordnet, die ausschließlich durch den Kontakt mit dem Förderband
43 entweder direkt oder durch die zu fördernden Vorlagenblätter
angetrieben werden. Die Rückhalte- und Trennrollen stehen mit
Bremsrollen 47 bzw. 48 bzw. 49 in Eingriff und werden durch
Rollenträger 50 bzw. 51 bzw. 52 gehalten, die um eine Stange 54
schwenkbar sind. Bei der bevorzugten Ausführungsform der
Vorrichtung werden die Rückhalte- und Trennrollen durch ihr eigenes
Gewicht und das der Bremsrollen und der Rollenträger mit dem
Förderband 43 in Eingriff gehalten. Mittels Federn kann die
Haltekraft verstärkt werden, was jedoch bei den meisten Anwendungen
die Vorrichtung nur unnötig kompliziert. Die Bremsrollen bestehen
aus einem weicheren Material als die Rückhalte- und Trennrollen.
In Fig. 6 sind der Rollenträger 52, die Rückhalte- und Trennrolle
46 und die Bremsrolle 49 der Übersichtlichkeit halber
weggelassen. Die Bremsrollen 47, 48 und 49 werden gegen die
Rückhalteund Trennrollen 44, 45 und 46 mittels einer bekannten aus
einstellbaren Federn und Schrauben bestehenden Einrichtung gedrückt,
die zwischen den Mittelpunkten der Bremsrollen und der
Rückhalteund Trennrollen einen bestimmten Abstand festlegt und die
weicheren Bremsrollen so zusammendrückt, daß die gewünschte
Bremswirkung auf die Rückhalte- und Trennrolle erhalten wird.
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Beim Betrieb der Vorrichtung wird ein Stapel von Vorlagenblättern
mit der Oberseite nach unten in das Eingabefach 20 eingelegt und
das Förderband 43 im Uhrzeigersinn angetrieben. Der
Reibungskoeffizient des Förderbandes 43 ist so hoch, daß es mindestens das
unterste Blatt des Stapels zu den Förderrrollen 22 hin zu fördern
sucht. Auch der Reibungskoeffizient der Rückhalte- und
Trennrollen 44, 45 und 46 ist hoch, d.h. höher als der
Reibungskoeffizient zwischen zwei zu fördernden Blättern. Die von den Bremsrollen
47, 48 und 49 ausgeübte Bremskraft ist so gewählt, daß die
Rückhalte- und Trennrollen 44, 45 und 46 von dem Förderband gedreht
werden, wenn sich nur ein einziges Papierblatt zwischen ihnen und
dem Förderband befindet, so daß dieses einzelne Blatt in den
Spalt zwischen den Förderrollen 22 gelangen kann. Gerät ein
zweites Blatt zwischen eine der Rückhalte- und Trennrollen 44, 45
oder 46 und das unterste Papierblatt im Blattstapel, so reicht
die auf die betreffende Rückhalte- und Trennrolle ausgeübte
Bremskraft aus, ein Drehen der Rolle so lange zu verhindern, bis
die geringere Reibungskraft zwischen den Blättern überwunden ist.
In diesem Falle dreht sich die Rückhalte- und Trennrolle nicht,
und das zweite Blatt verbleibt in seiner Lage unterhalb der
Rückhalte- und Trennrolle, während das unterste Blatt abgetrennt und
von dem Förderband 43 transportiert wird. Befinden sich keine
Blätter zwischen dem Förderband und den Rückhalte- und
Trennrollen, so überwindet das Förderband 43 infolge der hohen
Reibungskoeffizienten des Förderbandes und der Rückhalte- und Trennrollen
die von den Bremsrollen 47, 48 und 49 ausgeübte Bremskraft und
dreht die Rückhalte- und Trennrollen direkt. So führen also die
Rückhalte- und Trennrollen bei jeder Ausförderung eines Blatts
eine sehr geringe schrittweise Drehbewegung aus, so daß für das
Rückhalten immer ein neuer Oberflächenabschnitt zur Verfügung
steht. Diese geringe schrittweise Bewegung ist zu dem Abstand
zwischen den Vorderkanten zweier Blätter proportional, wenn diese
zu Beginn eines Kopierarbeitsgangs fächerartig um die
Rückhalteund Trennrolle geführt werden.
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Das in den Fig. 4 bis 6 dargestellte System weist eine Reihe von
Vorteilen auf. Anders als bei bekannten Rückhaltesystemen ist
zwischen dem Reib-Förderband 43, den Rückhalte- und Trennrollen
44, 45 und 46 und den Vorlagenblättern keinerlei Schlupf
vorgesehen. Ein solcher ist nur zwischen den Vorlagenblättern zulässig.
Aus diesem Grunde fördert das System auch solche Vorlagen
zufriedenstellend, die in bekannten Systemen entweder zerrissen oder
verschmiert würden. Außerdem kann wegen der hohen
Reibungskoeffizienten der Antriebs- und Rückhalteelemente der Berührungsdruck
zwischen dem Förderband, den Rollen und den Blättern im Vergleich
zu bekannten, mit Reibschluß arbeitenden Systemen wesentlich
reduziert werden. Damit verringert sich ebenfalls die Gefahr, daß
Vorlagen beschädigt werden. Die von den Rückhalte- und
Trennrollen 44, 45 und 46 ausgeübte Reib- und Rückhaltekraft läßt sich
durch Einstellen der von den Bremsrollen 47, 48 und 49 ausgeübten
Bremskraft variieren. Das System verfügt über einen großen
Spielraum bei der Anwendung der Reibungskräfte und kann gleichzeitig
eine große Anzahl verschiedenartiger Vorlagen transportieren und
trennen. Die von den Rückhalte- und Trennrollen und auch die vom
Förderband allein ausgeübte Reibungskraft muß größer sein als die
Reibungskraft zwischen den Blätter, während die Bremskraft so
gering sein muß, daß sich die Rollen drehen können, wenn nur ein
einziges Blatt oder überhaupt kein Blatt vorhanden ist, und dabei
groß genug, daß sie ein Drehen der Rollen verhindert, wenn zwei
Blätter vorliegen. Da die Reibung zwischen den Blättern im
allgemeinen sehr gering ist, ergibt sich dabei eine äußerst große
Toleranzbreite. Außerdem sind die verschiedensten Materialien
verwendbar, eine Neueinstellung ist nur selten erforderlich, und es
können die verschiedensten Arten von Vorlagen verwendet werden.
Beispielsweise liegt der Reibungskoeffizient der meisten
Papierarten im Bereich von 0,8 bis 1,0. Theoretisch kann der
Reibungskoeffizient der Rückhalte- und Trennrollen einen beliebigen, über
diesem Bereich liegenden Wert besitzt. In der Praxis verstärkt
das Gewicht des Stapels die Reibungskraft zwischen den
Vorlagenblättern, so daß vorzugsweise Reibungskoeffizienten von mehr als
2,0 für die Rückhalte- und Trennrollen wie auch für das
Förderband 43 gewählt werden. Zwischen den Reibungskoeffizienten von
Förderband und Rückhalte- und Trennrollen muß keine spezielle
Relation bestehen, wie dies bei herkömmlichen, mit Reibschluß
arbeitenden Systemen der Falle ist, die auf einer Schlupfwirkung
zwischen einer Rückhalteeinrichtung und der einen Seite eines zu
fördernden Einzelblatts basieren.
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Die Zuverlässigkeit des Systems wird dadurch erhöht, daß die
Rückhalte- und Trennrolle 45 an einer anderen Stelle längs der
Förderbahn angeordnet ist als die Rückhalte- und Trennrollen 44
und 46. Der Abstand zwischen der Stange 54 und dem Mittelpunkt
der Rückhalte-und Trennrolle 45 unterscheidet sich von dem
Abstand zwischen der Stange und den Rollen 44 und 46. Neben der
unterschiedlichen Anordnung der Rückhalte- und Trennrolle 45 in der
Förderrichtung ergeben sich bei dieser Ausführungsform
geringfügig veränderte Arbeitswinkel zwischen den Rollenträgern und der
Bewegungsrichtung eines von der Vereinzelungsvorrichtung 21
ausgeförderten Blatts.
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Gelangen zwei Blätter zwischen das Förderband 43 und die
Rückhalte- und Trennrollen 44 und 46, so werden sie von der
Rückhalteund Trennrolle 45 getrennt erfaßt, und das obere Blatt wird
zurückgehalten, während das untere seine Bewegung fortsetzt. Dies
kann vorkommen, wenn drei Blätter aus irgendeinem Grund zwischen
die Rückhalte- und Trennrollen 44 und 46 und das Förderband 43
geraten und nur das oberste Blatt von den Rückhalte- und
Trennrollen in dieser Lage zurückgehalten wird. Wenn sich
beispielsweise beim Einlegen eines Stapels in das Eingabefach 20 die
Vorderkante eines Blattes um einiges hinter der benachbarter Blätter
befindet, so können die beiden unteren Blätter gemeinsam
transportiert werden, während das mittlere Blatt schließlich von der
in der Bewegungsbahn am weitesten entfernten Rolle 45 angehalten
wird. Da der Arbeitswinkel des Rollenträgers 51 gegenüber dem der
Rollenträger 50 und 52 etwas größer ist, ist die von der
Rückhalte- und Trennrolle 45 auf das zweite Blatt ausgeübte
Rückhaltekraft etwas größer, vorausgesetzt, die von den Bremsrollen
ausgeübte Kraft bleibt die gleiche. Auch dieser Faktor wirkt sich in
einer Verminderung der Gefahr des Doppeleinzugs aus.
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Der Winkel zwischen den Rollenträgern 50, 51 und 52 und den von
dem Förderband 43 transportierten Blättern ist ziemlich klein und
liegt beispielsweise im Bereich von 15 bis 40º. Dadurch können
Papierblätter unterschiedlicher Dicke vereinzelt und
transportiert werden. Da die Stange 54 in der Förderrichtung den
Rückhalte- und Trennrollen nachgeordnet ist, wird auch dadurch die Kraft
verstärkt, die das oberste Blatt zurückhält, wenn die
Rückhalteund Trennrollen sich nicht drehen, d.h. wenn sich zwei Blätter im
Spalt befinden, während dadurch die Kraft wie erwünscht etwas
verringert wird, wenn sich die Rolle dreht, d.h. wenn sich nur
ein einziges oder kein Blatt im Spalt befindet.
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Wie dem Fachmann bekannt, stehen Bandfördereinrichtungen mit
einem größeren Bereich des Blattes in Berührung als
Rollenfördereinrichtungen, so daß ihnen deshalb bei vielen Anwendungen der
Vorzug zu geben ist. Gegenüber dem Eingabefach trägt das
Förderband einen größeren Teil des Gewichts des Stapels, wodurch die
das unterste Blatt bewegende Kraft verstärkt und der von dem Fach
verursachte Widerstand verringert wird. Eine Rolle würde zur
Erzielung der gleichen Wirkung einen wesentlich höheren
Reibungskoeffizienten benötigen. Da Papier niemals vollkommen plan ist,
wird durch den größeren Berührungsbereich die Gefahr verringert,
daß der Kontakt mit dem Papier verloren geht. Förderbänder sind
auch deshalb wirksamer, weil die gesamte Bewegung der Oberseite
des Bandes in der Förderrichtung erfolgt, während eine Rolle nur
dort vollständig in dieser Richtung antreibt, wo ihre tangentiale
Geschwindigkeit in der Förderrichtung verläuft.
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Trotz dieser Vorteile und möglicherweise wegen der geringeren
Kosten werden für Vereinzelungsvorrichtungen, die mit Reibwirkung
arbeiten, häufiger Rollen als Förderbänder verwendet. In den
bereits genannten US-Patenten 2 665 906 und 4 480 827 werden
Vereinzelungsvorrichtungen zum Trennen von Blättern von der
Oberseite des Stapels vorgeschlagen, bei denen gebremste Rückhalterollen
und Förderrollen vorgesehen sind. Das anhand von Fig. 4 bis 6
beschriebene,
mit Reibwirkung arbeitende Förderband besitzt jedoch
Merkmale, die bei bekannten Rollen- oder Bandvorrichtungen bis
jetzt nicht genutzt wurden. Bei seiner Förderbewegung versucht
das Förderband 43 sowohl die Rückhalte- und Trennrollen zu drehen
als auch die Träger 50, 51 und 52 um die Stange 54 zu schwenken.
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Dabei lenken die Träger das Förderband soweit nach unten ab, bis
die erforderliche Bremskraft überwunden ist, so daß die Rollen
sich drehen können, oder, bis die Reibung zwischen den Blättern
überwunden ist, so daß das unterste Blatt auf dem ihm am nächsten
liegenden Blatt gleiten kann. Diese Ablenkung des Bandes erzeugt
eine örtlich begrenzte senkrecht wirkende starke Kraft zwischen
dem zu vereinzelnden Blatt und dem Förderband, während der übrige
Blattstapel von dieser Kraft nicht beeinflußt wird.
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Ein weiterer bemerkenswerter Aspekt bei der Verwendung des neuen
mit Reibwirkung arbeitenden Bandes besteht darin, daß das bereits
beschriebene durch die Rückhalterolle 45 gekennzeichnete
Mehrfach-Rückhaltesystem verwendbar ist, wodurch die Gefahr eines
Doppeleinzugs beträchtlich vermindert wird, wenn Blätter von
einem ungeordneten Stapel abgezogen werden sollen.
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Ein wesentliches Merkmal der bevorzugten Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Vereinzelungsvorrichtung besteht auch darin, daß
jede Rückhalte- und Trennrolle nicht nur um die Stange 54
schwenkbar ist, sondern sich auch drehen kann. Dank dieses
Merkmals kann die Vereinzelungsvorrichtung Blätter unterschiedlicher
Dicke vereinzeln, was für eine Vorlageneinzugseinrichtung von
besonderer Bedeutung ist. In dieser Hinsicht sind die
Anwendungsmöglichkeiten bekannter mit Reibwirkung arbeitender
Einzugseinrichtungen eingeschränkt. Wenn beim Betrieb der Vorrichtung ein
Blatt zugeführt wird, so dreht es die Rückhalte- und Trennrolle
geringfügig, bis diese abrollt und an der Vorderkante des
nächsten (zweiten) Blattes aufwärts schwenkt, wo das erste Blatt von
dem Förderband transportiert wird, während das zweite Blatt von
der Rolle zurückgehalten wird. Die Rolle beendet ihre
Rollbewegung und schwenkt nicht weiter nach oben, sobald sie das untere
Blatt abgehoben hat, ganz gleich, welche Dicke das Blatt besitzt.
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Wenn das Förderband durch die Kraft der Rückhalte- und Trennrolle
nach unten gedrückt wird, bewegt sich die Rückhalte- und
Trennrolle zusammen mit dem Förderband, um den optimalen Abstand für
die betreffende Blattdicke einzuhalten und zu verhindern, daß
eine größere, möglicherweise zu einem Doppeleinzug führende Öffnung
entsteht.
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Die Vorlagenzuführeinrichtung 4 enthält neben dem bereits
erwähnten Sensor 37 eine Anzahl von Sensoreinrichtungen 65, 66, 67, 68,
69 und 70. Diese Einrichtungen werden im allgemeinen an
strategisch wichtigen Punkten angeordnet, wo sie entweder die
Vorderkante oder die Hinterkante einer Vorlage oder die Abwesenheit
dieser Kanten zu einem geeigneten Zeitpunkt feststellen, so daß
die diesen Sensoreinrichtungen nachgeordneten Elemente betätigt
werden oder ein Signal erzeugt wird, das einen Papierstau
anzeigt.
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Die gesamte Abtasteinheit 3 wird von drei Motoren angetrieben.
Dabei treibt der Motor 26, wie vorstehend beschrieben, den
Antriebsriemen 55 an, der über eine geeignete Kupplung die
Antriebsrolle 25 und damit auch die Wendetrommel 24 und die ihr
zugeordneten Rollen und Riemen antreibt. Die Antriebsrolle 27 ist
mit der Antriebsrolle 25 so verbunden, daß auch diese
formschlüssig vom Motor 26 angetrieben ist. Wie bereits erwähnt treiben der
Motor 26 und sein Antriebsriemen 55 auch eine Riemenscheibe 56
über eine geeignete Kupplung sowie einen nicht dargestellten
Riemenantrieb an, durch die in bekannter Weise die
Beleuchtungseinheit 7 und zwei bewegbare Spiegel 11 bewegt werden. Umkehrrollen
36 und an ihnen anliegende Rollen werden über einen nicht
dargestellten besonderen umsteuerbaren Antriebsmotor angetrieben, und
das Förderband 43 ist durch einen speziell dafür vorgesehenen,
nicht dargestellten Antriebsmotor angetrieben.
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Die Förderrollen 22 werden von dem Motor angetrieben, der auch
das Förderband 43 antreibt. Dabei wird jedoch das Förderband 43
über eine geeignete, nicht dargestellte Kupplung angehalten, wenn
eine Vorlage die Förderrollen 22 erreicht hat, und wieder in
Bewegung gesetzt, wenn ein Sensor 65 die hintere Kante der Vorlage
abtastet. Der Sensor 65 ist so angeordnet, daß ein geeigneter
Abstand von beispielsweise 2.5 cm zwischen den Vorlagen
aufrechterhalten wird.
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Bei einer in den Fig. 11 bis 13 dargestellten bevorzugten
Ausführungsform der Erfindung ist der Anwendungsbereich der in Fig. 4
bis 6 gezeigten Vereinzelungsvorrichtung durch die Nutzung der
anhand von Fig. 1 und 2 allgemein erläuterten Verbesserung noch
stärker erweitert. Wie aus Fig. 11 ersichtlich, wird der
bewegbare Einsatz 111 mittels eines Gestänges 112 an der Unterseite des
Ausgabefachs 38 für zweiseitige Vorlagen gehalten, das an dieser
Stelle als Abdeckung für das Eingabefach dient. Der Einsatz 111
liegt auf dem obersten Blatt 104 des Blattstapels auf. Wenn nur
noch das letzte Blatt zu fördern ist, wird der Einsatz 111 durch
die von dem Förderband 43 verursachte Bewegung dieses Blatts
geringfügig bewegt und gelangt so in Berührung mit den
Rückhalteund Trennrollen 46 und 48, wobei er auf diese Rollen eine
Hubkraft ausübt und damit die Kraft vermindert, die erforderlich
ist, um das letzte Blatt durch die Vorrichtung zu bewegen. Bei
dieser Ausführungsform können sich die Rückhalte- und Trennrollen
46 und 48 soweit nach oben bewegen, daß sie nach einer kurzen
Drehung ihre Drehbewegung beenden, so daß das letzte Blatt
während des letzten Teils seiner Förderbewegung an ihnen
vorbeigleiten kann. Die Rückhalte- und Trennrolle 47 setzt ihre
Drehbewegung fort, da sie von dem Einsatz unbeeinflußt bleibt, während
vom Blatt her mehr Kraft zur Verfügung steht, um sie zusammen mit
den nach oben gedrückten Rollen 46 und 48 zu drehen.
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In Fig. 12 und 13 ist der Einsatz im einzelnen dargestellt. Er
besteht aus einem flachen scheibenförmigen Element und ist mit
seinen Abmessungen von beispielsweise 50 x 100 x 2 mm so klein,
daß er über dem Förderband liegt, ohne das Fach im wesentlichen
zu überdecken. Dies bedeutet, daß durch sein Gewicht zwar die
Reibkraft des Förderbands verstärkt, jedoch nicht die Hemmkraft
erhöht wird, die das Fach auf das unterste Blatt ausübt. Der
Einsatz ist sehr einfach aus einem verformbaren Kunststoff mit
geringer Reibung herstellbar. Seine Vorderseite, d.h. die Kante,
die mit den Rückhalte- und Trennrollen in Berührung steht, ist
von den Rollen weg geneigt, wodurch die Kämmwirkung verstärkt
wird.
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Der Einsatz besitzt Seitenwandungen 122, in denen Schlitze 123
vorgesehen sind, in die Stifte 124 des Gestänges 112 eingreifen.
Die Seitenwandungen können am hinteren Ende des Einsatzes höher
ausgebildet sein, um dort das Gewicht zu konzentrieren. Wenn das
Ausgabefach 38 angehoben wird, greifen die freien Enden 121 des
Gestänges 112 an der Unterseite des Ausgabefachs 38 an, und der
Einsatz 111 wird nach oben bewegt. Bei der anfänglichen Bewegung
des Gestänges 112 werden die Stifte 124 zum hinteren Ende der
Schlitze 123 verschoben. Da jedoch das Gewicht des Einsatzes in
seinem hinteren Abschnitt konzentriert ist, kippt er am hinteren
Ende bei seiner Aufwärtsbewegung etwas nach unten, und die Stifte
gleiten in den Schlitzen nach vorn. Diese Bewegung wird
umgekehrt, wenn das Fach 38 geschlossen wird und das hintere Ende das
oberste Blatt zuerst berührt, um jede vorwärts auf das Blatt
gerichtete Kraft so gering wie möglich zu halten.
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So ergibt sich durch die Anordnung des in Fig. 1 und 2
schematisch dargestellten Einsatzes für die aus Fig. 4 bis 6
ersichtliche Vereinzelungsvorrichtung (für die eine Parallelanmeldung
eingereicht wird) ein weiterer Parameter, der ihre
Funktionssicherheit zusätzlich verstärkt und mit dessen Hilfe sich die
Anwendungsmöglichkeiten der Vorrichtung noch zusätzlich erweitern
lassen. Es können also noch mehr verschiedene Papierarten unter den
verschiedensten Umgebungsbedingungen ohne Beschädigung,
Doppeleinzug oder andere Funktionsstörungen beim Einzug verarbeitet
werden.
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Die Erfindung wurde vorstehend anhand einer bevorzugten
Ausführungsform im einzelnen erläutert. Selbstverständlich sind jedoch
im Rahmen der beschriebenen und in den Ansprüchen offenbarten
Erfindung weitere Abwandlungen und Modifikationen möglich.