DE3873452T2

DE3873452T2 - Kompakter drucker mit intergriertem einzelblatttransport.

Info

Publication number: DE3873452T2
Application number: DE8888902667T
Authority: DE
Inventors: Joseph Piatt
Original assignee: Eastman Kodak Co
Current assignee: Eastman Kodak Co
Priority date: 1987-03-02
Filing date: 1988-02-22
Publication date: 1993-03-18
Anticipated expiration: 2008-02-23
Also published as: WO1988006526A1; EP0306514A1; US4763138A; CA1284156C; EP0306514B1; DE3873452D1; JPH01502503A

Description

Die Erfindung betrifft einen Drucker mit einem Gehäuse, einer Druckzone, einer Blattvorratsstation, die eine Einrichtung umfaßt, auf der ein Blattstapel auf liegt und die nacheinander das jeweils oberste Blatt des Stapels in einer Blattvorratszone positioniert, sowie einer Einrichtung, die aufeinanderfolgende Abschnitte der sich durch die Druckzone bewegenden Blätter bedruckt, und mit
a) einer Blattvorschub- und Schreibwalze, die Flächen hoher Reibkraft besitzt, welche in der Nähe der Blattvorrats- und der Druckzone drehbar angeordnet sind;
b) einer Einrichtung, die die Blattvorschub- und Schreibwalze so antreibt, daß sich die Reibflächen in der Nähe der Blattvorrats- und der Druckzone drehen; sowie mit
c) Mitteln zur periodisch wiederkehrenden Kontaktgabe zwischen den Reibflächen und dem jeweils obersten Blatt des Stapels, derart, daß die Blätter durch die Drehbewegung der Blattvorschub- und Schreibwalze vorgeschoben werden.
Mit steigender Verbreitung der "Personal" Computer und Textverarbeitungssysteme hat sich parallel die Nachfrage nach "Personal" Druckern für die Ausgabe der Arbeitsergebnisse dieser Systeme entwickelt. Im selben Maße, in dem Computer und Textverarbeitungssysteme immer kleiner und tragbarer werden, steigt auch die Nachfrage nach Druckern, die die gleichen Eigenschaften aufweisen. Zwar gibt es verschiedene kleine Matrixdrucker, die Einzelblätter, Leporello- und andere Endlosformulare verarbeiten können, jedoch müssen bei diesen Druckern Einzelblätter im allgemeinen einzeln von Hand eingelegt werden.
Es gibt zwar auch automatische Einzelblattzuführungen für derartige Kompaktdrucker, jedoch handelt es sich hierbei um vom Drucker getrennte Einheiten, die mit verschiedenen Nachteilen behaftet sind. Zum Beispiel machen diese getrennten Einzelblattzuführungen das Gesamtsystem sehr groß und ästhetisch unbefriedigend. Außerdem benötigt eine getrennte Einzelblattzuführung einen eigenen Motor, Antrieb und besondere Zuführelemente, die diese Zusatzeinrichtung verteuern. Schließlich sind für die Verbindung zwischen Drucker und Zuführung besondere Verbindungsleitungen erforderlich, während man doch immer bestrebt ist, "Kabel" möglichst zu vermeiden.
Ein anderer Gesichtspunkt ist der, daß Aufsatz-Zuführungen vom Bediener beim Einrichten des Drucksystems und beim Wechsel zwischen verschiedenen Druckmaterialien, z. B. von Einzelblatt- zu Endlosmaterial, umständliche Handhabungen verlangen. Daneben führt diese Aufsatz-Lösung zu einem komplizierten papier-Zuführweg, der Staus und Fehlzuführungen begünstigt. Unter Funktions-Gesichtspunkten ist außerdem zur Aktivierung der Einzelblattzuführung ein Umschaltcode für den Host-Computer erforderlich. Dieser zusätzliche Code macht die Handhabung in Verbindung mit manchen Softwarepaketen (z. B. bei Textverarbeitungs-Anwendungen, die diesen Sondercode nicht unterstützen) sehr umständlich.
Eine wesentliche Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Drucker/Zuführsystem zu schaffen, das viele der vorgenannten Nachteile der bekannten Aufsatz-Lösungen vermeidet oder wesentlich verringert.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird diese Aufgabe bei einem Drukker der vorgenannten Art dadurch gelöst, daß die Blattauflage zur Blattvorschub- und Schreibwalze hin und von dieser wegbewegbar ist und daß die Mittel zur periodisch wiederkehrenden Kontaktgabe eine Einrichtung umfassen, mittels derer die bewegbare Blattauflage in Richtung zur Blattvorschub- und Schreibwalze bewegbar ist, und daß Mittel vorgesehen sind, mittels derer in wiederkehrenden Abständen ein Reibschluß herstellbar und aufhebbar ist, derart, daß das jeweils oberste Blatt des Stapels mittels der bewegbaren Blattauflage zur Anlage an die Flächen hoher Reibkraft gelangt.
Nachstehend werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. Die Zeichnung zeigt in der
Fig. 1 eine perspektivische, teilweise aufgebrochene Darstellung einer erfindungsgemäßen Ausführungsform eines Druckers;
Fig. 2 eine perspektivische, in Axialrichtung verkürzte Ansicht, bei der andere Teile zur besseren Darstellung von Einzelheiten der Druckwalze und der Kopfträgereinheit des Druckers gemäß Fig. 1 vergrößert dargestellt sind;
Fig. 3 bis 5 schematische Seitenansichten der Druckwalze und des Druckkopfwagens gemäß Fig. 2, aus denen deren Zusammenwirken mit der Blattzuführstation ersichtlich ist;
Fig. 6 eine perspektivische Darstellung bevorzugter Ausführungsformen der mit der Druck/Transportwalze der Vorrichtung gemäß Fig. 1 zusammenwirkenden Blattvorschub- und Vereinzelungsvorrichtung;
Fig. 7 eine schematische Darstellung zur Erläuterung verschiedener Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 8 eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
Bei der in Fig. 1 dargestellten erfindungsgemäßen Ausführungsform des Drukkers 1 handelt es sich um einen Tintenstrahldrucker, der mit Druckpatronen des Typs "drop-on-demand" arbeitet. Diese Drucktechnik ist zwar für die Erreichung der Ziele der vorliegenden Erfindung besonders günstig, für den Fachmann ist jedoch ersichtlich, daß die Ziele der nachstehend beschriebenen Aspekte der Erfindung auch bei Kompaktdruckern, die eine andere Technologie verwenden, mit Vorteil einsetzbar sind. Der Drucker 1 besitzt ein Gehäuse 2, das die aktiven Druckmechanismen und die Elektronik aufnimmt, und eine schwenkbare vordere Abdeckung 2a, eine schwenkbare hintere Abdeckung 2b sowie eine Rückwandung 2c des Magazin-Schubfachs 3 aufweist. Innerhalb des Gehäuses 2 ist ein Hauptrahmen (in Fig. 1 ist eine Wand 4 zu erkennen) aufgenommen, an dem verschiedene Komponenten des Druckers gehalten sind, z. B. ein Druckwalzen-Antriebsmotor 5, der über ein Getriebe 6 eine Welle 7 einer gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ausgebildeten Druckwalze 8 antreibt, die nachstehend noch im einzelnen beschrieben wird. Ferner ist auf dem Hauptrahmen eine Andruckleiste 9 angeordnet, die mit der erfindungsgemäßen Druckwalze 8 zusammenwirkt und auf der ein in Fig. 2 genauer dargestellter Druckpatronen-Wagen 10 gelagert ist. Des weiteren sind in Fig. 1 ein Druckwagen-Antriebsmotor, Strom- und Dateneingabe-Anschlüsse 12, 13, Stromwandler-Einrichtungen 14 und auf einer oder mehreren Leiterplatten 15 angeordnete Logik- und Steuerschaltungen zu erkennen. Vorn oben am Druckergehäuse befindet sich ein Bedienfeld 16.
In Fig. 2 ist zu erkennen, daß der Druckpatronen-Wagen 10 vier Aufnahmen 17 umfaßt, die so gekoppelt sind, daß sie sich gleichzeitig quer über jeweils zugeordnete Zeilenabschnitte eines Druckbereichs bewegen. Jede der Aufnahmen 17 ist in der Lage, eine Druckpatrone 20 aufzunehmen, auszurichten und elektrisch betriebsbereit im Drucker anzuschließen. Bei diesen Druckpatronen kann es sich um Thermo-Druckköpfe des Typs "drop-on-demand" mit einem Tintenvorrat, einer Treiberplatte und einer Düsenanordnung handeln, wobei aus letzterer jeweils entsprechend Datensignalen, die z. B. von einem Datenterminal, beispielsweise einem Textverarbeitungssystem, über die Druckerlogik übertragen werden, Tröpfchen selektiv in Richtung auf den Druckbereich ausgestoßen werden.
In Fig. 2 ist ferner ein Wagenantrieb 17 dargestellt, bestehend aus einem um Rollen geführten und mit dem Motor 11 sowie dem Wagen 10 gekoppelten Endlosseil. An den Enden der Druckwalze 11 befindliche Stachelwalzen 19 bewirken den Vorschub des Endlosmaterials, wenn der Drucker 1 in diesem alternativen Druckmodus arbeitet.
In bezug auf die erfindungsgemäßen Einzelblattzuführungseinrichtungen zeigt die perspektivische Darstellung den zusammenwirkenden Aufbau der Druckwalze und des Druckwagens, die zur klareren Darstellung der wesentlichen Merkmale nicht maßstabsgerecht dargestellt sind. Insbesondere wurde die Druckwalze mit Druckwagen axial verkürzt, während die Ausbildung des Druckwalzenendes vergrößert dargestellt ist und eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zeigt, bei der es möglich ist, durch Drehen der Druckwalze Blätter von einem Stapel zuzuführen und ein Blatt entlang eines Druckweges von einer Eintrittsstelle durch einen Druckbereich und eine Drucker-Austrittsstelle hindurchzuführen. Die Andruckleiste 9 besitzt hierzu eine Welle 21, auf der jeweils in der Nähe der Druckwalzenenden Andruckrollen 22 drehbar gelagert sind und die ferner Führungsarme 23 gleitend lagert. Wie in der Abbildung zu erkennen ist, verlaufen die Führungsarme in einem Bogen um den vorderen Umfangsbereich der Druckwalze bis zu dem Bereich, an dem sie an anderen Teilen des Druckwagens 10 befestigt sind. An jedem Druckwalzenende sind in axialer Richtung innen neben der Stachelwalze Reibtransportbänder 24 ausgebildet, beispielsweise in Form eines Gummibelages. Die Bänder 24 sind jeweils um den gesamten Druckwalzenumfang umlaufend ausgebildet und weisen im wesentlichen denselben Durchmesser auf wie die Druckwalze 8. Die Reibtransportbänder liegen den Andruckrollen 22 jeweils so gegenüber, daß zwischen den beiden Elementen Papier ergriffen werden kann und die Drehung der Druckwalze auf das in den Einzugsspalt eingetretene Papierblatt übertragen wird. Axial einwärts neben den Transportbändern 24 weist die Druckwalze jeweils umlauf ende Transport-Ringe 25 auf. Die Transportringe stehen über die Druckwalzenoberfläche z. B. um 0,015'' vor und sind jeweils in einen rauhen Oberflächenbereich 25a und einen glatten oberflächenbereich 25b unterteilt. Die rauhen Bereiche der beiden Transportringe sowie die glatten Oberflächenbereiche sind jeweils in einander entsprechenden umfangsbereichen angeordnet.
Ferner ist in Fig. 2 ein unteres Blattführungselement 26 zu erkennen, das sich entlang des unteren Umfangs der Druckwalze 8 von einer Eintrittsstelle des Blatttransportweges zu einer an die unteren Verlängerungen der Führungsarme 23 angrenzenden Position erstreckt. Damit bilden die Teile 26 und 23 eine Einrichtung, mit der ein zugeführtes Blatt in unmittelbarer Nähe der Druckwalze 8 vom Eintrittspunkt des Druckweges in den Einzugsspalt der Andruckrolle 22 geführt werden kann.
Betrachtet man nochmals Fig. 1, so ist zu erkennen, daß das Magazin-Schubfach 3 im Unterteil des Druckers zwischen einer Auszugsstellung (in der ein Papierstapel eingelegt werden kann) und einer Zuführstellung beweglich ist.
In Fig. 3 ist ersichtlich, daß der durch das Magazin 3 positionierte Stapel S mit seinem vorderen Teil auf einer Hubplatte 28 auf liegt, die an ihrem rückwärtigen Ende schwenkbar gelagert ist, so daß sie auf- und abbewegt werden kann, wobei sie durch eine Federung 29 in Aufwärtsrichtung vorgespannt ist. Die vordere Stapelkante liegt an einer Blatt-Anschlagplatte 30 und einer Aufwölbeinrichtung 31 (in Fig. 6 genauer zu erkennen) an. Die Arbeitsweise der vorstehend beschriebenen baulichen Einrichtungen wird besser verständlich, wenn man die Blattzuführ- und Druckabläufe des Druckers 1 anhand der Fig. 3 bis 5 betrachtet. In dem in Fig. 3 dargestellten Stadium wurde die Druckwalze 8 in eine Startposition gebracht (dieser Zustand kann auf unterschiedlichem Wege auf einfache Weise erreicht werden, z. B. dadurch, daß die Hubplatte 28 mittels ihres Ansatzes 28a nach unten gedrückt und gleichzeitig die Druckwalze durch Erkennen einer Markierung am Druckwalzenende mittels eines nicht dargestellten Photodetektors in die in Fig. 3 dargestellte Position gedreht wird). In dieser Stellung befinden sich die vorderen Kanten der rauhen Oberflächenbereiche 25a der Transportringe 25 im Anlagepunkt A am obersten Blatt des durch das Magazin 3 in Zuführstellung positionierten Stapels. Vorzugsweise liegt der Anlagebereich A, wie in Fig. 3 zu erkennen, etwas hinter den Stapelvorderkanten, wodurch das Aufwölben des obersten Blattes bei Beginn der Blattzuführung erleichtert wird.
Während der Drehbewegung der Druckwalze 8 im Gegenuhrzeigersinn von der Stellung gemäß Fig. 3 in die Stellung gemäß Fig. 5 drücken die rauhen Oberflächen der Bereiche 25a das oberste Blatt des Stapels gegen die Aufwölbeinrichtungen 31 und über diese hinweg in den Eintritt I des Druckweges. Dadurch, daß im Anlagebereich A aufeinanderfolgende rauhe Oberflächenbereiche 25a mit Bereichen des nach oben vorgespannten obersten Blatts des Stapels S in Anlage kommen, wird die vordere Blattkante entlang des durch die Führungsmittel 26, 23 definierten Druckweges und in den Einzugsspalt zwischen den Andruckrollen 22 und den Transportbändern 24 geführt. Ist die vordere Blattkante in den Einzugsspalt eingetreten, ist die Vorschubbewegung durch die rauhen Oberflächenbereiche 25a nicht mehr erforderlich, so daß die Anlagefläche nun aus glatten Oberflächenbereichen 25b bestehen kann, wie in Fig. 4 dargestellt. Die Blattzuführung wird weiterhin durch die Drehbewegung der Druckwalze 8 besorgt, jetzt jedoch durch die übertragene Antriebskraft am Einzugsspalt der Andruckrollen 22, während die hin- und herlaufenden Druckpatronen 20 Zeile um Zeile ausdrucken.
In dem in den Fig. 3 bis 5 dargestellten System vollzieht der Zylinder zwei Umdrehungen pro Blatt, wobei - wie in Fig. 5 dargestellt - gegen Ende der zweiten Umdrehung das hintere Ende des bedruckten Blattes S den Einzugsspalt der Andruckrollen 22 verlassen hat, während immer noch glatte Oberflächenbereiche 25b am Anlagebereich vorbeilaufen, so daß das nächst oberste Blatt noch nicht vom Stapel abgehoben wird. Wenn die Druckwalze 8 bei ihrer Umdrehung wieder die in Fig. 3 dargestellte Stellung erreicht hat (bei Beendigung der zweiten Umdrehung), hat das hintere Ende des zugeführten Blattes die Andruckrolle 22 passiert, und die nächste Blattzuführ- und Transportfolge wird eingeleitet.
Wie aus Fig. 5 ersichtlich, ist es wünschenswert, im Gehäuseoberteil Führungen 36 und weitere, den Transportbändern 24 gegenüberliegende Andruckrollen 37 vorzusehen, so daß das bedruckte Blatt vollständig in die Auffangschale 39 transportiert wird, die durch Weglassen der Abdeckung 2b sichtbar gemacht ist. Die gesamte Konstruktion kann mit der vorderen Abdeckung 2a von der Walze weg verschwenkt werden, so daß bei Beendigung der Druckaufgabe in dem in Fig. 5 dargestellten Stadium das bedruckte Blatt entnommen werden kann. Wie in Fig. 1 und in Fig. 5 zu erkennen ist, sind Abstreiferfinger 35 in Aussparungen 38 der Druckwalze 8 angeordnet, die bei kontinuierlichem Einzelblatt-Drucken die Ablage der Blätter in der Auffangschale unterstützen. Es ist ersichtlich, daß die beschriebene Konstruktion ein kompaktes und mechanisch einfaches System für den Blattvorschub und die Blattzuführung zum Drucker ausbildet.
Bei näherer Betrachtung der beschriebenen Grundzüge wird klar, daß bestimmte wichtige Relationen zwischen den Abmessungen eingehalten werden müssen, wenn die gewünschten Ergebnisse erzielt werden sollen, d. h. zuverlässige Blattzuführung vom Blattstapel durch die Druckzone und aus der Druckbahn heraus, wobei vorzugsweise zwischen den einzelnen Blättern entlang der Transportbahn ein vorbestimmter Abstand eingehalten werden soll. Dieser Abstand zwischen den einzelnen Blättern sollte derart seine daß vor Beginn der Zuführung eines Blattes das jeweils vorherige Blatt sich bereits im Ausgabefach befindet. Dadurch wird verhindert, daß bei Beendigung einer gegebenen Druckaufgabe ein nur über einen Teil des Druckweges gefördertes Blatt in der Druckbahn verbleibt. Wie nachstehend noch beschrieben wird, kann die Erfindung mit verschiedenen Konstruktionen realisiert werden, d. h. mit unterschiedlich großen Druckwalzen und unterschiedlich angeordneten Andruckrollen. Allerdings sind die nachstehenden allgemeinen Parameter besonders bevorzugt. Zunächst ist der Umfang der Druckwalze vorzugsweise ein Vielfaches der Summe aus "Blatttransportlänge" und einem gewählten Blatt-Transportabstand oder als Faktor in dieser Summe enthalten, wobei die Blatt-Transportlänge dem Abstand zwischen dem Kontaktpunkt A und der nachlaufenden Blattkante entspricht. Zweitens ist wichtig, daß die rauhen Oberflächenbereiche 25a der Transportringe sich über eine ausreichende Umfangslänge erstrecken, um die vorlauf ende Blattkante in den Spalt zwischen Andruckwalze und Transportbereich oder die entsprechende Einrichtung zu führen. Drittens sollten die glatten Oberflächenbereiche 25b der Transportringe sich zwischen dem Zeitpunkt des Austritts der nachlauf enden Kante eines transportierten Blattes aus der Kontaktzone und dem Beginn des Vorschubs des nächsten Blattes in der Kontaktzone befinden. Vorzugsweise beginnt die Zuführung des nächsten Blattes erst, wenn das vorherige Blatt in geeigneter Weise ausgetreten ist (d. h. wenn seine nachlaufende Kante den Andruckrollenspalt verlassen hat).
Dem Fachmann wird die nachstehende Konstruktionsanalyse nützliche Hinweise geben, wie die vorstehend beschriebenen allgemeinen Ziele zu erreichen sind. Dabei wird Bezug genommen auf Fig. 7 und die folgende Nomenklatur verwendet:
Lp - Länge des durch den Drucker zu transportierenden Blattes
Lf - Blattlänge vom Walzen-Kontaktpunkt zur nachlaufenden Blattkante
Dd - Druckwalzendurchmesser
Lb - Abstand zwischen dem Druckwalzen-Kontaktpunkt und den Blattaufwölbeinrichtungen
α - Winkelabstand zwischen dem Druckwalzen-Kontaktpunkt und dem Andruckrollen-Kontaktpunkt (in Grad)
β - Winkelabstand der Gummi-Reiboberfläche der Druckwalze (in Grad)
λ - Winkelabstand zwischen Druckwalzen-Kontaktpunkt und Auslaufrollen-Kontaktpunkt (in Grad)
Φ - Winkelstellung der Druckwalze (in Grad)
A - Druckwalzen-Kontaktpunkt
B - Erster Andruckrollen-Kontaktpunkt
C - Auslaufrollen-Kontaktpunkt
n - Anzahl der Umdrehungen, die die Walze zur Entnahme von Papier aus der Kassette vollführt
k - Der ganzzahlige Teil von n; wenn z. B. n=3,15, dann ist k=3
j - Anzahl voller Umdrehungen, die der Drucker vor Beginn der Zuführung des nächsten Blattes vollführt
R&sub1; - Ein sicherheits-Winkelfaktor, durch den eine zusätzliche Umfangslänge der Reibfläche hinter dem Kontaktpunkt nach Erreichen des Andruckrollen-Kontaktpunktes durch die vorlaufende Blattkante definiert wird
R&sub2; - Ein Sicherheits-Winkelfaktor, durch den die Umfangslänge der glatten Druckwalzenoberfläche unter dem nachlaufenden Abschnitt eines transportierten Blattes definiert wird
R&sub3; - Ein Sicherheits-Winkelfaktor, durch den die Umfangslänge der glatten Druckwalzenoberfläche zwischen dem Kontaktpunkt A und der vorlaufenden Kante der rauhen Druckwalzenoberfläche zu dem Zeitpunkt definiert wird, an dem die nachlaufende Kante eines transportierten Blatts sich am Auslaufrollen-Kontaktpunkt befindet.
Für die Ausführung des erfindungsgemäßen Konzepts einer Blatt-Transporteinrichtung sollten die vorstehenden Variablen in einem bestimmten Verhältnis zueinander gewählt werden. So wird z. B. die Gesamtlänge des zu transportierenden Blattes gleich der Blattlänge vor und hinter dem Druckwalzen-Kontaktpunkt sein.
Lp = Lf + lb (1)
Der Blattvorschub beginnt mit dem ersten Kontakt zwischen der Gummi-Reiboberfläche und dem Papier am Walzen-Kontaktpunkt. Nachdem das Blatt von der Gummireibfläche transportiert werden muß, bis es unter der Andruckrolle liegt, läßt sich die folgende Beziehung formulieren:
β = R&sub1; + [α - Lb(360/πDa)] (2)
Sobald sich das erste Blatt unter der ersten Andruckrolle befindet, übernimmt diese Rolle den Transport des Blattes, bis dieses den Drucker fast verlassen hat.
Wenn das erste Blatt den Stapel verlassen hat, kann das zweite Blatt mit der Druckwalze in Kontakt gelangen. Da jedoch erwünscht ist, daß das zweite Blatt erst in den Drucker einläuft, nachdem das erste Blatt diesen verlassen hat, muß zu dem Zeitpunkt, an dem das erste Blatt den Kontaktpunkt verläßt, die glatte Walzenoberfläche mit dem zweiten Blatt in Berührung stehen. Bezeichnen wir den Punkt des ersten Kontaktes zwischen der rauhen Walzenoberfläche und dem ersten Blatt als Walzen-Nullstellung (d. h. Φ = 0º), können wir eine Beziehung formulieren, die vorgibt, daß zum Zeitpunkt, an dem das erste Blatt den Drucker verläßt, die glatte Oberfläche mit dem zweiten Blatt in Kontakt ist.
Lf = (360k + β + R&sub2;)·ΠDa/360 (3)
Die vorstehende Gleichung besagt, daß die Walzenstellung zu dem Zeitpunkt, an dem das erste Blatt die Kassette verläßt, gleich einer Anzahl voller Umdrehungen (durch die die Reiboberfläche wieder in ihre Nullstellung gebracht wird), zuzüglich des Winkels β, der benötigt wird, um die Walze über die Reibfläche hinaus bis zur Gleitfläche zu drehen, zuzüglich des Sicherheitsfaktors R&sub2;, ist. (Anmerkung: k ist gleich der Anzahl der Walzenumdrehungen pro Blatt-Transperiode j, minus eins.
Da die rauhe Walzenoberfläche mit dem zweiten Blatt erst in Kontakt kommen soll, wenn das erste Blatt über die Austrittsrolle hinaus aus dem Drucker ausgetreten ist, kann die Winkelstellung der Druckwalze beim Austritt des Papiers aus dem Drucker höchstens gleich der nächsthöchsten vollen Umdrehungszahl sein. Nachdem die nächsthöchste Umdrehungszahl gleich j ist, läßt sich ableiten:
j ≥ (360k + β + λ + R&sub3;)/360 (4)
oder
j = (360n + λ + R&sub3;)/360 (5)
Für die Anzahl der Umdrehungen, die die Druckwalze für den Vorschub eines Blattes vom Blattstapel vollführt, läßt sich die folgende Beziehung zur Papier-Transportlänge Lf herstellen:
n = Lf/πDa, oder n = k + (β - R&sub1;)/360 (6)
und
Le = πDaλ/360 (7)
wobei Le der lineare Weg ist, den das erste Blatt zwischen Stapel und Austrittsrolle zurücklegt. Daher gilt:
j = (Lf + Le + πDaR&sub3;/360)/πDa (8)
Lf + Le) ist die Gesamt-Blatttransportlänge. Hieraus läßt sich die folgende Formel für den Walzendurchmesser ableiten:
Da = (Lf + Le + πDaR&sub3;/360)/πj (9)
oder
Da = (Lf + πDa(λ + R&sub3;)/360)/πj (10)
Durch Umformung der Beziehung (10) erhält man:
Da = (Lf/πj)/(1 - (λ + R&sub2;)/360j) (11)
oder
Da = 360·Lf/π(360j - λ - R&sub3;) (12)
Bei der Festlegung der Anzahl der Walzenumdrehungen, die für einen vollständigen Blatttransportzyklus erforderlich sind, müssen bestimmte technische Faktoren berücksichtigt werden, zum Beispiel:
Da - sollte groß genug sein, damit das Papier ohne Faltenbildung oder andere Schwierigkeiten um die Walze gewickelt werden kann.
Lb - sollte groß genug sein, um ein leichtes Aufwölben des Papiers zu ermöglichen, jedoch klein genug, damit die Aufwölbplatte nicht mit dem Druckkopfwagen in Konflikt kommt.
α - muß so gewählt werden, daß die Andruckrollen nicht mit dem Druckkopfwagen in Konflikt kommen.
λ - sollte so gewählt werden, daß die Austrittsrollen nicht mit dem Druckkopfwagen in Konflikt kommen.
λ + β + R&sub3; - darf nicht größer als 360º sein.

Beispiel

Wählt man eine mit zwei Blatttransport-Umdrehungen arbeitende Druckwalze für ein 11''-Blatt, so ist folgendes bekannt:
j = 2
k = 1
Lp = 11''
Bekannt ist, daß bei einer mit zwei Blatttransport-Umdrehungen arbeitenden Einrichtung die Druckwalze recht groß ist. Damit lassen sich die Variablen Lb, α und ziemlich genau veranschlagen.
α = 45º
λ = 180º
Lb = 0,5''
R&sub1; = R&sub2; = R&sub3; = 5º
Hieraus läßt sich der Druckwalzen-Durchmesser bestimmen:
Da = ((11-0,5)/2π)/(1-(180+5)/720)
Da = 2,249''
β = 360(π(2,249(45º)/360º-0,5)/(π(2,249))+(R&sub1;=5º) 25º
Überprüfung der Gleichung (3):
Lf = (360k + β + R&sub2;) πDa/360 = 7,65''.
Dies ist kleiner als (Lf = 10,5'') . . R&sub2; > 5º.
Zuletzt wird noch überprüft, daß β + + R&sub3; kleiner als 360º ist, damit alle Bedingungen erfüllt sind.
25º + 180º +(R&sub3; = 5º) = 210º < 360º.
Demnach wird eine derartige Walze funktionieren.
Als weiteres allgemeines Beispiel soll das mit zwei Blatttransport-Umdrehung gen arbeitende erfindungsgemäße System gemäß den Fig. 3 bis 5 betrachtet werden. Bei einer Blattlänge von 11'' und einem Transportring-Durchmesser von etwa 2,2'' wird ein derartiges System einwandfrei arbeiten. Insbesondere liegt der Kontaktpunkt A 0,5'' hinter der Stapel-Vorderkante, so daß sich bei diesem Ringdurchmesser ein Blatt-Zwischenabstand von etwa 3,3'' ergibt:
2,2 Durchmesser · π · 2 Umdrehungen = 13,8'' wirksamer Umfang
13,8'' wirksamer Umfang - 10,5'' Transportlänge = 3,3 Zwischenabstand
Bei einem derartigen Zwischenabstand wird die erwünschte Bedingung, daß die nachlauf ende Kante des transportierten Blattes den Spalt der Andruckrolle 22 vor Beginn des nächstfolgenden Blattvorschubs verläßt, erfüllt. Denn wenn der Umfangskreisbogen der rauhen Oberflächenbereiche mit etwa 150º gewählt wird, ergibt sich eine Umfangslänge der rauhen Oberfläche von etwa 2,9'', die bei der Anordnung gemäß den Fig. 3 bis 5 für den Transport der vorderen Blattkante zum Walzenspalt ausreicht. Auch die sich ergebende Umfangslänge des glatten Bereits (d. h. 210º) ist mehr als ausreichend, um den Vorschub des nächstfolgenden Blattes zu bewerkstelligen, bevor die nachlaufende Kante des vorhergehenden Blattes den Walzenspalt der Andruckrolle 22 verlassen hat. Außerdem kann, wie in Fig. 5 ersichtlich, die Andruckrolle 37 das Blatt S weiter zum Ausgabefach 39 transportieren, und die Abdeckung 26 kann zur Entnahme dieses Blattes geöffnet werden, falls der Druckerbetrieb in dem in Fig. 1 dargestellten Stadium ohne Vorschub eines nächsten Blattes beendet werden sollte.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Erfindung mit nur einer Umdrehung der Druckwalze realisiert werden.
Bei einer derartigen Ausführungsform können bei einer Blattlänge von 11'' die übrigen Parameter beispielsweise wie folgt gewählt sein:
α = 45º
λ = 180º
Lb = 0,75''
R&sub1; = R&sub2; = R&sub3; = 5º
Da = 6,712''
b = 36º
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann die Erfindung mit vier Umdrehungen der Druckwalze realisiert werden, indem die Andruckrolle, wie in Fig. 7 dargestellt, näher zum Kontaktpunkt angeordnet wird. Bei einer derartigen Ausführungsform können bei einer Blattlänge von 11'' die übrigen Parameter beispielsweise wie folgt gewählt sein:
α = 45º
λ = 180º
Lb = 0,25''
R&sub1; = R&sub2; = R&sub3; = 5º
Da = 0,982''
β = 21º
Diese Ausführungsform bietet den Vorteil größerer Kompaktheit.
Es versteht sich, daß der erfindungsgemäße Vorschlag, für die Blattzuführung vom Blattstapel, den Transport des Blattes zur und durch die Druckzone und die Ausgabe des bedruckten Blattes in ein Ausgabefach ein gemeinsames Element zu verwenden, auch in zahlreichen anderen konstruktiven Ausführungsformen realisiert werden kann. Zum Beispiel kann das gemeinsame Element ein endloses Band mit glatten und rauhen Oberflächenbereichen analog den dargestellten Ausbildungsformen umfassen. Oder die Einrichtung zur periodischen Herstellung des Transportkontaktes zwischen dem gemeinsamen Element und dem Blattstapel kann zum Beispiel ein nocken- oder magnetventilbetätigtes System beinhalten, durch das die Hubplatte periodisch angehoben und abgesenkt wird.
Eine derartige alternative Ausführungsform ist in Fig. 8 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform besitzt die Druckwalze 80 an ihren beiden Enden jeweils voll umlaufende Reibflächen 81. Wie bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform wird die Hubplatte 28 z. B. durch Federmittel aufwärts gedrückt und ist mit einem Ansatz 28a ausgestattet, über den die Hubplatte (z. B. mittels eines Nockenhebels 90) zum Rückführen der Druckwalze in eine Nullstellung nach unten gedrückt werden kann. Bei der in Fig. 8 dargestellten Ausführungsform wird der Ansatz 28a jedoch auch von einem Kontaktfolge-Steuernocken 83 beaufschlagt. Gemäß der Darstellung ist der Folge-Steuernocken 83 drehfest mit einem Nockenrad 84 verbunden, wobei beide Elemente drehbar auf einer Leerlaufwelle 86 gelagert sind. Um eine richtig koordinierte Drehung des Nockens 83 zu bewirken, sitzt auf der Antriebswelle 87 der Druckwalze ein mit dem Nockenrad 84 kämmendes Antriebsrad 88. Die Nockenfläche des Nocken 83 ist so ausgebildet und angeordnet, daß während der Nockenumdrehung der Ansatz 28a jeweils in der Weise nach unten gedrückt bzw. freigegeben wird, daß auf der Hubplatte aufliegende Blätter periodisch in und außer Vorschubkontakt mit den Reiboberflächen 81 der Druckwalze 80 gebracht werden. Das Profil des Nockens 83 und das Übersetzungsverhältnis der Zahnräder 84, 88 wird so gewählt, daß die Kontakte zwischen dem jeweils obersten Blatt des Stapels und den Reibflächen 81 jeweils in denselben Umdrehungsstadien der Druckwalze erfolgen, wie dies vorstehend für die rauhen Oberflächenbereiche 25a der Ausführungsformen gemäß den Fig. 1 bis 7 beschrieben ist. In der in Fig. 8 dargestellten Stellung befindet sich der Nocken 83 in seiner Blattvorschub-Drehstellung, und zwischen seiner unteren Fläche und dem Ansatz 28a besteht ein Abstand "x". Dies gestattet es der Hubplatte 28, die auf ihr aufliegenden Blätter mit der Reibfläche 81 in Kontakt zu bringen.
Die vorliegende Erfindung schafft gemäß einem Aspekt einen Drucker, bei dem die Blattzuführungs-Vorrichtungen in einem kompakten Drucker integriert sind. Gemäß weiteren, damit verbundenen Aspekten bietet die Erfindung einen funktionell, d. h. unter den Gesichtspunkten Zuverlässigkeit und Bedienungskomfort, verbesserten Drucker mit integrierter Papierzuführung. Gemäß weiteren Aspekten bietet die Erfindung Vorteile unter den Gesichtspunkten mechanische und elektrische Einfachheit, Herstellungskosten, Aussehen und bequeme Handhabung.

Claims

1. Drucker mit einem Gehäuse (2), einer Druckzone, einer Blattvorratsstation, die eine Einrichtung (28) umfaßt, auf der ein Blattstapel (S) aufliegt und die nacheinander das jeweils oberste Blatt des Stapels in einer Blattvorratszone positioniert, sowie einer Einrichtung (20), die aufeinanderfolgende Abschnitte der sich durch die Druckzone bewegenden Blätter bedruckt, und mit

a) einer Blattvorschub- und Schreibwalze (8, 80), die Flächen (25&; 81) hoher Reibkraft besitzt, welche in der Nähe der Blattvorrats- und der Druckzone drehbar angeordnet sind;

b) einer Einrichtung (5, 6), die die Blattvorschub- und Schreibwalze so antreibt, daß sich die Reibflächen in der Nähe der Blattvorrats- und der Druckzone drehen; sowie mit

c) Mitteln (28; 28a; 29; 25a; 81; 88; 84; 83; 5; 6) zur periodisch wiederkehrenden Kontaktgabe zwischen den Reibflächen und dem jeweils obersten Blatt des Stapels, derart, daß die Blätter durch die Drehbewegung der Blattvorschub- und Schreibwalze vorgeschoben werden, dadurch gekennzeichnet ,

daß die Blattauflage (28) zur Blattvorschub- und Schreibwalze (8, 80) hin und von dieser wegbewegbar ist und daß die Mittel zur periodisch wiederkehrenden Kontaktgabe eine Einrichtung (29) umfassen, mittels derer die bewegbare Blattauflage (28) an die Blattvorschub- und Schreibwalze (8, 80) andrückbar ist, und daß Mittel (5; 6; 87; 88; 84; 83; 28a) vorgesehen sind, mittels derer in regelmäßig wiederkehrenden Zeitabständen ein Reibschluß herstellbar und aufhebbar ist, derart, daß das jeweils oberste Blatt des Stapels (S) mittels der bewegbaren Blattauflage (28) zur Anlage an die Flächen (25a; 81) hoher Reibkraft gelangt.

2. Drucker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Nockenscheibe (83) und ein Steuervorsprung (28a) derart einander zugeordnet sind, daß die bewegbare Blattauflage (28) entgegen der Kraft einer Druckfeder (29) durch die Antriebskraft der Antriebseinrichtung (5; 6) absenkbar ist.

3. Drucker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Kontaktgabe Erhebungen (25) umfassen, die mit den Flächen (25a) hoher Reibkraft, die zwecks Reibschluß in die Blattvorratsstation hineinragen, einen Sektor bilden, und daß sich die Erhebungen nur über einen Teil der Umfangsfläche der Blattvorschub- und Schreibwalze (8) erstrecken.

4. Drucker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattvorschub- und Schreibwalze ein Druckzylinder ist.

5. Drucker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (22) vorgesehen ist, die sich entlang der Transportbahn zwischen der Blattvorratszone und der Druckzone erstreckt, derart, daß ein auf der Transportbahn befindliches Blatt an die Abschnitte (24) hoher Reibkraft andrückbar ist, die um die gesamte Umfangsfläche der Blattvorschub- und Schreibwalze (8, 80) herum verlaufen.

6. Drucker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Führungsmittel (26, 23) zwischen der Blattvorratszone und der Druckzone vorgesehen sind, derart, daß ein transportiertes Blatt an die Abschnitte (24) hoher Reibkraft andrückbar ist, und daß sie die Andruckrollen (22) umfassen, welche ein sich daran vorbeibewegendes Blatt in einer kraftschlüssigen Verbindung mit den Abschnitten (24) hoher Reibkraft der Blattvorschub- und Schreibwalze (8, 80) halten.

7. Drucker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Kontaktgabe aus einem drehbaren Nockenteil (83) bestehen, das ein Profil solcher Länge aufweist, daß die Vorlaufkante eines transportierten Blattes von der Vorratszone kommend in den durch die Andruckrollen (22) und die Abschnitte (24) gebildeten Spalt gelangt.

8. Drucker nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhebungen (25) so ausgebildet sind, daß sie an einem in der Transportbahn befindlichen Blatt reibschlüssig angreifen und daß die Blattvorschub- und Schreibwalze an ihrem Umfang erhabene Abschnitte (25b) geringer Reibkraft besitzt, die zwischen den Flächen (25a) hoher Reibkraft derart angeordnet sind, daß sie mit Schlupf an einem in Anlage befindliches Blatt anliegen.

9. Drucker nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Umfangsabmessung der Blattvorschub- und Schreibwalze (8; 80) und die Länge der Umfangsflächen hoher Reibkraft so in einer vorgegebenen Beziehung zur Vorschubrichtung der Blätter stehen, daß (i) die Abschnitte (25b) geringer Reibkraft in Eingriff mit dem jeweils nächsten obersten Blatt in der Vorratsstation gelangen, wenn die Nachlaufkante eines Blatts aus der Walze austritt, und daß (ii) anschließend die Abschnitte (25a) hoher Reibkraft in Eingriff mit dem nächsten obersten Blatt gelangen und dieses zur Druckzone transportieren.

10. Drucker nach Anspruch 1, mit einem oberhalb der Druckzone vorgesehenen Blatteintrittsbereich und einem unterhalb der Druckzone vorgesehenen Blattaustrittsbereich, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Blatteintritts- und dem Blattaustrittsbereich Andruckrollen (22) angeordnet sind, mittels derer ein sich daran vorbeibewegendes Blatt in eine kraftschlüssige Verbindung mit der Blattvorschub- und Schreibwalze (8; 80) bringbar ist, und daß die Mittel zur Kontaktgabe auf der Umfangsfläche der Blattvorschub- und Schreibwalze Erhebungen (25a; 81) besitzen, die sich über eine Umfangslänge erstrecken, welche gleich groß oder größer ist als der Abstand auf der Transportbahn zwischen Punkt (A), an dem die erste Vorschubberührung stattfindet, und dem Ort, an dem die Andruckrollen (22) angeordnet sind.

11. Drucker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß

a) die Blattvorschub- und Schreibwalze (8; 80) ein Zylinder ist, der innerhalb des Gehäuses derart drehbar antreibbar ist, daß Abschnitte mit hoher Reibkraft nacheinander an einer Blattvorschubzone (A) der Blattvorratszone, einem Blatteintrittsbereich (I), der Druckzone und einem Blattaustrittsbereich vorbeibewegbar sind;

b) die Blattvorratsstation innerhalb des Gehäuses ausgebildet ist und eine Einrichtung (28) umfaßt, die den Blattstapel so hält, daß ein Oberflächenabschnitt des obersten Blatts des Stapels der Blattvorschub- und Schreibwalze in der Blattvorschubzone oberhalb des Blatteintrittsbereichs gegenüberliegt; und daß

c) zwei reibschlüssig ausgebildete Umfangsabschnitte mit Flächen (25a) hoher Reibkraft nur im Bereich der Endumfangsflächen der Walze angeordnet und so ausgebildet sind, daß sie in Berührung mit dem jeweils obersten Blatt des Stapels gelangen, während sie sich an dem Stapel vorbeibewegen, und daß das jeweils oberste Blatt des Stapels zur Druckzone transportiert wird, indem die Umfangsabschnitte in regelmäßigen Zeitabständen an dem Stapel vorbeibewegbar sind.

12. Drucker nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattauflage (28) zur Walze (8; 80) hin und von dieser wegbewegbar ist und eine Einrichtung (29) umfaßt, die die bewegbare Blattauflage an die Walze andrückt.

13. Drucker nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Umfangsabschnitt (24) hoher Reibkraft um die Umfangsfläche der Walze (8) herum und etwa bündig damit verläuft und daß zumindest eine Andruckrolle (22) so angeordnet ist, daß ein transportiertes Blatt an einem Punkt unterhalb des Eintrittsbereichs gegen den Abschnitt andrückbar ist.

14. Drucker nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächen (25a) hoher Reibkraft eine Umfangslänge besitzen, die sich mindestens von Punkt (A) der ersten Berührung der Reibflächen mit dem obersten Blatt bis zur Andruckrolle (22) erstreckt und daß der Transport eines Blatts zuerst durch die Flächen hoher Reibkraft und dann durch die Andruckrollen/Abschnitte hoher Reibkraft erfolgt.

15. Drucker nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch Führungsmittel (26; 23), die ein Blatt während seines Transports vom Stapel zur Andruckrolle (22) dicht an der Walze (8; 80) halten.

16. Drucker nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Umfang der Walze (8; 80) ein Vielfaches der Summe S.F.D. + S beträgt, wobei der Blatt-Transportabstand S.F.D. dem Abstand zwischen dem Punkt (A) der ersten Berührung von Stapel und Erhebungen (25) und der Nachlaufkante gestapelter Blätter entspricht und wobei der Blattabstandsfaktor S dem Abstand zwischen der Nachlaufkante des einen transportierten Blatts und der Vorlaufkante des nächsten transportierten Blatts entspricht.

17. Drucker nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Umfang der Walze (8; 80) ein vorbestimmtes Verhältnis zur Länge des Blatts hat, derart, daß die Nachlaufkante eines transportierten Blatts den Blattaustrittsbereich verlassen hat, bevor der vordere Bereich der Umfangsabschnitte mit dem als nächstes zu transportierenden Blatt des Stapels in Berührung kommt.

18. Drucker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

a) der die Blattvorschub- und Schreibwalze (80) bildende Zylinder mit den Flächen (81) hoher Reibkraft versehene Umfangsabschnitte besitzt und innerhalb des Gehäuses so drehbar ist, daß die Umfangsabschnitte sich nacheinander in der Nähe (i) einer Blattvorschubzone in der Blattvorratszone, (ii) eines Blatteintrittsbereichs und (iii) einer Druckzone bewegen;

b) eine Blattvorratsstation innerhalb des Gehäuses ausgebildet ist und eine Einrichtung (28) besitzt, auf der der Vorratsstapel so lagert, daß das oberste Blatt des Stapels den Umfangsabschnitten der Blattvorschub- und Schreibwalze beim Vorbeilauf an der Vorschubzone gegenüberliegt; und daß durch

c) das Mittel (83) das jeweils oberste Blatt des gelagerten Stapels in und außer Anlage mit den Umfangsabschnitten hoher Reibkraft der Blattvorschub- und Schreibwalze gelangt.

19. Drucker nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß Andruckrollen (22) vorgesehen sind, mittel derer ein transportiertes Blatt bei seiner Bewegung zwischen der Vorratsstation und der Druckzone kraftschlüssig in Eingriff mit den vollständig um die Umfangsfläche der Blattvorschub- und Schreibwalze (80) herum verlaufenden Abschnitten (24) hoher Reibund Schreibwalze gelangt.

19. Drucker nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß Andruckrollen (22) vorgesehen sind, mittel derer ein transportiertes Blatt bei seiner Bewegung zwischen der Vorratsstation und der Druckzone kraftschlüssig in Eingriff mit den vollständig um die Umfangsfläche der Blattvorschub- und Schreibwalze (80) herum verlaufenden Abschnitten (24) hoher Reibkraft gelangt.