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Die vorliegende Erfindung betrifft eine
Papierblattzuführeinrichtung zum Zuführen eines geschnittenen Blatts wie Papier in
ein Gerät zur Verwendung des geschnittenen Blattes wie ein
Kopiergerät, Druckgerät etc. (DE-A-33 34 522).
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Die geschnittenen Blätter, die gegenwärtig für Geräte wie
beispielsweise Kopiergeräte verwendet werden, unterscheiden sich in
ihrer Materialqualität, Dicke, Oberflächenbeschaffenheit etc.,
und die Blattzuführvorrichtung zum Zuführen solcher Blätter in
das Gerät muß eine sichere Zuverlässigkeit in ihrer Funktion
haben.
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Eine Konstruktion der herkömmlichen Blattzuführvorrichtung für
das Kopiergerät ist in der japanischen Patentveröffentlichung
(ungeprüft) Nr. 56-64356/1981 offenbart, wonach ein
geschnittenes Papierblatt, das in das Gerät eingeführt ist, hochgehalten,
gegen eine Einführwalze gepreßt wird, und unter der Drehkraft
der Einführwalze wird das Papier von einer Reibungskraft
befördert und in das Gerät eingeführt. Zu diesem Zeitpunkt wird die
Anpreßkraft zwischen dem Papier und der Einführwalze allgemein
von der Rückstellkraft einer Feder hervorgerufen. Bei dieser
Konstruktion variiert jedoch die Rückstellkraft der Feder
entsprechend der Größe des Papiers oder durch Veränderung der
zurückbleibenden Anzahl von Blättern, wodurch die Anpreßkraft
variiert. Außerdem ist ein Drehmoment erforderlich, um die
gestapelten Papierblätter eines großen Gewichts hoch zu halten,
wozu eine Antriebskraftquelle erforderlich ist, die mit einem
großen Energiebedarf verbunden ist. Um außerdem eine Steuerung
für das Hochhalten des geschnittenen Papiers zu erhalten, sind
Nocken und Kupplungen erforderlich. Die erhöhte Anzahl von
Bauteilen führt zu höheren Kosten.
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Eine Aufgabe der vorliegenden besteht darin, eine
Blattzuführvorrichtung anzugeben, bei der Änderungen der Anpreßkraft
zwischen der Einführwalze und dem geschnittenen Bogen vermieden
oder reduziert sind, die durch die Differenz in der Art oder
Größe des in ein Hauptgerät eingegebenen geschnittenen Blattes
verursacht sein können, und die einen konstanten Arbeitsablauf
ausführt.
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Eine Blattzuführvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung hat
eine Konstruktion mit einer Einlegeeinrichtung zum Einlegen
eines Blatts, einer Aufnahmeeinrichtung mit einer Walze, die
selbst drehbar ist und so geschwenkt werden kann, daß sie sich
aus einem engen Kontakt mit dem Blatt zum Einführen des Blattes
löst, einer Antriebseinrichtung zur Erzeugung von Energie zum
Drehen und Schwenken der Aufnahmeeinrichtung, einer
Verbindungseinrichtung zur Verbindung der Aufnahmeeinrichtung mit der
Antriebseinrichtung und mit einer
Drehmomenterzeugungseinrichtung zur Übertragung eines vorgegebenen Antriebsdrehmoments von
der Antriebseinrichtung auf die Verbindungseinrichtung, um die
Aufnahmeeinrichtung in den engen Zuführungskontakt mit dem Blatt
mit einem vorgegebenen Druck zu schwenken.
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Figur 1 ist eine perspektivische Ansicht einer
Blattzuführvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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Figur 2 ist eine Seitenansicht der Blattzuführvorrichtung der
Figur 1 in einem Wartezustand;
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Figur 3 ist eine Seitenansicht der Blattzuführvorrichtung der
Figur 1 in einem Betriebszustand;
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Figur 4 ist eine Querschnittsansicht, die eine Konstruktion
einer Ausführungsform der Drehmomenterzeugungseinrichtung gemäß
der vorliegenden Erfindung zeigt, und
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Figur 5 ist eine Querschnittsansicht, die eine Konstruktion
einer anderen Ausführungsform der
Drehmomenterzeugungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
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Figur 1 ist eine perspektivische Ansicht der
Papierblattzuführvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung. Gestapelte Blätter 1, die in ein Kopiergerät (nicht
dargestellt) eingeführt werden sollen, sind in ein Magazin 2
eingelegt und in Position gehalten. Eine Walze 3 ist eine
Aufnahmewalze und durch ein elastisches Element gebildet, um eine
konstante Zuführung eines geschnittenen Bogens 1, der in das
Magazin 2 eingegeben ist, auszuführen. Eine Walze 4 ist eine
Zuführwalze aus einem elastischen Element stromabwärts der
Aufnahmewalze 3. Ein Element 5 ist der Zuführwalze 4 gegenüberliegend
angeordnet und bildet ein weiterschiebendes Element zum Trennen
eines geschnittenen Blattes 1, welches von der Aufnahmewalze 3
vorwärts geschickt wurde, in eine Blatteinheit. Ein Motor 6
treibt die Aufnahmewalze 3 und die Zuführwalze 4 an und ist in
einer Richtung drehbar, in der das geschnittene Blatt 1
eingeführt wird, und in einer Umkehrrichtung hierzu. Eine Reihe von
Zahnrädern 7 ist an einem Gehäuse 25 befestigt und überträgt die
Antriebskraft des Motors 6 auf die Aufnahmewalze 3 und die
Zuführwalze 4, wobei die Zahnräder allgemein frei drehbar auf
Stiften an dem Gehäuse 25 gehalten sind. Damit die Anordnung so
getroffen ist, daß die Aufnahmewalze 3 um die Drehachse der
Zuführwalze 4 schwenkbar ist, ist ein Tragelement 8 angeordnet,
welches eine Drehwelle 11 der Zuführwalze 4 mit der
Aufnahmewalze 3 verbindet. Ein Drehmomenterzeugungsmechanismus 9 erzeugt
eine Druckkontaktkraft zwischen der Aufnahmewalze 3 und dem
geschnittenen Blatt 1, indem er dem Halteelement 8 ein
Drehmoment verleiht. Nähere Einzelheiten des
Drehmomenterzeugungsmechanismus 9 werden später erläutert.
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Ein Zahnrad 10 ist als Eingangswellenzahnrad am äußersten Ende
des Zahnradzuges 7 und an der nächsten Position zu der
Papierzuführwalze 4 positioniert. Die Drehwelle 11 ist eine
Eingangsdrehwelle und an dem Eingangswellenzahnrad 10 befestigt. Die
Zuführwalze 4 ist auf der Eingangswelle 11 mittels einer
Einwegkupplung 18 gehalten, wie Figur 4 zeigt, so daß bei Drehung
der Eingangswelle 11 in Richtung der Zuführung des geschnittenen
Blattes 1 in das Gerät die Zuführwalze 4 ebenfalls der Drehung
folgt, und wenn die erstere in der Umkehrrichtung dreht, die
letztere nicht folgt. Eine Riemenscheibe 12 ist eine
Riemenscheibe auf der Zuführwalzenseite und an der Zuführwalze 4
befestigt. Eine Riemenscheibe 13 ist ein Riemenscheibe an der
Aufnahmewalzenseite und an der Aufnahmewalze 3 befestigt. Ein
Riemen 14 ist ein gezahnter Steuerriemen zum Koppeln der
Riemenscheibe 12 der Zuführwalzenseite mit der Riemenscheibe 13 der
Aufnahmewalzenseite. Die Antriebskraft des Motors 6, die auf die
Eingangswelle 11 übertragen wird, wird durch die Zuführwalze 4,
die Riemenscheibe 12 der Zuführwalzenseite, den Steuerriemen 14
und die Riemenscheibe 13 der Aufnahmewalzenseite übertragen, um
die Aufnahmewalze 3 zu drehen.
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Die Konstruktion des Drehmomenterzeugungsmechanismus 9 wird
nachfolgend mit Bezug auf die Zeichnungen erklärt. In Figur 4
ist eine erste Ausführungsform der Konstruktion abgebildet.
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Eine erste Eingangsseitennabe 15 ist fest an der Eingangswelle
11 angebracht, und eine Ausgangsseitennabe 16 ist auf der
Eingangswelle 11 frei drehbar gehalten (wobei ihre Bewegung in
einer Längsrichtung der Welle beschränkt ist). Eine
Schraubenfeder 17 ist eine Schraubenfeder, die so gestaltet ist, daß sie
sich über den Außenumfang der Naben 15 und 16 an beiden Seiten
erstreckt. Der Innendurchmesser d der Feder 17 ist im freien
Zustand kleiner als der Außendurchmesser D jeder der
eingangsseitigen und ausgangsseitigen Naben 15 und 16. Dies heißt,
D > d.
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Die Schraubenfeder 17 sitzt auf dem Außenumfang der Eingangsnabe
15 und der Ausgangsnabe 16 in einem Zustand, in dem sie aus
ihrem freien Zustand aufgeweitet ist. Wenn die Größe der
Aufweitung hierbei durch δ ausgedrückt ist, und δ der Differenz
der Durchmesser entspricht, wird die Relation zu: δ = (D-d)/2.
Die Reibungskraft durch die Reibungsbewegung, erzeugt zwischen
jeder der Eingangsnabe 15 und der Ausgangsnabe 16 und der
Schraubenfeder 17 und die Aufweitungsgröße δ stehen in
proportionaler Relation zueinander. Durch diese Reibungskraft wird
eine Druckkontaktkraft zwischen der Aufnahmewalze 3 und dem
geschnittenen Blatt 1 erhalten.
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Ein Ende 17a der Spiralfeder 17 an der Seite der
ausgangsseitigen Nabe 16 ist an der ausgangsseitigen Nabe 16 befestigt. Die
Spiralfeder 17 ist so aufgewickelt, daß sie entspannt wird, wenn
der Motor 6, d.h. die Eingangswelle 11, in Pfeilrichtung A
dreht. Wenn der Motor 6 in Pfeilrichtung A aus dem Wartezustand
gemäß Figur 1 zu drehen beginnt, wird die Drehkraft der
Eingangswelle 11 auf die ausgangsseitige Nabe 16 durch die
Reibungskraft zwischen der eingangsseitigen Nabe 15 und der
Spiralfeder 17 übertragen, wodurch das Tragelement 18 veranlaßt wird,
in Pfeilrichtung A zu schwenken. Wenn das Tragelement 8 in die
Position des Betriebszustands gemäß Figur 3 geschwenkt ist, ist
es nicht länger in Pfeilrichtung A wegen des geschnittenen
Blatts 1 schwenkbar. Wenn zu diesem Zeitpunkt die
eingangsseitige Nabe 15 zu drehen beginnt, wird ein Gleitdrehmoment zwischen
der Spiralfeder 17 erzeugt. Dieses gleitende Drehmoment erzeugt
die Druckkontaktkraft, die die Aufnahmewalze 3 in Druckkontakt
mit dem geschnittenen Blatt 1 bringt. Durch geeignete Auswahl
durch wenigstens eine der Größen des Verhältnis des Durchmessers
der eingangsseitigen Nabe 15 zu dem Innendurchmesser der
Spiralfeder 17 im freien Zustand, Festigkeit der Spiralfeder,
Reibungskoeffizient der eingangsseitigen Nabe 15 an der
Außenumfangsfläche, kann die Druckkontaktkraft der Aufnahmewalze 3 an
dem geschnittenen Blatt 1 wahlweise eingestellt werden.
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Übrigens ist bei der Ausführungsform der Figur 4 die Spiralfeder
17 an ihrem Ende 17a an der ausgangsseitigen Nabe 16 befestigt,
jedoch ist es nicht immer erforderlich, ein Ende der Spiralfeder
17 an der Nabe anzubringen. Wenn die beiden Enden der
Spiralfeder 17 nicht befestigt sind, wird ein gleitendes Drehmoment mit
einer Nabe erzeugt, die eine kleinere Reibung mit der
Spiralfeder 17 hat als die andere Nabe. Um die Reibungskräfte zwischen
der Spiralfeder 17 und den zugehörigen eingangsseitigen und
ausgangsseitigen Naben 15 und 16 zu differenzieren, können die
Materialeigenschaften der Naben 15 und 16 an der Eingangs- und
Ausgangsseite differenziert sein, um die Reibungskoeffizienten
unterschiedlich groß zu machen, oder die Durchmesser der
eingangsseitigen und ausgangsseitigen Naben 15 und 16 können
geringfügig unterschiedlich zueinander sein.
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Alternativ kann anstelle der Spiralfeder 17a eine Reibungsplatte
zwischen der eingangsseitigen Nabe 15 und der ausgangsseitigen
Nabe 16 angeordnet werden, um eine Reibungsverbindung der
eingangsseitigen und ausgangsseitigen Nabe herzustellen. Außerdem
können die eingangsseitige und ausgangsseitige Nabe 15 und 16
direkt miteinander durch geeignete Auswahl ihrer
Materialeigenschaften in Reibungskontakt gebracht werden.
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Der Zustand der Aufnahmewalze 3, die in Druckkontakt mit dem
geschnittenen Blatt 1 gebracht ist, d.h. der Betriebszustand der
Zuführvorrichtung ist in Figur 3 dargestellt. Nachdem der
Blattzuführvorgang beendet ist oder bis der nächste
Blattzuführvorgang gestartet wird, ist es erforderlich, einen Wartezustand
vorzusehen, der in Figur 2 abgebildet ist, d.h. die
Aufnahmewalze 3 von den gestapelten Blättern zu trennen, um die Handhabung
des geschnittenen Blattes 1 zu erleichtern. Zu diesem Zweck wird
der Motor 6 in der Richtung B umgekehrt zur Drehrichtung A
während des Blattzuführvorgangs gedreht, um die Aufnahmewalze 3
hochzuhalten (zu diesem Zeitpunkt ist die Relation zwischen der
Spiralfeder 17 und der eingangsseitigen und ausgangsseitigen
Nabe 15 und 16 umgekehrt zu der Blattzuführzeit. Wenn die
Position der Aufnahmewalze 3 mit einem Positionssensor 24 erfaßt
wird, der ein erfaßtes Signal an einen Steuerkreis 23 abgibt,
stoppt der Steuerkreis 23 die Drehung des Motors 6.
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In Figur 5 ist eine Konstruktion einer weiteren Ausführungsform
des Drehmomenterzeugungsmechanismus abgebildet. Eine
eingangsseitige Scheibe 19 ist an der Eingangswelle 11 befestigt, und
eine ausgangsseitige Scheibe 20 ist an dem Tragelement 8
befestigt und auf frei drehbare Weise an der Eingangswelle 11
gehalten, wobei sie der eingangsseitigen Scheibe 19 mit einem
Zwischenraum 1 gegenüberliegend positioniert ist. Eine viskose
Flüssigkeit 21 mit einer vorbestimmten Viskosität ist in ein
Gehäuse 22 in Kontakt mit der eingangsseitigen Scheibe 19 und
der ausgangsseitigen Scheibe 20 gefüllt. Selbst wenn ein eine
vorbestimmte Größe übersteigendes Drehmoment als Eingang des
Drehmomenterzeugungsmechanismus gegeben wird, wird ein solches
Drehmoment durch die Reibungsübertragung oder Viskosität
beschränkt, und die obere Grenze des zu übertragenden Drehmoments ist
festgelegt. Da ein solcher oberer Grenzwert die
Druckkontaktkraft der Aufnahmewalze 3 wird, kann die Druckkontaktkraft durch
die Viskosität der viskosen Flüssigkeit 21, den Spalt zwischen
der eingangsseitigen und der ausgangsseitigen Scheibe, die Größe
der Scheibenfläche und die Flächenrauhigkeit bestimmt werden.
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In dem Zustand, in dem das Gerät nicht mit elektrischem Strom
gespeist ist, befindet sich die Aufnahmewalze 3 zu allen Zeiten
in der von dem geschnittenen Blatt 1 getrennten Position, um das
Ersetzen oder Ergänze des geschnittenen Blattes 1 zu
ermöglichen. Aus diesem Zustand wird ein Signal zum Starten der
Blattzuführung von dem Steuerkreis 23, der mit einem Kopiestartknopf
oder dergleichen (nicht dargestellt) verbunden ist, zu dem Motor
6 gesandt. Der Motor 6, der dieses Signal empfängt, dreht in der
Papierzuführrichtung (Pfeilrichtung A in Figur 1), wodurch, wie
oben beschrieben, über den Drehmomenterzeugungsmechanismus 9 die
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Aufnahmewalze 3 mit einem vorbestimmten Druck in Kontakt gegen
das geschnittene Blatt 1 gepreßt wird.
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Nach Beendigung des Blattzuführvorgangs sendet der Steuerkreis
23 ein Signal, damit der Motor 6 in Umkehrrichtung
(Pfeilrichtung B in Figur 1) zur Richtung A der Drehung während des
Blattzuführvorgangs dreht. Zu diesem Zeitpunkt besteht bei der
Ausführungsform gemäß Figur 4 deshalb, weil der Motor in Richtung
des Anziehens der Spiralfeder 17 dreht, eine Konstruktion, bei
der die eingangsseitige Nabe 15 und die ausgangsseitige Nabe 16
zu einem Stück geformt werden, so daß die Antriebskraft direkt
auf das Tragelement 8 übertragen wird. Bei der Ausführungsform
der Figur 5 wird das Drehmoment auf eine Weise ausgeübt, daß die
Aufnahmewalze 3 und das Tragelement 8 nach oben gehalten werden,
da die Drehmomentübertragung durch Reibung oder Viskosität in
derselben Richtung wie die Blattzuführrichtung erfolgt. Die so
nach oben gehaltenen Aufnahmewalze 3 und Halteelement 8 werden
in ihrer Position von dem Positionssensor 24, beispielsweise
einem Mikroschalter, an einer Position oberhalb des
geschnittenen Blattes 1 erfaßt, um den Motor 6 zu stoppen. Wenn der
Widerstand der Reibung oder Viskosität größer ist als das
Drehmoment, das ausgeübt wird, um ein Hochhalten durch das
Eigengewicht der Aufnahmewalze 3 und des Tragelementes 8 zu
unterbinden, wird ein Wartezustand gemäß Figur 2 beibehalten, bis das
nächste Signal zur Blattzuführung von dem Steuerkreis 23
abgegeben wird (bis der Motor 6 läuft).