DE60027104T2

DE60027104T2 - Verfahren zum Zuführen von Bogen

Info

Publication number: DE60027104T2
Application number: DE60027104T
Authority: DE
Inventors: Michael J. Walworth Linder; Kenneth P. Rochester Moore; Richard L Macedon Dechau; William R Rochester Haag
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1999-10-12
Filing date: 2000-10-10
Publication date: 2006-09-28
Anticipated expiration: 2020-10-11
Also published as: JP2001151361A; JP4716552B2; BR0004784A; EP1092659B1; BR0004784B1; EP1092659A2; EP1092659A3; DE60027104D1; US6279896B1

Description

Diese Erfindung betrifft generell eine Bogenzuführung für eine bilderzeugende Maschine einer bilderzeugenden Vorrichtung.
Um einer bilderzeugenden Maschine bildaufzeichnende Medien, generell als „Bogen" bezeichnet, zuzuführen, werden von der Oberseite eines Stapels einzelne Kopiebogen durch einen Umsetz- und Zuführungs-Vakuumkopf zu einer Reihe von Mitnehmer-Anpresswalzen vorwärts transportiert. Blasheber trennen einen Bogen von der Oberseite des Stapels und der Umsetz- und Zuführungs-Vakuumkopf empfängt den getrennten Bogen und speist den getrennten Bogen in eine Reihe von Mitnehmer-Anpresswalzen. Die Zeit zum Empfangen der Bogen ist für den Umsetz- und Zuführungs-Vakuumkopf relativ kurz. Wenn sich der Blas- oder Vakuumdruck erhöht, verringert sich die Bogenempfangszeit. Dementsprechend vergrößert sich das Risiko, dass mehr als ein Bogen in die Mitnehmer-Anpresswalzen bewegt wird (Mehrfachzuführungsfehler). Wenn sich der Blasdruck verringert, könnte eintreten, dass der obere Bogen nicht nahe genug an den Umsetz- und Zuführungs-Vakuumkopf kommt, was darin resultieren kann, dass kein Bogen zugeführt wird (Fehlzuführungsfehler) oder dass der Bogen spät erfasst wird, wenn sich der Umsetz- und Zuführungs-Vakuumkopf vorwärts in Richtung auf die Mitnehmer-Anpresswalzen bewegt. Die Blasheber- und Vakuumdrücke werden durch die Papiereigenschaften bestimmt, wie zum Beispiel das in Gramm pro Quadratmeter (gsm) gemessene Grundgewicht, die Größe und die Beschichtung, die durch den Benutzer oder durch Sensoren automatisch in die bilderzeugende Vorrichtung eingegeben werden.
DE-A-19714204 beschreibt eine Bogenzuführung mit einer Einrichtung zum Blasen von Luft in Richtung auf einen Stapel, um die Bogen in dem Stapel zu trennen, und einen Heber, an dem die Bogen unter Vakuum gehalten werden, während sie zugeführt werden. Zum Optimieren der Blasluftströme in Bezug auf die Maschinengeschwindigkeit und die Bogenparameter wird eine Regulierungseinrichtung bereitgestellt. Diese Regulierungseinrichtung reguliert die Luftströme in Reaktion auf Daten, die aus dem Daten speicher eines Kalkulators erhalten wurden, wobei die Daten zuvor durch eine Bedienperson eingegeben wurden.
EP-A-0928762 stellt ebenso eine Bogenzuführung bereit, in der die Bogen unter Vakuum an einer Transportkammer gehalten werden. In dem Verteiler ist ein Sensor zum Erfassen des Punktes, an dem der Empfang des Bogens eingetreten ist, bereitgestellt und dieser Sensor wird in vorgegebenen Intervallen während des Erfassungsteils des Zuführungszyklus abgefragt. Bei jedem Intervall wird der aktuelle Druckgrad mit einem Referenzwert für dieses Intervall verglichen und in Abhängigkeit davon, ob der Druck unter oder über dem Referenzwert ist, wird eine Steuereinrichtung einen Luftrakeldruck oder Vakuumdruck erhöhen oder absenken, um die Blatterfassungszeit unabhängig von der Stapelgröße, dem Papiergewicht oder der Rollneigung des Papiers innerhalb eines Soll-Fensters zu halten.
Bei beiden dieser bekannten Zuführungsvorrichtungen sind die Steuereinrichtungen ausgelegt, um den Betrieb der Bogenzuführungsvorrichtung in Übereinstimmung mit vorgegebenen Daten zu halten. Dies lässt nicht zu, dass der Zuführungsprozess optimiert wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zum Zuführen von Bogen von einem Stapel von Bogen das Trennen eines Bogens von der Oberseite des Stapels, das Empfangen des Bogens, das Erfassen des Empfangs des Bogens, das Versetzen des Bogens in eine erste Richtung, das Bestimmen einer Bogenempfangszeit zum Empfangen des Bogens und das Einstellen der Bogenempfangszeit und ist dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren des Weiteren umfasst: das Bestimmen der mittleren Bogenempfangszeit und der Standardabweichung für eine vorgegebene Anzahl von vorher erfolgreich zugeführten Bogen und das Vergleichen der mittleren Bogenempfangszeit und der Standardabweichung mit vorgegebenen Bogenempfangszeiten und Standardabweichungen, wobei der Einstellschritt umfasst: das Einstellen eines Druckes von Luft, die auf die Oberseite des Stapels geblasen wird, wenn die mittlere Blattempfangszeit und die Standardabweichung für die vorgegebene Anzahl von vorher erfolgreich zugeführten Bogen den vorgegebenen Bereich über- oder unterschreitet.
Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel kann ein erfindungsgemäßes Verfahren durch eine Bogenzuführungsvorrichtung für eine bilderzeugende Vorrichtung durchgeführt werden, die eine Vakuumquelle, die selektiv betätigt werden kann, einen Umsetz- und Zuführungs-Vakuumkopf, der an die Vakuumquelle angeschlossen ist, um den obersten Bogen des Stapels zu empfangen, einen unidirektionalen Drehantriebsmechanismus und eine Steuerungsschaltung enthält. Der unidirektionale Antriebsmechanismus wird in eine einzelne Richtung angetrieben, um zu bewirken, dass sich der Umsetz- und Zuführungs-Vakuumkopf von einer ersten Position auf eine zweite Position hin- und herbewegt. Die Steuerungsschaltung passt die positiven Drücke progressiv an, um Mehrfachzuführungen, Fehlzuführungen und/oder spätes Empfangen zu verhindern. Die Bogenempfangszeit ist das Zeitintervall zwischen dem Öffnen eines Vakuumverteilerventils und dem Empfangen des Bogens durch den Umsetz- und Zuführungs-Vakuumkopf. In einem exemplarischen Ausführungsbeispiel steuert die Steuerungsschaltung die Bogenempfangszeit basierend auf einem Laufdurchschnitt und einer Standardabweichung einer vorgegebenen Anzahl von zuvor erfolgreich zugeführten Bogen.
Weitere Merkmale werden im Verlauf der Beschreibung und nach Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen, die bevorzugte Beispiele darstellen, ersichtlich.
1 ist eine schematische Darstellung einer bilderzeugenden Vorrichtung.
2 ist eine schematische Seitenansicht, die die Bogenzuführung nach einem Beispiel darstellt.
3 ist eine Seitenquerschnittsansicht des Zuführungskopfes.
4 ist eine Draufsicht der Wellplatte des Zuführungskopfes.
5 ist eine schematische Seitenansicht des Trageteils und der Heber der Bogenzuführung.
6 ist eine schematische Seitenansicht, die die Bereiche des Stapelhöhensensors darstellt.
7 ist eine Perspektivansicht des Stapelhöhensensors.
8 und 9 sind Perspektivansichten des unidirektionalen Drehantriebmechanismus für den Zuführungskopf und den Stapelhöhensensor.
10 ist ein Ablaufdiagramm eines Steuerungsverfahrens zum Einstellen der Bogenempfangszeit.
Die 1 ist eine schematische Darstellung einer bilderzeugenden Vorrichtung 100 eines exemplarischen Ausführungsbeispiels der Erfindung. Die bilderzeugende Vorrichtung 100 hat eine bilderzeugende Maschine 110 zum Fixieren eines Bildes auf einem Aufzeichnungsbogenmedium. Eine Benutzerschnittstelle 120 ermöglicht einem Benutzer der bilderzeugenden Vorrichtung 100, eine Druckanforderung einschließlich einer Gesamtanzahl von zu bedruckenden Bogen einzugeben. Der Benutzer kann ebenso die Eigenschaften des Bogens, der zu bedrucken ist, eingeben. Die Eigenschaften können das Grundgewicht des Bogens, die Größe des Bogens und die Beschichtung auf dem Bogen umfassen. Eine Bogenzuführung 200 trennt einen Bogen von der Oberseite des Stapels, empfängt den getrennten Bogen und liefert den getrennten Bogen zu der bilderzeugenden Maschine 110. Eine Steuerungsschaltung 300 steuert die Bogenempfangszeit basierend auf einem Laufdurchschnitt und einer Standardabweichung einer vorgegebenen Anzahl von zuvor erfolgreich zugeführten Bogen. Die Steuerungsschaltung 300 stellt ebenso die Position des Stapels ein und steuert die Mitnehmer-Anpresswalzen, die den erfassten Bogen aufnehmen und zu der bilderzeugenden Maschine 110 liefern.
Die 2 ist eine schematische Seitenansicht eines exemplarischen Ausführungsbeispiels der Bogenzuführung 200 und der Steuerungsschaltung 300 gemäß der Erfindung. Die Bogenzuführung 200 enthält einen Trageteil 201, der kippbar und selbstregulierend ist, um Bogen mit verschiedenen Eigenschaften aufzunehmen. Ein Stapel 202 von Bogen wird so auf dem Bogen-Trageteil 201 getragen, dass die Vorderkante 203 des Stapels 202 gegen eine Registrierungswand 204 anstößt. Die Bogen-Blasheber 205 und 206 blasen Luft gegen den Stapel, um den obersten Bogen 207 von dem Stapel 202 zu trennen. Der Hinterkanten-Bogen-Blasheber 205 bläst Luft gegen eine Hinterkante 208 des Stapels 202. Zwei Seitenkanten-Blasheber 206, von denen in der 2 nur einer sichtbar ist, blasen auf einander gegenüberliegende Seiten Luft gegen den Stapel 202.
Eine Zuführungskopfeinheit 209 enthält ein Gehäuse 210, das einen Umsetz- und Zuführungs-Vakuumkopf 211 zum Bewegen zu und von dem Paar von Mitnehmer-Anpresswalzen 212 trägt. Die Mitnehmer-Anpresswalzen 212 werden durch einen Schrittmotor 213 angetrieben. Ein Bogenempfangssensor 216 in dem Umsetz- und Zuführungs-Vakuumkopf 211 detektiert das Empfangen des oberen Bogens 207 durch ei ne Empfangsoberfläche 215 des Umsetz- und Zuführungs-Vakuumkopfes 211. Der Vakuumdruck wird durch eine Gebläseanordnung 217 durch einen Vakuumverteiler 218 auf den Umsetz- und Zuführungs-Vakuumkopf 211 angelegt. In einem Ausführungsbeispiel enthält die Gebläseanordnung 217 einen bürstenlosen DC-Motor variabler Geschwindigkeit.
Durch eine positive Druckkammer 250 wird die Luft durch die Blasheber-Verteiler 219 und 220 jeweils den Bogen-Blashebern 205 und 206 zugeführt. Ebenso wird die Luft von der positiven Druckkammer 250 einer Luftrakel 251 zugeführt. Die Luftrakel 251 trennt sekundär empfangene Bogen von dem von der Empfangsoberfläche 215 empfangenen oberen Bogen 207. Sekundär empfangene Bogen sind Bogen, die an dem von der Empfangsoberfläche 215 empfangenen oberen Bogen 207 anhängen.
Der Vakuumverteiler 218 wird durch ein Vakuumverteilerventil 221 geöffnet und geschlossen. Das Öffnen des Vakuumverteilerventils 221 ermöglicht, dass durch die Gebläseanordnung Vakuumdruck auf den Umsetz- und Zuführungs-Vakuumkopf 211 angewendet wird. In einem Ausführungsbeispiel wird das Vakuumverteilerventil 221 durch einen Schrittmotor geöffnet. Ein Vakuumverteilerventilsensor 224 erfasst das Öffnen des Vakuumverteilerventils 221. Wenn der Vakuumverteilerventilsensor 224 erfasst, dass das Vakuumverteilerventil 221 geöffnet wurde, wird ein Signal an die Steuerungsschaltung 300 gesendet.
Das Gehäuse 210 der Zuführungskopfeinheit 209 trägt außerdem einen unidirektionalen Drehantriebsmechanismus für den Umsetz- und Zuführungs-Vakuumkopf 211, einen Stapelhöhensensor 226 und einen Sensor für die Lage der Vorderkante 227. Der Stapelhöhensensor 226 wird ebenso durch einen unidirektionalen Antriebsmechanismus 225 angetrieben, um die Oberseite des Stapels 202 zu berühren, nachdem eine Hinterkante des oberen Bogens 207, der durch den Umsetz- und Zuführungs-Vakuumkopf 211 den Mitnehmer-Anpresswalzen 212 zugeführt wurde, an dem Stapelhöhensensor 226 vorbeiläuft. Der Stapelhöhensensor 226 und der Sensor für die Lage der Vorderkante 227 werden verwendet, um die Position des Trageteils 201 zu steuern.
Die Steuerungsschaltung 300 enthält eine Steuereinrichtung 310 mit einem Speicher 320. In einem Ausführungsbeispiel empfängt die Steuereinrichtung 310 Signale von dem Vakuumverteilerventilsensor 224 und dem Bogenempfangssensor 216 und steuert die Gebläseanordnung 217 in Reaktion auf die Signale. In einem weiteren Ausführungsbeispiel empfängt die Steuereinrichtung 310 ebenso Signale von dem Vakuumverteilerventilsensor 224 und dem Sensor für die Lage der Vorderkante 227 und steuert die Gebläseanordnung 217 in Reaktion auf die Signale. Die Steuereinrichtung 310 empfängt außerdem ein Signal von dem Stapelhöhensensor 226 und dem Sensor für die Lage der Vorderkante 227, um die Position des Trageteils 201 in Reaktion auf die Signale zu steuern. Die Steuereinrichtung 310 steuert außerdem durch das Ausführen des in dem Speicher 320 gespeicherten Programms den Schrittmotor 214, der die Mitnehmer-Anpresswalzen 212 antreibt.
Die 3 ist eine schematische Seitenquerschnittsansicht des Umsetz- und Zuführungs-Vakuumkopfes 211. Der Umsetz- und Zuführungs-Vakuumkopf 211 enthält eine Kammer 214 und die Empfangsoberfläche 215. In einem Ausführungsbeispiel ist die Kammer 214 aus Spritzgießkunststoff gebildet. Die Kammer 214 enthält einen in einer Seite ausgebildeten Anschluss 228, der an den Vakuumverteiler 218 angeschlossen ist. Die Kopplung des Anschlusses 228 und des Vakuumverteilers 218 enthält eine Gleitdichtung (nicht gezeigt), die dem Umsetz- und Zuführungs-Vakuumkopf 211 ermöglicht, sich zu und von den Mitnehmer-Anpresswalzen 212 zu bewegen und gleichzeitig die Verbindung mit dem Vakuumverteiler 218 zu erhalten. Ein an der Kopplung des Anschlusses 228 und des Vakuumverteilers 218 gemessener Druck, wenn ein Blatt empfangen wird, wird als abgedichteter Anschlussdruck definiert.
Der Bogenempfangssensor 216 ist in der Kammer 214 nahe dem Anschluss 228 befestigt und der Sensor für die Lage der Vorderkante 227 ist an einer Vorderseite der Kammer 214 befestigt. Der Bogenempfang kann entweder durch den Bogenempfangssensor 216 oder durch den Sensor für die Lage der Vorderkante 227 erfasst werden.
Wie in der 4 gezeigt, enthält die Empfangsoberfläche 215 eine Wellplatte 256. Die Wellplatte 256 enthält eine Vielzahl von Wellrippen 255, eine Vielzahl von Öffnungen 229 und eine Vielzahl von Ausschnitten 230, wo die Wellplatte 256 die Mitnehmer-Anpresswalzen 212 umgibt, wenn der Umsetz- und Zuführungs-Vakuumkopf 211 in der nach vorne gerichteten Position ist. Die Empfangsoberfläche 215 ist ein Elastomer und während die Bogen empfangen werden, werden sie gewellt, um die Bogentrennung zu verbessern, und dann durch die Wellplatte 256 kraftschlüssig bewegt, während der Umsetz- und Zuführungs-Vakuumkopf 211 durch den unidirektionalen Drehantriebsmechanismus 225 vorwärts getrieben wird. Wenn die Vorderkante des empfangenen Bogens in die Mitnehmer-Anpresswalzen 212 geliefert wird, wird das Vakuumverteilerventil 221 geschlossen, um Zugwiderstand an dem Bogen auf Grund des Kontakts mit der Empfangsoberfläche 215 zu verhindern. Die Wellplatte 256 kann ausgetauscht werden, wenn die Empfangsoberfläche 215 verschlissen ist. Die Wellplatte 256 kann ebenso gegen eine andere Wellplatte mit einer verschiedenen Anzahl von Öffnungen und/oder Öffnungen verschiedener Größen, die von den Eigenschaften der Bogen, die zuzuführen sind, abhängig sind, ausgetauscht werden.
Der Bogenempfangssensor 216 detektiert das Empfangen des oberen Bogens 207 durch den Umsetz- und Zuführungs-Vakuumkopf 211. In einem Ausführungsbeispiel detektiert der Bogenempfangssensor 216 ein Durchbiegen der Empfangsoberfläche 215. Wenn der obere Bogen 207 durch den Umsetz- und Zuführungs-Vakuumkopf 211 empfangen wurde, bedeckt der obere Bogen 207 die Öffnungen 229 in der Wellplatte 256. Während auf die Kammer 214 durch die Gebläseanordnung 217 Vakuumdruck angewendet wird, verursacht der Vakuumdruck, dass sich die Wellplatte 256 nach oben in die Kammer 214 biegt. Der Bogenempfangssensor 216 erfasst das Durchbiegen der Wellplatte 256. Der Grad der Durchbiegung ist von den Eigenschaften des Bogens abhängig. Die Grade der Durchbiegungen, die erzeugt werden, wenn die Bogen verschiedener Eigenschaften durch den Umsetz- und Zuführungs-Vakuumkopf 211 empfangen werden, werden experimentell bestimmt und die Ergebnisse werden in dem Speicher 320 der Steuereinrichtung 310 gespeichert. Der Bogenempfangssensor 216 sendet ein Signal, das das Durchbiegen der Wellplatte 256 anzeigt, an die Steuereinrichtung 310. Wenn die Durchbiegung gleich dem in dem Speicher 320 für die bestimmten Eigenschaften des Bogens, der zugeführt wird, spezifizierten Grad der Durchbiegung ist oder einem vorgegebenen Prozentsatz davon entspricht, bestimmt die Steuereinrichtung 310, dass der obere Bogen durch den Umsetz- und Zuführungs-Vakuumkopf 211 empfangen wurde.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel erfasst der Bogenempfangssensor 216 den abgedichteten Anschlussdruck, wenn der Umsetz- und Zuführungs-Vakuumkopf 211 den oberen Bogen 207 empfängt. Wenn der obere Bogen 207 empfangen wurde, sind die Öffnüngen 229 in der Wellplatte 256 bedeckt. Da auf die Kammer 214 durch die Gebläseanordnung 217 Vakuumdruck angewendet wird, wird sich der abgedichtete Anschlussdruck erhöhen. Der abgedichtete Anschlussdruck, der erzeugt wird, wenn Bogen verschiedener Eigenschaften durch den Umsetz- und Zuführungs-Vakuumkopf 211 erfasst werden, wird experimentell bestimmt und die Ergebnisse werden in dem Speicher 320 der Steuereinrichtung 310 gespeichert. Der Bogenempfangssensor 216 sendet ein Signal, das den abgedichteten Anschlussdruck anzeigt, an die Steuereinrichtung 310. Wenn der abgedichtete Anschlussdruck gleich dem in dem Speicher 320 für die bestimmten Eigenschaften des Bogens, der zugeführt wird, spezifizierten abgedichteten Anschlussdruck ist oder einem vorgegebenen Prozentsatz davon entspricht, bestimmt die Steuereinrichtung 310, dass der obere Bogen durch den Umsetz- und Zuführungs-Vakuumkopf 211 empfangen wurde.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel erfasst der Sensor für die Lage der Vorderkante 227 den Bogenempfang. Der Sensor für die Lage der Vorderkante 227 kann eine positionsempfindliche Einrichtung oder mehrere Sensoren mit verschiedenen fokalen Längen haben. In einem Ausführungsbeispiel ist der Sensor für die Lage der Vorderkante 227 eine Infrarot-Leuchtdiode mit vier Detektoren, die die Lage der Vorderkante des oberen Bogens 207 in einem Bereich von 0 mm bis 3 mm, von 3 mm bis 6 mm, von 6 mm bis 9 mm oder von mehr als 9 mm von der Empfangsoberfläche 215 bestimmen. Der Sensor für die Lage der Vorderkante 227 sendet ein Signal an die Steuereinrichtung 310. Wenn das Signal anzeigt, dass die Vorderkante des oberen Bogens 207 in dem Bereich von 0 mm bis 3 mm ist, bestimmt die Steuereinrichtung 310, dass der obere Bogen 207 empfangen wurde.
Um die Bogen von der Bogenzuführung 200 der bilderzeugenden Maschine 110 zuzuführen, wird der Stapel 200 auf einem Trageteil 201 angeordnet. Wie in der 5 gezeigt, wird der Trageteil 201 an beiden Enden von den Hebern 231 und 232 getragen. Jeder Heber 231 und 232 wird jeweils von einem unabhängigen Motor 233 und 234 angetrieben. In verschiedenen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung können die Motoren 233 und 234 Schrittmotoren oder bürstenlose DC-Motoren sein. Der Trageteil 201 kann durch den Antrieb durch einen oder durch beide der unabhängigen Motoren 233 und 234 gehoben oder gesenkt und/oder gekippt werden. Nachdem der Stapel 202 geladen wurde, treibt die Steuereinrichtung die unabhängigen Motoren 233 und 234, um den Trageteil 201 auf eine anfängliche Stapelhöhe zu heben. Die Stapelhöhe ist als der Abstand der Oberseite des Stapels 202 von der Empfangsoberfläche 215 definiert.
Die anfängliche Stapelhöhe ist von den Bogeneigenschaften, einschließlich der Bogengröße und des Bogengrundgewichts, wie durch die Benutzerschnittstelle eingegeben, abhängig. Schwergewichtige Bogen sind schwieriger zu empfangen als leichtgewichtige Bogen und sind anfälliger für Fehlzuführungen und spätes Empfangen. Dementsprechend wird ein Stapel schwergewichtiger Bogen anfänglich in einem Bereich näher an der Empfangsoberfläche 215 angeordnet. Leichtgewichtige Bogen sind leichter zu empfangen und sind anfälliger für Mehrfachzuführungsfehler. Dementsprechend wird ein Stapel leichtgewichtiger Bogen in einem Bereich weiter von der Empfangsoberfläche 215 entfernt angeordnet. Die anfänglichen Stapelhöhen für bestimmte Bogen mit verschiedenen Bogengrundgewichten werden experimentell bestimmt und in den Speicher 320 eingegeben. Von dem Stapelhöhensensor 226 und dem Sensor für die Lage der Vorderkante 227 werden Signale zu der Steuereinrichtung 310 gesendet. Die Steuereinrichtung treibt die unabhängigen Motoren 233 und 234 an, um die anfängliche Stapelhöhe einzurichten.
Wie in den 6 bis 9 gezeigt, enthält der Stapelhöhensensor 226 einen Stapelhöhensensorarm 235, der durch einen Schaft 236, der durch ein Lager 237 an der Oberseite des Stapelhöhensensorarms geht, schwenkbar in dem Gehäuse 210 der Zuführungskopfeinheit 209 befestigt ist. Der Stapelhöhensensorarm 235 ist durch eine Feder (nicht gezeigt) in Kontakt mit der Oberseite des Stapels 202 vorgespannt. Das Gehäuse 210 der Zuführungskopfeinheit 209 ist in den 6 bis 9 nicht gezeigt, so dass der Stapelhöhensensor 226 deutlicher gesehen werden kann. Eine Rolle 238, an dem Ende des Stapelhöhensensorarms 235 kann bewegt werden, um in Kontakt mit der Oberseite des Stapels 202 zu sein oder um diesen Kontakt aufzuheben. Wie in der 7 gezeigt, erstreckt sich von dem Lager 237 des Stapelhöhensensorarms 235 ein Paar Fahnen 239 und 240. Die Position jeder Fahne 239 und 240 wird jeweils durch transmissive Sensoren 241 und 242 erfasst. Die durch die transmissiven Sensoren 241 und 242 jeweils erfassten Positionen der Fahnen 239 und 240 bestimmen die Stapelhöhe. Wie in der 6 gezeigt, bestimmt der Stapelhöhensensor 226 die Stapelhöhe in einem von vier Bereichen: größer als 15 mm, 15 mm bis 12,5 mm, 12,5 mm bis 10 mm und weniger als 10 mm.
Der Stapelhöhensensor 226 und der Sensor für die Lage der Vorderkante 227 senden Signale, die die Stapelhöhe anzeigen, zu der Steuereinrichtung 310, während die Steuereinrichtung 310 die unabhängigen Motoren 233 und 234 treibt, um den Trageteil 201 anzuheben. Wenn der Stapelhöhensensor 226 und der Sensor für die Lage der Vorderkante 227 anzeigen, dass die Stapelhöhe gleich der in dem Speicher 320 für den bestimmten Bogen, der zugeführt wird, gespeicherten anfänglichen Stapelhöhe ist, stoppt die Steuereinrichtung 310 das Treiben der unabhängigen Motoren 233 und 234.
Sobald der Stapel 202 auf der anfänglichen Stapelhöhe eingerichtet ist und über die Benutzerschnittstelle 120 eine Druckanforderung eingegeben wurde, wird die Gebläseanordnung 217 aktiviert. Der Vorderkanten-Blasheber 205, die Seitenkanten-Blasheber 206 und die Luftrakel 251 werden von der Gebläseanordnung 217 mit Luft versorgt, um den oberen Bogen 207 von der Oberseite des Stapels 202 zu trennen. Der Umsetz- und Zuführungs-Vakuumkopf 211 wird durch die Gebläseanordnung 217 mit einem Vakuumdruck versorgt. Der obere Bogen 207 wird von dem Umsetz- und Zuführungs-Vakuumkopf 211 empfangen.
Wie in den 8 und 9 gezeigt, wird in einem Ausführungsbeispiel der Umsetz- und Zuführungs-Vakuumkopf 211 an jeder Ecke von einem Kugellager oder einer reibungsarmen Rolle 243 in einer Führung 244 des Gehäuses (nicht gezeigt) getragen. Der Umsetz- und Zuführungs-Vakuumkopf 211 wird durch den unidirektionalen Drehantriebsmechanismus 225 vorwärts getrieben und auf eine Ausgangsposition zurückgebracht. Ein Sensor 254 erfasst den Umsetz- und Zuführungs-Vakuumkopf 211, wenn der Umsetz- und Zuführungs-Vakuumkopf 211 auf seiner Ausgangsposition ist. Der unidirektionale Drehantriebsmechanismus 225 enthält zwei Schubkurbeln 245, von denen in den 8 und 9 nur eine sichtbar ist. Die Schubkurbeln 245 sind auf den Wellen eines unidirektionalen Doppelwellen-Schrittmotors 246 befestigt. In einem Ausführungsbeispiel wird der Umsetz- und Zuführungs-Vakuumkopf 211 20 mm vorwärts getrieben und 20 mm zurück auf die Ausgangsposition gebracht. Darin enthalten sind 5 mm Durchhub, um Papierladetoleranz und Fehlregistrierung Rechnung zu tragen.
Der unidirektionale Drehantriebsmechanismus 225 treibt den Umsetz- und Zuführungs-Vakuumkopf 211 mit einem Geschwindigkeitsprofil vorwärts, das den empfangenen Bogen mit einer Geschwindigkeit von beispielsweise annähernd 430 mm/s zu den Mitnehmer-Anpresswalzen 212 liefert. Der obere Bogen 207 wird in die Mitnehmer-Anpresswalzen 212 geliefert. Die Mitnehmer-Anpresswalzen 212 werden durch einen Schrittmotor 213 angetrieben, der von der Steuereinrichtung 310 getrieben wird. Sobald der obere Bogen 207 zu den Mitnehmer-Anpresswalzen 212 geliefert ist, erhöht die Steuereinrichtung 310 die Geschwindigkeit des Schrittmotors 213, um den oberen Bogen 207 zu beschleunigen, um der Transportgeschwindigkeit der bilderzeugenden Maschine 110 zu entsprechen.
Wie in den 8 und 9 gezeigt, enthält der Stapelhöhensensorarm 235 einen Schlepphebel 247. Ein Nocken 248 ist an einer Welle des Doppelwellen-Schrittmotors 246 befestigt. Der Nocken 248 enthält einen Teil, der mit dem Schlepphebel 247 auf dem Stapelhöhensensorarm 235 in Eingriff ist, um die Rolle 238 an dem Ende des Stapelhöhensensorarms 231 aus dem Kontakt mit der Oberseite des Stapels 202 zu lösen. Der Nocken 248 enthält einen weiteren Teil, der dem durch die Feder vorgespannten Stapelhöhensensorarm 235 ermöglicht, die Rolle 238 zurück in Kontakt mit der Oberseite des Stapels 202 zu bringen.
Nachdem der Umsetz- und Zuführungs-Vakuumkopf 211 den oberen Bogen 207 zu den Mitnehmer-Anpresswalzen 212 geliefert hat, verweilt der Umsetz- und Zuführungs-Vakuumkopf 211 in der Vorwärtsposition, um der Hinterkante des oberen Bogens 207 zu ermöglichen, die Rolle 238, die durch den Nocken 248 von dem Stapel angehoben wurde, zu passieren. Genau bevor die Hinterkante des oberen Bogens 207 die Rolle 238 des Stapelhöhensensors 226 passiert, endet die Verweilzeit und der unidirektionale Drehantriebsmechanismus 225 beginnt, den Umsetz- und Zuführungs-Vakuumkopf 211 auf die Ausgangsposition zurückzubringen. Bevor der Umsetz- und Zuführungs-Vakuumkopf 211 die Ausgangsposition erreicht, rotiert der Nocken 248 in eine Position, die ermöglicht, dass die Rolle 238 in Kontakt mit dem Stapel 202 kommt.
In einem exemplarischen Ausführungsbeispiel ist die Rolle 238 für 25 ms mit dem Stapel 202 in Kontakt. Die transmissiven Sensoren 241 und 242 senden Signale, die die Stapelhöhe anzeigen, zu der Steuereinrichtung 310. Ebenso wird von dem Sensor für die Lage der Vorderkante 227 ein Signal an die Steuereinrichtung 310 gesendet. Während die Bogen von dem Stapel zugeführt werden, richtet die Steuereinrichtung 310 in Reaktion auf die Signale durch das Treiben der unabhängigen Motoren 233 und 234 die Position des Trageteils 201 ein, um die erwünschte Stapelhöhe und die erwünschte Position, die durch den Sensor für die Lage der Vorderkante 227 angezeigt wird, zu erhalten. Während der unidirektionale Drehantriebsmechanismus den Umsetz- und Zuführungs-Vakuumkopf 211 auf die Ausgangsposition zurückbringt, hebt der Nocken 248 die Rolle 238 von dem Stapel 202 ab.
Die Bogenempfangszeit ist als die Zeit zwischen dem Öffnen des Vakuumverteilerventils 221, wie durch den Vakuumverteilerventilsensor 224 erfasst, und dem Empfang des oberen Bogens 207 durch die Empfangsoberfläche 215 des Umsetz- und Zuführungs-Vakuumkopfes 211, wie durch den Bogenempfangssensor 216 oder den Sensor für die Lage der Vorderkante 227 erfasst, definiert. Die Leistung der Bogenzuführung 200 kann durch das dynamische Einstellen der Bogenempfangszeit während der Zuführung durch das Einstellen der Drücke des Vorderkanten-Blashebers 205, der Seitenkanten-Blasheber 206, der Luftrakel 251 und des Vakuumdruckes des Umsetz- und Zuführungs-Vakuumkopfes 211 verbessert werden.
Die Bogenzuführung 200 empfängt unter Verwendung von positiven und negativen Luftdrücken, die von der Gebläseanordnung 217 jeweils zu den Bogen-Blashebern 205 und 206 und zu dem Umsetz- und Zuführungs-Vakuumkopf 211 geliefert werden, einzelne Bogen von der Oberseite des Stapels 202 und transportiert diese vorwärts zu den Mitnehmer-Anpresswalzen 212. Unabhängige Variablen in der Bogenzuführung 200, die die Bogenempfangszeit beeinflussen, sind die Bogen-Blasheberdrücke und der Vakuumdruck. Während sich der Blasdruck erhöht, werden die Bogen auf der Oberseite des Stapels 202 mehr getrennt, wodurch die oberen Bogen näher an den Umsetz- und Zuführungs-Vakuumkopf 211 gehoben werden und infolgedessen die Bogenempfangszeit reduziert wird. Während sich der Blasdruck verringert, werden die Bogen auf der Oberseite des Stapels 202 weniger von der Oberseite des Stapels 202 getrennt und infolgedessen wird die Bogenempfangszeit verlängert. Während sich der Blasdruck verringert, erhöht sich das Risiko für Fehlzuführung oder spätes Empfangen.
Die Bogenempfangszeit ist ebenso eine Funktion der Bogengröße und des Bogengrundgewichts. Vorgegebene Bogenempfangszeiten für Bogen von bestimmter Größe und von bestimmtem Bogengrundgewicht werden experimentell bestimmt und in dem Speicher 320 gespeichert. Während der Bogenzuführung kann die Gebläseanordnung 217 unter Verwendung der Bogeneigenschaftsinformationen, die durch die Bedienperson in die Benutzerschnittstelle eingegeben wurden, und der Informationen von dem Vakuumverteilerventilsensor 224 und dem Bogenempfangssensor 216 oder dem Sensor für die Lage der Vorderkante 227 dynamisch angepasst werden, um die Bogenempfangszeit dynamisch zu steuern.
Die 10 ist ein Ablaufdiagramm, das ein beispielhaftes Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zum Steuern der Bogenempfangszeit gemäß der Erfindung zeigt. Beginnend in dem Schritt S100 geht die Steuerung zu dem Schritt S200, in dem ein Benutzer einen Druckanforderungsbefehl in die Benutzerschnittstelle eingibt. Der Druckanforderungsbefehl enthält eine Gesamtanzahl der zu bedruckenden Bogen. Als Nächstes wird in dem Schritt S300 ein Zähler auf einen Anfangswert von N = 0 gesetzt. Anschließend werden in dem Schritt S400 die anfängliche Stapelhöhe und die Anfangsdrücke der Bogen-Blasheber und der Luftrakel und der anfänglich auf den Umsetz- und Zuführungs-Vakuumkopf angelegte Vakuumdruck bestimmt. Die anfängliche Stapelhöhe und die Drücke werden den Bogeneigenschaften, die durch die Bedienperson eingegeben werden oder automatisch von Sensoren in der bilderzeugenden Vorrichtung 100 erfasst werden, entsprechend eingestellt. Die anfängliche Stapelhöhe wird durch das Einstellen des Abstandes zwischen der Oberseite des Papierstapels und der Bogenempfangsoberfläche eingerichtet. Die Anfangsdrücke werden durch Bezugnahme auf eine Anfangsdruck-Tabelle, die experimentell für die besonderen Bogeneigenschaften erstellt wurde, oder durch eine Gleichung, die den Bogeneigenschaften entsprechend experimentell ermittelt wurde, eingerichtet. Die Tabelle oder die Gleichung der Anfangsdrücke ist in einem Speicher gespeichert. Die Steuerung geht weiter zu dem Schritt S500.
In dem Schritt S500 wird ein erster Bogen zugeführt. Anschließend wird in dem Schritt S600 der Zählerwert N um eins inkrementiert. Als Nächstes wird in dem Schritt S700 der inkrementierte Wert mit der Gesamtanzahl T der angeforderten Bogen verglichen. Wenn der inkrementierte Wert der Gesamtanzahl T der angeforderten Bogen gleich ist, springt die Steuerung zu dem Schritt S1200. Andernfalls, wenn der inkrementierte Wert gerin ger als die Gesamtanzahl T der angeforderten Bogen ist, geht die Steuerung weiter zu dem Schritt S800.
In dem Schritt S800 wird die Bogenempfangszeit bestimmt. Wie zuvor beschrieben, ist die Bogenempfangszeit als die Zeit zum Anwenden des Vakuumdruckes auf die Bogenempfangsoberfläche zum Empfangen des oberen Bogens definiert.
Als Nächstes werden in dem Schritt S900 die mittlere Bogenempfangszeit und die Standardabweichung für eine vorgegebene Anzahl von zuvor erfolgreich zugeführten Bogen bestimmt. In einem Ausführungsbeispiel ist die vorgegebene Anzahl 50. Die mittlere Bogenempfangszeit und die Standardabweichung für alle Bogen, die erfolgreich zugeführt wurden, werden bestimmt, bis die Anzahl der zugeführten Bogen die vorgegebene Anzahl überschreitet.
Anschließend werden in dem Schritt S1000 die Bogenempfangszeit und die Standardabweichung mit vorgegebenen Bogenempfangszeiten und Standardabweichungen verglichen. Wenn die mittlere Bogenempfangszeit und die Standardabweichung für die vorgegebene Anzahl von zuvor erfolgreich zugeführten Bogen innerhalb eines vorgegebenen Bereiches liegen, springt die Steuerung zu dem Schritt S500 zurück. Andernfalls, wenn die mittlere Bogenempfangszeit und die Standardabweichungen für die vorgegebene Anzahl von zuvor erfolgreich zugeführten Bogen über dem vorgegebenen Bereich liegen oder diesen unterschreiten, geht die Steuerung weiter zu dem Schritt S1100. In dem Schritt S1100 wird die Gebläseanordnung 217 eingestellt.
Wenn die Bogenempfangszeit größer als der vorgegebene Wert ist, werden die Blasheberdrücke und der Vakuumdruck, der auf die Bogenempfangsoberfläche angelegt wird, erhöht, um die Bogenempfangszeit zu verringern. Wenn die Bogenempfangszeit kleiner als der vorgegebene Wert ist, werden die Blasheberdrücke und der Vakuumdruck, der auf die Bogenempfangsoberfläche angelegt wird, verringert, um die Bogenempfangszeit zu verlängern.
In dem Schritt S1200 endet die Steuerung, sobald die Anzahl der tatsächlich zugeführten Bogen gleich der vorgegebenen in dem Druckanforderungsbefehl spezifizierten Anzahl T ist.
Es sollte verstanden werden, dass die in den 1 und 2 gezeigten Steuerungsschaltungen 300 als Teil eines geeignet programmierten Allzweckcomputers implementiert werden können. Alternativ können die Steuerungsschaltungen als physikalisch davon verschiedene Hardware-Schaltungen innerhalb einer ASIC oder einer FPGA, einer PDL, eines PLAs oder eines PALs oder unter Verwendung von diskreten Logikelementen oder diskreten Schaltelementen implementiert werden. Die bestimmten, in den 1 und 2 gezeigten Steuerungsschaltungen sind lediglich ausgewählte Ausführungen und werden für einen Fachmann in dieser Technik offensichtlich und nachvollziehbar sein.
Wie in der 10 gezeigt, kann das Verfahren zum Steuern der Bogenempfangszeit in einem programmierten Allzweckcomputer implementiert werden. Jedoch kann die Bogenempfangszeit-Steuerungssequenz ebenso in einem Spezialcomputer, einem programmierten Mikroprozessor oder Mikrokontroller und in peripher integrierten Schaltelementen, in einer ASIC oder in einer anderen integrierten Schaltung, in einem Digitalsignalprozessor, in einer hartverdrahteten Logik oder Log-Schaltung, wie zum Beispiel einem diskreten Schaltelement, oder in programmierbaren Logikbausteinen, wie PLD, PLA, FPG oder dergleichen, implementiert werden. Generell kann jede Vorrichtung, die in der Lage ist, einen Zustandsautomaten zu implementieren, der wiederum in der Lage ist, das Ablaufdiagramm der 10 anzuwenden, verwendet werden, um das Verfahren zur Steuerung der Bogenempfangszeit zu implementieren.
Wie in der 2 gezeigt, kann der Speicher 320 unter Verwendung eines ROMs implementiert werden. Jedoch kann der Speicher ebenso unter Verwendung eines PROMs, eines EPROMs, einer optischen ROM-Platte, wie einer CD-ROM oder DVD-ROM und eines Diskettenlaufwerks und dergleichen, implementiert werden.

Claims

Verfahren zum Zuführen von Bogen von einem Stapel von Bogen, umfassend: Trennen (S500) eines Bogens von der Oberseite des Stapels, Empfangen (S500) des Bogens, Erfassen (S500) des Empfangs des Bogens, Versetzen (S500) des Bogens in eine erste Richtung, Bestimmen (S8000) einer Bogenempfangszeit zum Empfangen des Bogens und Einstellen (S1100) der Bogenempfangszeit, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren des Weiteren umfasst: Bestimmen (S900) der mittleren Bogenempfangszeit und der Standardabweichung für eine vorgegebene Anzahl von vorher erfolgreich zugeführten Bogen und Vergleichen (S1000) der mittleren Bogenempfangszeit und der Standardabweichung mit vorgegebenen Bogenempfangszeiten und Standardabweichungen und der Einstellschritt umfasst: Einstellen eines Druckes von Luft, die auf die Oberseite des Stapels geblasen wird, wenn die mittlere Blattempfangszeit und die Standardabweichung für die vorgegebene Anzahl von vorher erfolgreich zugeführten Bogen den vorgegebenen Bereich über- oder unterschreitet.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Druck der Luft, die auf die Oberseite des Stapels geblasen wird, eingestellt wird durch 1) Verringern des Druckes der Luft, die auf die Oberseite des Stapels geblasen wird, wenn die Blattempfangszeit geringer als die vorgegebene Blattempfangszeit ist, oder 2) Erhöhen des Druckes der Luft, die auf die Oberseite des Stapels geblasen wird, wenn die Blattempfangszeit größer als die vorgegebene Blattempfangszeit ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Empfangen (S500) des Bogens das Anwenden eines Vakuumdruckes auf den Bogen umfasst.
Verfahren nach Anspruch 3, des Weiteren umfassend: Einstellen (S1100) des Vakuumdruckes durch 1) Verringern des Vakuumdruckes, wenn die Bogenempfangszeit geringer als die vorgegebene Bogenempfangszeit ist, oder 2) Erhöhen des Vakuumdruckes, wenn die Bogenempfangszeit größer als die vorgegebene Bogenempfangszeit ist.