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FELD DER ERFINDUNG
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Diese
Erfindung bezieht sich allgemein auf elektronische, reprographische
Drucksysteme, und insbesondere auf eine Zuführvorrichtung für die verbesserte
Zuführung
von Stapeln von Aufzeichnungsblättern,
welche häufig
mit diesem allgemeinen Verfahren der Reproduktion und des Druckens
verbunden ist.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Bei
dem Prozess der elektrostatographischen Reproduktion wird ein Bild
aus Licht eines zu kopierenden oder zu druckenden Originals typischerweise
in der Form eines verborgenen elektrostatischen Bildes auf einem
photoempfindlichen Element aufgezeichnet, mit einer nachfolgenden
Wiedergabe des verborgenen Bildes durch die Anwendung von elektroskopischen
Markierungspartikeln, allgemein als Toner bezeichnet. Das visuelle
Tonerbild kann entweder unmittelbar auf dem photoempfindlichen Element
fixiert werden oder von dem Element zu einem anderen Trägermedium übertragen
werden, wie etwa ein leeres Papierblatt. Um das Tonerbild dauerhaft
zu machen, muss das Bild auf dem Papier „fixiert" oder „aufgeschmolzen" werden, im Allgemeinen
durch die Anwendung von Wärme
und Druck.
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Mit
dem Erscheinen von Hochgeschwindigkeitsmaschinen für xerographische
Reproduktion, in welchen Kopierer oder Drucker mit einer Rate von über dreitausend
Kopien pro Stunde erzeugen können,
besteht die Notwendigkeit für
Blatthandhabungssysteme beispielsweise Papier oder andere Medien
durch jede Prozess-Station in schneller Reihenfolge in einer verlässlichen
und betriebssicheren Art zuzuführen,
um die volle Kapazität
der Reproduktionsmaschine zu nutzen. Diese Blatthandhabungssysteme
müssen
fehlerfrei arbeiten, um das Risiko für Schäden an den Aufzeichnungsblättern zu
vermeiden und um ein Minimum an Maschinen-Stillstand aufgrund von
Fehlzuführung
oder Mehrfachzuführungen
zu erzeugen. Bei der anfänglichen
Trennung von einzelnen Blättern
von einem Medienstapel tritt die größte Anzahl von Problemen auf,
welche in einigen Fällen
aufgrund von Aufwellungen oder Abwellungen in den Blättern geschehen,
welche im Allgemeinen in dem Dokumentenstapel zufällig auftreten.
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US-A-3,501,138
beschreibt eine Blattausgabe-Einrichtung gemäß Oberbegriff von Anspruch
1. Ein Ansauggehäuse
mit einer unteren perforierten Platte und einer umlaufenden flexiblen
Randleiste hebt ein Ende des Deckblattes aus Furnierholz von einem
Stapel und führt
das Blatt zwischen Führungsplatten
zu einem Paar von Greifwalzen, welche das Blatt aus dem Gehäuse ziehen.
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US-A-3,272,549
beschreibt eine Material-Handhabungseinrichtung. Die Einrichtung
schließt ein
Saugkappenelement ein, welches ein federndes Kappenelement und ein
festes Basiselement aufweist. Auf der Unterseite des federnden Kappenelementes
sind eine Vielzahl von gerippten Abschnitten angeordnet und gelangen
in Kontakt mit der Deckoberfläche
des anzuhebenden Materialblattes.
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GB 760891A beschreibt
eine Blattförder-Vorrichtung.
Eine Blatthubeinrichtung schließt
einen festen Halter, welcher in derselben eine Vakuumleitung aufweist,
welche eingerichtet ist mit einer Vakuumquelle verbunden zu werden,
wobei ein Ende derselben sich nach außen durch eine Oberfläche des
Halters öffnet,
wobei die Oberfläche
einen inneren Raum festlegt, welcher nach Innen zu dem Mittelpunkt
des Halters im Durchmesser abnimmt, eine perforierte Kappe aus hochelastischem,
luftundurchlässigem Material,
welche an dem Halter in luftdichter Beziehung angebracht ist und
sich durch die Oberfläche erstreckt,
wobei die Kappe in ihrer normalen Stellung einen weiteren inneren
Raum an der Oberseite derselben festlegt, welcher im Durchmesser
zu dem Mittelpunkt der Kappe abnimmt und den ersten inneren Raum
in der Halteroberfläche
vergrößert, und
einen Blattaufnahme-Saugbecher auf der Kappe an der Bodenseite derselben
und kommunizierend mit den Räumen
ein, wobei die Kappe bei der Erzeugung eines Vakuums in den Räumen von
ihrer Normalstellung zu dem Halter gebogen wird, wodurch eine entsprechende
Bewegung des Saugbechers und des daran haftenden Blattes bewirkt
wird.
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DE 2612952A beschreibt
eine weitere Blattzuführvorrichtung
mit einem Saugbecher.
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US-A-5,156,387
beschreibt einen Saugbecher für
einen Blattfördermechanismus.
Ein Blattfördermechanismus
hat einen Saugbecher für
den Aufbau eines Vakuums, um blattförmige Elemente unter Ansaugen
anzuziehen. Der Saugbecher umfasst einen Basiskörper, welcher ein Plattenelement
einschließt
mit einer Öffnung,
welche sich von einer Oberfläche
zur anderen Oberfläche
derselben erstreckt, wobei die Öffnung
eingerichtet ist, mit einer Vakuumquelle verbunden zu werden. Der
Basiskörper
schließt
weiterhin eine umlaufende Wand ein, welche mit der anderen Oberfläche des
Plattenelementes verbunden ist und gewellte Ränder aufweist. Der Saugbecher
weist eine flexible Saugrandleiste auf, welche angebracht ist an
und sich erstreckt von den welligen Rändern der umlaufenden Wand,
wobei die flexible Saugrandleiste gegen das blattähnliche Element
anpressbar ist.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Es
ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Blattfördervorrichtung
für das
Fördern
eines Stapels von Blättern
zu einer Prozess-Station insbesondere in Bezug auf verbesserte Zuverlässigkeit
der Zuführung
zu verbessern. Dieses Ziel wird durch Bereitstellen einer Blattfördervorrichtung
gemäß Anspruch
1 und eines Druckers mit einer Blattfördervorrichtung gemäß Anspruch
2 erreicht.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine schematische Seitenansicht eines veranschaulichenden elektrophotographischen Druckers
mit den Merkmalen der vorliegenden Erfindung.
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2 und 3 sind
Unterseiten und Luftschacht einer Medienzuführung.
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4 und 5 veranschaulichen
eine Ausführungsform
einer Dichtung, welche mit dem Luftschacht verwendet wird.
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6 bis 11 veranschaulichen
einen Luftschacht, welcher Blätter
von einem Stapel aufnimmt.
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12 und 13 veranschaulichen
eine Ausführungsform
einer Dichtung, welche mit dem Luftschacht verwendet wird.
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14 und 15 veranschaulichen
einen Luftaufbläser.
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16, 17 und 18 veranschaulichen
die Bewegung des Luftschacht im Betrieb.
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EINGEHENDE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Wenngleich
die vorliegende Erfindung nachfolgend in Verbindung mit bevorzugten
Ausführungsformen
beschrieben wird, ist zu verstehen, dass nicht beabsichtigt ist,
die Erfindung auf eine bestimmte Ausführungsform zu beschränken.
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Für ein allgemeines
Verständnis
der Merkmale der vorliegenden Erfindung wird auf die Zeichnungen
Bezug genommen. In den Zeichnungen wurden durchgehend gleiche Bezugsziffern
verwendet, um gleiche Elemente zu bezeichnen. Aus der nachfolgenden
Erörterung
wird offenbar, dass die vorliegende Erfindung und die verschiedenen
hier dargestellten Ausführungsformen
für die
Verwendung in einer großen
Vielfalt von Druck- und
Kopiersystemen geeignet ist und nicht notwendigerweise in der Anwendung
auf das bestimmte, hier beschriebene System beschränkt ist.
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Für eine allgemeine
Erläuterung
zeigt die schematische Seitenansicht der 1 eine elektrophotographische
Druckmaschine, welche die Merkmale der vorliegenden Erfindung in
derselben zeigt. Aus der nachfolgenden Erörterung wird offenbar, dass
die vorliegende Erfindung in gleicher Weise gut geeignet ist für die Verwendung
in einer großen
Vielfalt von Kopier- und Drucksystemen und nicht notwendigerweise
in ihrer Anwendung auf das bestimmte, hier gezeigte System beschränkt ist.
Gemäß 1 wird
während
des Betriebes des Drucksystems ein Originaldokument 38 in
Farbe oder Schwarz/Weiß auf
einem Eingabe-Abtaster (raster input scanner: RIS) angeordnet, welcher
allgemein mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet ist. Der
RIS enthält
Dokumenten-Beleuchtungslampen,
Optiken, einen mechanischen Abtast-Antrieb und eine ladungsgekoppelte
Einrichtung (charge coupled device: CCD array). Der RIS nimmt das
gesamte Bild von dem Original-Dokument 38 auf und wandelt
dasselbe in eine Folge von Raster-Abtastzeilen um und misst darüber hinaus
einen Satz von primären
Farbdichten, d.h. Dichten von Rot, Grün und Blau, an jedem Punkt
des Original-Dokuments. Diese Information wird als elektrische Signale
zu einem Bildverarbeitungssystem (image processing system: IPS) übertragen,
welches allgemein mit dem Bezugszeichen 12 bezeichnet ist.
Das IPS 12 wandelt den Satz von Dichtesignalen für Rot, Grün und Blau
in einen Satz von kolorimetrischen Koordinaten um.
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Das
IPS 12 enthält
Steuer-Elektroniken, welche den Bilddatenfluss zu einem Ausgabe-Abtaster (raster
output scanner: ROS) vorbereiten und organisieren, welcher allgemein
mit dem Bezugszeichen 16 bezeichnet ist. Eine Nutzer-Schnittstelle
(user interface: UI) allgemein mit dem Bezugszeichen 14 bezeichnet,
steht mit dem IPS 12 in Kommunikation. Das UI 14 ermöglicht es
einem Bediener, die verschiedenen nutzeranpassbaren Funktionen zu
steuern. Der Bediener betätigt
die geeigneten Tasten der UI 14, um die Parameter der Kopie
einzustellen. Die UI 14 kann eine Berührungsfläche oder jegliches andere Steuerpanel
sein, welches eine Bediener-Schnittstelle mit dem System bereitstellt.
Das Ausgabesignal von der UI 14 wird zu dem IPS 12 übertragen.
Das IPS 12 übermittelt
daraufhin Signale, welche dem gewünschten Bild entsprechen, zu dem
ROS 16, welcher das Bild für die Ausgabe-Kopie erzeugt.
Der ROS 16 schließt
einen Laser mit rotierenden Polygon-Spiegel-Blöcken ein. Vorzugsweise wird
ein Polygon mit neun Facetten verwendet. Der ROS 16 beleuchtet über Spiegel 37 den
geladenen Abschnitt auf einem photoleitenden Band 20 eines Druckers
oder einer Markierungsmaschine, welches allgemein mit dem Bezugszeichen 18 bezeichnet wird
mit einer Rate von ungefähr
400 Bildelementen pro Inch, um einen Satz von verborgenen Bildern
der subtraktiven primären
Farben zu erhalten. Der ROS 16 belichtet das photoleitende
Band 20, um drei verborgene Bilder aufzuzeichnen, welche
den von der IPS 12 übertragenen
Signalen entsprechen. Ein verborgenes Bild wird mit einem Cyan-Entwicklermaterial
entwickelt. Ein weiteres verborgenes Bild wird mit Magenta-Entwicklermaterial
und das dritte verborgene Bild wird mit Gelb-Entwicklermaterial
entwickelt. Diese entwickelten Bilder werden in übereinander liegender Registrierung
auf ein Kopierblatt übertragen, um
ein vielfarbiges Bild auf dem Kopierblatt auszubilden. Dieses vielfarbige
Bild wird daraufhin auf das Kopierblatt aufgeschmolzen, wodurch
eine Farbkopie ausgebildet wird.
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Mit
weiterem Bezug auf die 1 ist der Drucker oder die Markierungsmaschine 18 eine
elektrophotographische Druckmaschine. Das photoleitende Band 20 der
Markierungsmaschine 18 ist vorzugsweise aus polychromatischem
photoleitenden Material hergestellt. Das photoleitende Band 20 bewegt sich
in der Richtung des Pfeils 22, um aufeinanderfolgende Abschnitte
der photoleitenden Oberfläche nacheinander
durch die verschiedenen Prozess-Stationen fortzubewegen, welche
entlang des Bewegungsweges desselben angeordnet sind. Das photoleitende
Band 20 ist um die Übertragungswalzen 24 und 26,
die Spannwalze 28 und die Antriebswalze 30 geführt. Die
Antriebswalze 30 wird durch einen Motor 32 angetrieben,
welcher mit derselben durch geeignete Einrich tungen wie etwa einem
Bandantrieb verbunden sind. Wenn die Walze 30 rotiert,
bewegt dieselbe das Band 20 in der Richtung des Pfeils 22 fort.
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Anfänglich durchläuft ein
Abschnitt des photoleitenden Bandes 20 eine Ladestation,
allgemein durch das Bezugszeichen 33 angezeigt. Bei der
Ladestation 33 lädt
eine Corona-erzeugende Einrichtung 34 das photoleitende
Band 20 auf ein relativ hohes, im Wesentlichen gleichförmiges Potential.
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Daraufhin
wird die geladene photoleitende Oberfläche zu einer Belichtungsstation
weitergedreht, allgemein mit den Bezugszeichen 35 bezeichnet.
Die Belichtungsstation 35 empfängt einen modulierten Laserstrahl
entsprechend der Information, welche durch den RIS 10 erhalten
wird, auf welchem ein vielfarbiges Original-Dokument 38 angeordnet
ist. Der modulierte Lichtstrahl fällt auf die Oberfläche des photoleitenden
Bandes 20. Der Strahl beleuchtet den geladenen Abschnitt
des photoleitenden Bandes, um ein elektrostatisches, verborgenes
Bild auszubilden. Das photoleitende Band 20 wird dreimal
belichtet, um drei verborgene Bilder auf demselben aufzuzeichnen.
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Nachdem
das elektrostatische, verborgene Bild auf dem photoleitenden Band 20 aufgezeichnet worden
ist, bewegt das Band dieses verborgene Bild zu einer Entwicklungsstation,
allgemein mit dem Bezugszeichen 39 bezeichnet. Die Entwicklungsstation schließt vier
individuelle Entwickler-Einheiten ein, welche allgemein mit den
Bezugszeichen 40, 42, 44 und 46 bezeichnet
sind. Die Entwickler-Einheiten sind von einem Typus, welcher allgemein
auf diesem Gebiet als „Entwickler-Einheiten
mit magnetischer Bürste" bezeichnet werden.
Typischerweise wendet ein magnetisches Bürsten-Entwicklungssystem ein magnetisierbares
Entwicklermaterial an, einschließlich magnetischen Trägerkörnchen,
an welchen Toner-Partikel triboelektrisch anhaften. Das Entwicklermaterial
wird durch ein gerichtetes Flussfeld kontinuierlich herangeführt, um
eine Bürste
aus Entwicklermaterial auszubilden. Das Entwicklermaterial bewegt sich
andauernd, um die Bürste
kontinuierlich mit frischem Entwicklermaterial zu versorgen. Die
Entwicklung wird dadurch erreicht, dass die Bürste aus Entwicklermaterial
in Berührung
mit der photoleitenden Oberfläche
gebracht wird. Die Entwickler-Einheiten 40, 42 und 44 wenden
jeweils Toner-Partikel einer bestimmten Farbe an, welche dem Kompliment
des getrennten elektrostatischen, verborgenen Bildes von bestimmter
Farbe entspricht, welches auf der photoleitenden Oberfläche aufgezeichnet
ist.
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Die
Farbe von jedem Toner-Partikel ist eingerichtet, Licht innerhalb
eines vorbestimmten spektralen Bereiches des elektromagnetischen
Wellenspektrums zu absorbieren. Beispielsweise wird ein elektrostatisches,
verborgenes Bild durch die Entladung der Abschnitte der Ladung auf
dem photoleitenden Band 20 ausgebildet, welche den grünen Gebieten des
Original-Dokuments entsprechen, die roten und blauen Abschnitte
als Gebiete relativ hoher Ladungsdichte auf dem photoleitenden Band 20 aufzeichnen, während das
grüne Gebiet
auf ein Spannungs-Niveau reduziert wird, welches für die Entwicklung
nicht wirksam ist. Die geladenen Gebiete werden daraufhin dadurch
sichtbar gemacht, dass die Entwickler-Einheit 40 einen
grün absorbierenden
(Magenta) Tonerpartikel auf das elektrostatische, verborgene Bild
anwendet, welches auf dem photoleitenden Band 20 aufgezeichnet
ist. In ähnlicher
Weise wird eine blaue Trennung durch die Entwickler-Einheit 42 mit
blau absorbierendem (gelb) Tonerpartikeln entwickelt, während die
rote Trennung durch die Entwicklereinheit 44 mit rot absorbierendem
(Cyan) Tonerpartikeln entwickelt wird. Die Entwickler-Einheit 46 enthält schwarze
Tonerpartikel und kann verwendet werden, um das elektrostatische,
verborgene Bild zu entwickeln, welches von einem schwarzen und weißen Original-Dokument
ausgebildet wird. Jede der Entwickler-Einheiten wird in und aus
einer Betriebsposition bewegt. In der Betriebsposition ist die magnetische
Bürste
im Wesentlichen angrenzend an das photoleitende Band, während die
magnetische Bürste
in der Nicht-Betriebsposition von demselben beabstandet ist (in
der 1 ist jede Entwickler-Station 40, 42, 44 und 46 in
der Betriebsposition gezeigt). Während
der Entwicklung eines jeden elektrostatischen, verborgenen Bildes
ist nur eine Entwickler-Einheit in der Betriebsposition, während die übrigen Entwickler-Einheiten
in der Nicht-Betriebsposition sind. Dies stellt sicher, dass jedes
elektrostatische, verborgene Bild mit Tonerpartikeln der geeigneten
Farbe ohne Vermischung entwickelt werden.
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Nach
der Entwicklung wird das Toner-Bild zu einer Übertragungs-Station bewegt,
welche allgemein mit dem Bezugszeichen 65 bezeichnet ist.
Die Übertragungs-Station 65 schließt eine Übertragungszone
ein, allgemein mit dem Bezugszeichen 64 bezeichnet. In
der Übertragungszone 64 wird
das Tonerbild auf ein Blatt aus Trägermaterial übertragen
wie etwa leeres Papier, neben anderem. Bei der Übertragungs-Station 65 bewegt
eine Blatt-Transportvorrichtung, allgemein mit dem Bezugszeichen 48 bezeichnet,
das Blatt in Berührung
mit dem mit dem photoleitenden Band 20. Der Blatt-Transport 48 weist
ein Paar von beabstandeten Bändern 54 auf,
welche um ein Paar von im Wesentlichen zylindrischen Walzen 50 und 52 geführt werden.
Ein Blatt-Greifer (in 1 nicht gezeigt) erstreckt sich
zwischen den Bändern 54 und
bewegt sich einheitlich mit denselben. Es wird ein Blatt von einem
Blattstapel 56 gefördert,
welcher auf einer Schale angeordnet ist. Ein Förderer 58 gemäß der vorliegenden
Erfindung bewegt das oberste Blatt von dem Stapel 56 auf
eine Vorübertragungs-Transport-Einrichtung 60.
Die Transport-Einrichtung 60 bewegt ein Blatt (nicht in 1 gezeigt) zu
dem Blatt-Transport 48. Das Blatt wird durch die Transport-Einrichtung 60 synchron
mit der Bewegung des Blattgreifers fortbewegt. Auf diese Weise gelangt
die Vorderkante des Blattes zu einer vorbestimmten Position, d.h.
einer Ladezone, welche für den
offenen Blattgreifer zugänglich
sein muss. Der Blattgreifer schließt sich daraufhin, wodurch
das Blatt an demselben gesichert wird für die Bewegung mit demselben
in einem rezirkulierenden Weg. Die Führungskante des Blatte wird
durch den Blattgreifer lösbar
gesichert. Wenn sich die Bänder 54 in
der Richtung des Pfeils 62 bewegen, bewegt sich das Blatt
in Berührung
mit dem photoleitenden Band 20 in Synchronisation mit dem
darauf entwickelten Tonerbild. In der Übertragungszone 64 leitet
ein Gasleitmechanismus (in 1 nicht
gezeigt) einen Gasfluss auf das Blatt, um das Blatt gegen das auf
dem photoleitenden Band 20 entwickelte Tonerbild anzustellen, um
die Berührung
zwischen dem Blatt und dem entwickelten Tonerbild in der Übertragungszone
zu verbessern. Weiterhin lädt
in der Übertragungszone 64 eine
Corona-erzeugende Einrichtung 66 die Rückseite des Blattes in geeignetem
Ausmaß und
Polarität zum
Abziehen des Tonerbildes von dem photoleitenden Band 20 auf
dasselbe. Das Blatt verbleibt an den Blattgreifer gesichert, um
in einem rezirkulierenden Weg für
drei Zyklen sich zu bewegen. Auf diese Weise werden drei unterschiedliche
Farbtonerbilder auf das Blatt in einer zueinander überlagerten
Registrierung übertragen.
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Der
Fachmann wird würdigen,
dass sich das Blatt in einem rezirkulierenden Weg für vier Zyklen bewegen
kann, wenn eine Schwarz-Entfernung unter der Farbe verwendet wird.
Jedes der elektrostatischen, verborgenen Bilder, welche auf der
photoleitenden Obefläche
aufgezeichnet sind, ist mit geeignetem Farbtoner entwickelt und
wird in gegenseitig überlagerter
Registrierung auf das Blatt übertragen, um
eine Vielfarbenkopie des farbigen Original-Dokumentes auszubilden.
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Nach
der letzten Übertragungsoperation
leitet das Blatt-Transportsystem das Blatt zu einem Vakuum-Förderer.
Der Vakuum-Förderer 68 transportiert
das Blatt in der Richtung des Pfeils 70 zu einer Schmelzstation,
allgemein mit dem Bezugszeichen 71 bezeichnet, wo das übertragene
Tonerbild dauerhaft auf das Blatt aufgeschmolzen wird. Die Schmelzstation
schließt
eine beheizte Schmelzwalze 74 und eine Druckwalze 72 ein.
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Das
Blatt bewegt sich durch die Spalte, welche durch die Schmelzwalze 74 und
die Druckwalze 72 festgelegt ist. Das Tonerbild berührt die Schmelzwalze 74 und
wird auf diese Weise auf dem Blatt festgelegt. Nachfolgend wird
das Blatt durch ein Paar von Walzen 76 zu einer Auffangschale 78 für die nachfolgende
Entnahme aus derselben durch den Maschinenbediener fortbewegt.
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Die
letzte Prozess-Station in der Bewegungsrichtung des photoleitenden
Bandes 20, wie durch den Pfeil 22 angezeigt, ist
eine Photoaufnehmer-Reinigungsstation.
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Weitere
Einzelheiten des Aufbaus und Betriebs der Zuführstation 58 der vorliegenden
Erfindung werden nachfolgend mit Bezug auf die 2 bis 5 vorgestellt.
Die Abläufe
der Vorgänge
des Blattförderers
der vorliegenden Erfindung ist wie folgt. Es wird ein Stapel Papier 56 in
die Hubpapierschale 120 gegeben.
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Mit
Bezug auf die 14 und 15 wird eine
adaptive Blaseinrichtung 140 gezeigt. Die adaptive Blaseinrichtung
weist eine Luftöffnung 401 auf. Die
adaptive Blaseinrichtung 140 ist derart aufgebaut, dass
dieselbe Luft zwischen die Blätter
in dem Stapel und auf die Oberseite des zu fördernden Blattes einbringen
kann. Der Luftdruck zwischen den Blättern hilft dabei, die Blätter zu
trennen, d.h., die Blätter
nach oben zu drücken.
Andererseits erzeugt die Luft auf der Oberseite des zu fördernden
Blattes aufgrund des Venturi-Effektes ein Vakuum, um das Abziehen
des Blattes zu dem Förderkopf
zu unterstützen.
Die kombinierten Wirkungen verbessern die Geschwindigkeit der Blattaufnahme
und stellen eine Einzelblattaufnahme sicher.
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Die
Blaseinrichtung besteht aus einer Stützstruktur 410 und
einer Platte 415 mit einem Venturi-Plattenabschnitt 405 und
einem Regulierungsplattenabschnitt 420. Der Regulierungsplattenabschnitt 420 weist
eine Zone 427 auf, welche ermöglicht, dass Luft durch einen
Querschnittbereich 426 tritt, welcher den Luftstrom begrenzt.
Bevor das Papier hochgeblasen wird, ist der Venturi-Plattenabschnitt 405 eben mit
dem Papierstapel 56. Wenn das Papier hochgeblasen wird,
hebt das Papier den Venturi-Plattenabschnitt 405 an. Wenn
sich das Papier nach oben bewegt, wird sich dessen Bewegung zu der
obersten Position 425 übertragen.
Dies wiederum dreht die Regulationsplatte der Blaseinrichtung. Die
Drehbewegung des Venturi-Plattenabschnitts 405 bewirkt, dass
ein Querschnittsbereich 426 des Regulierungsplattenabschnitts 420 den
Luftstrom begrenzt. Die Venturi-Platte ist in Bezug auf die Stützstruktur 410 angewinkelt,
so dass bei beliebiger Höhe
des Stapels der Spaltenbereich 615 im Wesentlichen derselbe verbleibt.
Dies hält
die Luftströmung
auf dem Stapel gleichmäßig, wenn
sich die Stapelhöhe ändert. Diese beiden
Effekte regeln das Ausmaß des
Aufblasens, um ein Überblasen
zu verhindern und verhindert, dass Papier nahe dem obersten Blatt
des Papiers gepackt bleibt. Dies vermeidet das Problem, dass das Papier
an der Oberseite der aufgeblasenen Blätter gepackt ist. Dieses Problem
ist in einem gewöhnlichen
Bläsersystem
für leichtes
Papiergewicht größer; demnach
wird es Vielfachzuführungen
verursachen.
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Wenn
das Blatt 202 aus der Berührung mit dem Venturi-Plattenabschnitt 405 durch
den Förder-Luftraum 58 gefördert ist,
bewegt sich die Platte 415 nach unten zurück. Der
Venturi-Plattenabschnitt 405 berührt das nächste zu fördernde Blatt.
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Die
adaptive Blaseinrichtung wird ebenso für die Ermittlung der Papierstapelhöhe verwendet.
Um dies zu erreichen, ist eine Sensor-Baugruppe 610 auf der
Venturi-Platte angebracht und wird verwendet, die Papier-Abgrenzung
innerhalb der Papierschale zu messen. Die Sensor-Baugruppe detektiert
die Änderung
in der Position der Venturi-Platte
auf dem Blatt-Stapel. Der Ablesung der Papierabgrenzung wird daraufhin
verwendet, um die Papierschale durch den Betrieb der Schalenhubeinrichtung
anzupassen.
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Mit
Bezug auf die 2, 3, 4, 5, 12 und 13 ist
ein Förderschacht 58 oberhalb
des Stapels 56 angeordnet. Der Förderschacht 58 schließt einen
Hohlraum ein, welcher evakuiert werden kann, wodurch ein Druckunterschied aufgebaut
wird. Die Vakuum-Papierkontaktfläche 122 des
Förderschachtes 58 schließt eine
Folge von kleinen Öffnungen 124 ein.
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Der
Druckunterschied zwischen der Innenseite des Förderschachtes 58 und
der Außenseite des
Förderschachtes 58 drückt das
Vorratspapier auf die Vakuum-Papierkontaktfläche 122 des Förderschachtes 58 und
auf die Dichtung 300. Die Vakuum-Papierkontaktfläche 122 wendet eine
gewellte Oberfläche
an, welche aus einer Kombination von Rippen unterschiedlicher Größe aufgebaut
ist, um die Haftkräfte
zwischen Papierflächen
zu verringern, wodurch die Blätter
auf der Vakuum-Papierkontaktfläche 122 getrennt
werden.
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Die
Dichtung 300 ist auf dem Umfang des Schachtes 58 angeordnet.
Die Dichtung 300 ist eine schwebende und flexible Dichtung
zwischen dem Vakuum-Schacht und dem Pa pierstapel. Ein vorteilhaftes
Merkmal der Dichtung 300 ist deren Anpassungsfähigkeit.
Sie überbrückt den
Spalt zwischen dem Vakuum-Schacht und dem Stapel, während das
Anblasen des Stapels nicht behindert wird. Die Dichtung 300 ist
an die Unebenheitsbedingung des Stapels angepasst, wenn die Blätter an
dieselbe gezogen werden. Die Dichtung 300 ist ebenso imstande,
sich an das Blatt anzupassen, wenn das Blatt gegen das gewellte
Gebiet des Vakuum-Schachtes gewellt wird. Die Dichtung 300 ist
ausreichend steif, um nicht in den Vakuum-Schachtkasten gezogen
zu werden.
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Die 13 zeigt
eine Ausführungsform
der Dichtung 300. Bei diesem Aufbau besteht der Dichtungsstreifen
aus kleinen Segmenten 312, welche flexibel zueinander durch
den Stift 310 verbunden sind. Diese Segmente 312 können sich
gegeneinander in der Richtung in ihrer Ebene frei drehen, wodurch
dieselbe sehr anpassungsfähig
an die Papierwellung wird. Die Dichtung weist eine relativ viel
größere Steifheit
in der Richtung außerhalb
der Ebene auf, um eine ungewünschte
Streifenverbiegung zu vermeiden. Um eine umfassende Anpassungsfähigkeit
an den anfänglichen
Spalt zwischen dem Vakuum-Schacht und dem Papierstapel zu erreichen, weist
die Dichtung 300 eine relative Bewegung zu der Vakuum-Kammer
auf. Eine Möglichkeit,
dies zu erreichen, besteht darin, die Dichtung 300 an dem Schacht 58 durch
kleine vertikale Schlitze 306 aufzuhängen, in welchen die Dichtung 300 sich
auf und ab bewegt. Die kleinen Schlitze werden die Auf-Abbewegung leiten.
Bevor das Vakuum angewandt wird, gleitet die Dichtung 300 daraufhin
entlang dem Schlitz nach unten, um sich aufgrund der Schwerkraft auf
den Papierstapel zu legen. Um einen direkten Kontakt zwischen der
Dichtung 300 und dem Stapel zu vermeiden (wenn ein derartiger
Kontakt unerwünscht
ist) kann ebenso ein Anschlag 305 auf den Schlitzen angebracht
werden, um die maximale Bewegung zu begrenzen.
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Das
Abdichten des Vakuum-Schachtes zu dem aufzunehmenden Blatt hat den
weiteren Vorteil, dass das Anblasen und die Luftschneiden-Druckströmungen keine
Luft in den Vakuum-Schacht einbringen und es schwierig machen, ein
Aufnahme-Vakuum zu erzeugen.
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Eine
zweite Ausführungsform
der Dichtung 300 ist in den 4 und 5 gezeigt,
wobei die Dichtung 300 eine Vielzahl von konturierten Dichtungen
umfasst, welche an die Form der gewellten Oberfläche 122 angepasst
sind. Die Dichtungen 302, 304 und 306 sind
an dem Umfang des Vakuum-Schachtes durch vertikale Schlitze oder
irgendwelche ande ren Mechanismen angebracht, welche die Dichtungen
bewegbar machen. Wenn das Schacht-Vakuum angeschaltet wird, wendet
die vordere, gerade Dichtung 302 (in Verbindung mit den
anderen drei umlaufenden Dichtungen 302, 304 und 306)
den vollen Vakuum-Druck auf das ebene Blatt mit wenig oder gar keiner
Leckage an. Dies hebt das Blatt (die Blaseinrichtungen unterstützen ebenso),
bis dasselbe in Berührung
mit dem Schachtkasten gezogen wird. An diesem Punkt beginnt sich
das Blatt um das feststehende Muster des Schachtkastens zu wellen.
Blätter von
hohem Gewicht wellen sich sehr wenig und Blätter von geringem Gewicht wellen
sich mehr. Um den Druck des Schachtkastens zu steuern, sind die
Dichtungen 304 und 306 geformt, um ein kontrolliertes Ausmaß an Leckage
bereitzustellen. Für
Blätter
höheren
Gewichts sind größere Vakua
wünschenswert und
für Blätter geringeren
Gewichts ist ein geringerer Druck wünschenswert. Die Dichtung 304 und 306 sind
derart konturiert, dass sie das Blatt in Eingriff nehmen, wenn dasselbe
zunehmend aufwellt, während
eine geeignete Leckage bereitgestellt wird, um den Druck für Papiere
geringeren Gewichts zu reduzieren.
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Mit
Bezug auf die 16 bis 18 ist
eine Antriebs-Baugruppe 600 an dem Luftschacht 58 angebracht
zur Übertragung
der Führungskante 57 des aufgenommenen
Blattes in die Förderwalzen.
Um weiterhin die Wahrscheinlichkeit für das Entfernen weiterer Blätter von
dem Stapel (d.h. Vielfacheinzug zu verringern) auf die Vakuum-Papier-kontaktfläche 122 zu
verringern, überträgt die Antriebsbaugruppe 600 den
Luftschacht 58 anfänglich
in einer Gegenrichtung in Bezug auf die Bewegung der Förderwalzen 58,
so dass eine nachlaufende Kante 59 des aufgenommenen Blattes
gegen einen Abschnitt 120 der Blattschale stößt, um ein
aufgebogenes Gebiet in dem aufgenommenen Blatt zu erzeugen. Daraufhin überträgt die Antriebsbaugruppe
den Luftschacht in einer Richtung der Bewegung der Förderwalzen 58, so
dass eine Führungskante
des aufgenommenen Blattes durch die Förderwalzen 58 über der
Kante 121 aufgenommen wird. Die Antriebsbaugruppe ist in der 17 gezeigt.
Der Anmelder hat herausgefunden, dass die gegenläufige Bewegung das Blatt 56 aufbiegt
und eine Kraft verursacht, um das Blatt 56 von einem Unterblatt
zu trennen, wenn zwei Blätter zusammenhaften.
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Um
weiterhin die Wahrscheinlichkeit zur Aufnahme weiterer Blätter von
dem (d.h. Vielfacheinzug zu reduzieren) auf die Vakuum-Papier-Kontaktfläche 122 zu
reduzieren, wird eine gewellte Oberfläche angewandt, welche aus einer
Kombination von Rippen unterschiedlicher Größe aufgebaut ist, um die Haftkräfte zwischen
den Papieroberflächen
zu verringern, wodurch Blätter
auf der Vakuum-Papier-Kontaktfläche 122 getrennt
werden.
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Die
Anmelder haben herausgefunden, dass zwischen Papier-Oberflächen Haftkräfte bestehen, entweder
aufgrund von Vakuum, Elektrostatik oder anderen Quellen. Um ein
Blatt Papier von einem anderen zu trennen, wird bei einem Vakuum-Förderer Luft
in den Raum zwischen mehrfach aufgenommenen Blattflächen geblasen,
so dass tatsächlich
zwei Schritte bei der Blatt-Trennung in einem Vakuum-Förderer bestehen:
einer besteht darin, einen Spalt zu erzeugen und der andere besteht
darin, Luft in den Spalt zu blasen. Die letztere Funktion wird durch
Luftklingen ausgeführt.
Wir haben seit langem herausgefunden, dass die Anwendung ausschließlich eines
gleichförmigen
Vakuums, um die Blätter voneinander
zu ziehen ohne eine Well-Vorrichtung sehr unzuverlässig ist
(6). Wie man aus 7 ersehen
kann, besteht die einzige Kraftkomponente zum Aufbrechen der Papierhaftung
in der Normalbeanspruchung gleich dem angewandten Vakuum, und das
Papier wird nicht aufgenommen, bis das Vakuum die schwächste Papierhaftung
unter den Blättern überwindet.
Wenn die Haftung zwischen dem ersten Blatt 201 und dem
zweiten Blatt 202 nicht die geringste ist, wird mehr als
ein Papierblatt aufgenommen. Wenn tatsächlich mehr als ein Papierblatt
zu der ebenen Vakuum-Papier-Kontaktfläche aufgenommen wird, entsteht
ein ernstes Problem, weil, wie in 7 gezeigt,
es keine wirkliche Kraft gibt, um die aufgenommenen Blätter zu
trennen (außer
der Schwerkraft, welche ein Blatt-Trennung nicht sicherstellt).
Um die Papierhaftung auch zu überwinden, um
Spalten zu erzeugen, wäre
es wünschenswert,
irgendeine Art von hoher Beanspruchung zu haben, welche auf die
Papieroberflächen
wirkt, und in 6 erzeugt die Vakuum-Kraft nicht
ausreichend hohe Beanspruchung auf der Oberfläche.
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Aus
diesem Beispiel kann man mindestens einen Schluss ziehen, d.h. eine
gleich verteilte Druckkraft wird nicht ausreichend sein, um eine
Blatt-Trennung sicherzustellen, und um wirksam Zwischenräume zwischen
den Blättern
zu erzeugen, sind irgendwelche konzentrierten Kräfte wünschenswert, welche in stark
konzentrierten Beanspruchungen resultieren.
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Wenn
Papier aufgenommen wird (8 und 9) werden
drei konzentrierte Scherungskräfte, P1, P2 und P3 aufgrund der Welleinrichtung 210 erzeugt
und diese Kräfte
werden eine Scherungsbeanspruchung über den Querschnitt entlang
der Papierdickenrichtung erzeugen. Wie in der Elastizitätstheorie
bekannt, ist die Scherungsbeanspruchung in der vertikalen Richtung
(der Papierdickenrichtung) äquivalent
zu der Scherungsbeanspruchung in der horizontalen Richtung (entlang
der Papierober fläche); die
Scherungsbeanspruchung im Mittelpunkt der Balkendicke wird am höchsten sein
und deren Wert wird umgekehrt proportional zur Dicke sein. Weil
die Balkendicke des aufgenommenen Papiers klein ist, wird eine konzentrierte
Scherungskraft eine große
Scherungsbeanspruchung erzeugen. Wenn mehr als ein Blatt Papier
aufgenommen wird (9), wird daher die hohe Scherungsbeanspruchung
versuchen, ein Papierblatt über
das andere entlang der Papieroberfläche zu gleiten. Daher wird
ein Spalt zwischen den Blättern
eingeführt,
wenn die Stärke
der Papierhaftung an diesen beanspruchten Stellen geringer ist als die
Gleitkraft.
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Neben
der Scherungskraft unterstützt
die Papierverbiegung ebenso Spalten zwischen dem Papier zu erzeugen.
Wenn ein Balken gebogen wird, unterliegen die oberen und unteren
Abschnitte des Balkens unterschiedlichen Arten von Deformation: ein
Abschnitt ist in Dehnung und der andere unter Druck. Wenn mehr als
ein Papierblatt gleichzeitig gebogen wird, wird daher die Biegebewegung
die Blatt-Trennung unterstützen.
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Zusätzlich zu
der Blatt-Trennung unterstützt die
Well-Einrichtung in dem Vakuum-Schacht
ebenso den Papier-Transport, weil ein Blatt aus verwelltem Papier
wesentlich steifer ist als ein ebenes Papier, wodurch die Handhabung
der Blätter
wesentlich einfacher wird, wenn die Blätter zu den Förderwalzen 58 transportiert
werden.
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Herkömmliche
Deckseiten-Vakuumschächte
verwenden eine einzige gerade Rippe als Well-Einrichtung, um Spalten
zu erzeugen. Das erforderliche Vakuum ist ungefähr 60 mm H2O
und die Luftflussrate für
die Sicherstellung der Erzeugung des erforderlichen Vakuums (und
um ausreichendes Beblasen und Luftschneidenfluss zu erzeugen) ungefähr 50 cm
ist. Um diese Anforderungen zu erreichen, muss der Luftbläser groß sein.
Er erfordert einen Motor hoher Leistung und stellt einen Hauptbeitrag
für Geräusche von
Kopierern und Druckern dar. Weiterhin neigt ein hohes Vakuum dazu,
Markierungen auf der Papieroberfläche zurückzulassen, eine Folge, welche
bei beschichteten Papieren unerwünscht
ist.
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Wenngleich
Vakuum-Schächte
wie dieser bei der Blatt-Trennung für einen Bereich von Papieren
gut arbeiten, ist eine Well-Einrichtung mit einer einzigen Rippe
außerhalb
dieses Bereiches ungenügend.
Auf dem Markt des Farb- und Offset-Druckes variieren die Papier-Eigenschaften,
die zu bewältigen sind,
sehr stark. Daher ist die Verbesserung der Einsatzbreite und die
Reduzierung der Kosten des Papierförderers ein Ziel der vorliegenden
Erfindung.
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Die
MVCF-Well-Einrichtung besteht aus einer Anzahl von Rippen unterschiedlicher
Höhe (3, 10 und 11).
Wie bekannt, verformt sich Papier hohen Gewichts weniger als Papier
von geringem Gewicht wegen der unterschiedlichen Biegesteifigkeit.
Das zweite Papierblatt wird dem ersten genauer folgen bei Papier
von geringem Gewicht, wenn dasselbe über eine Rippe gebogen wird,
d.h., wenn eine identische Rippe verwendet wird, wird bei Papier
von geringem Gewicht weniger Spalt ausgebildet als bei Papier von
hohem Gewicht. Unter Verwendung dieser Merkmale kann man eine Anzahl von
Rippen vielfacher Größe in einem
VCF, wie in 3, 10 und 11 gezeigt,
einführen.
Wenn ein Vakuum angewandt wird, wird das Papier von hohem Gewicht
nur von den hohen Rippen in Eingriff genommen und das Papier von
geringem Gewicht wird einen Kontakt sowohl mit den höheren als
auch den niedrigeren Rippen ausbilden. Es ist anzumerken, dass Scherungskräfte für eine Blatt-Trennung nur
dann erzeugt werden, wenn eine Rippe Kontakt mit dem Papier ausbildet.
Weil mehr Rippen bei Papier von geringem Gewicht zur Wirkung kommen
als bei Papier von hohem Gewicht und weil eine Rippe größere Spalten
bei Papier von hohem Gewicht erzeugen wird, als bei Papier von geringem
Gewicht, wird der gesamte Spaltbereich sowohl für das Papier von geringem Gewicht
als auch für
das Papier von hohem Gewicht nahezu gleich sein bei dem MVCF. Ohne
die Verwendung hoher Rippen, welche eine hohe Biegebeanspruchung
erzeugen und Markierungen auf der Papieroberfläche zurücklassen, kann der MVCF sowohl
steife als auch flexible Papiere fördern. Diese Welleinrichtung
war aus Rippen von vier unterschiedlichen Höhen zusammengesetzt. Vier seitliche Rippen
(zwei auf jeder Seite) waren die höchsten und die zwei mittigen
Rippen waren die zweithöchsten. Wenn
man das gleiche Ausmaß an
Kraft anwendet, deformiert sich das Papier von hohem Gewicht weniger
als das Papier von geringem Gewicht, so dass bei der Verwendung
der vorgeschlagenen Welleinrichtung sich das Papier in einen, zwei,
vier, sechs und andere Anzahlen von Abschnitten deformieren wird,
in Abhängigkeit
von der Papiersteifheit.
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Die 10 veranschaulicht
die Papierdeformation, wenn die vorgeschlagene Welleinrichtung verwendet
wurde, um Papier hohen Gewichts aufzunehmen. Die 11 zeigt
die deformierte Papierkrümmung,
wenn Papier von geringem Gewicht aufgenommen wird. Der Bereich des
Papiers lag von 60 GSM bis 300 GSM. Ein Vergleich der 10 und 11 mit
den 8 und 9 zeigt, dass die vorgeschlagene
Welleinrichtung Biege- und Schubbewegungen auf den überwiegenden
Teilen der gewellten Oberfläche
für alle
Papiergewichte erzeugt; während
für Papier
von hohem Gewicht der Förderer
mit einer einzigen Welleinrichtung eine Schubbewegung nur in dem
mittigen Abschnitt der Welleinrichtung erzeugt. Da sowohl die Schub-
als auch Biegebewegungen bei der Blatt-Trennung wesentlich ist,
ist davon auszugehen, dass die vorgeschlagene Well-Einrichtung bessere
Leistung bringen sollte.
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Weitere
Ausführungsformen
und Modifikationen der vorliegenden Erfindung werden dem Fachmann
nach dem Studium der hier präsentierten
Information einfallen; diese Ausführungsformen und Modifikationen,
ebenso wie die Äquivalente
derselben, sind ebenso im Umfang dieser Erfindung, wie sie in den
anhängigen
Ansprüchen
festgelegt ist, eingeschlossen.