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Hintergrund
und Zusammenfassung
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Diese
Erfindung bezieht sich auf Hochgeschwindigkeitsdrucker und insbesondere
bezieht sie sich auf einen Stapler, der sowohl einen Einzelbogen als
auch mehrere Bögen
beim Einlaufen handhaben kann.
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In
vielen automatischen Kopier- oder Druckmaschinen werden häufig rotierende
Scheibenstapler verwendet, um eine kombinierte Bogeninversion und
Stapeln von Ausgabekopierbögen
bereitzustellen. In einem typischen rotierenden Scheibenstapler werden
Kopierbögen
aufeinanderfolgend in einen gebogenen Aufnahmeschlitz auf einer
rotierenden Scheibe transportiert. Die Führungskante des Kopierbogens
wird in den Aufnahmeschlitz eingeschoben und der Kopierbogen wird
zeitweise in Berührung
mit der rotierenden Scheibe derart gehalten, dass die rotierende
Bewegung der Scheibe den Bogen überwirft
und gleichzeitig den invertierten Bogen in eine Sammelschale führt. Invertierende
Blattstapeleinrichtungen dieses Typs, die manchmal als "Windsor-Stapler" bezeichnet werden,
sind bekannt und wurden beispielsweise in den erteilten US-Patenten mit den
Nummern 4 385 756, 5 058 880, 5 065 996, 5 114 135, 5 409 202, 5
476 256 und 5 551 681 unter anderen offenbart.
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Die
Kundenanforderungen für
Druckerausgabegeschwindigkeiten steigen ständig an. Ein Weg, die Geschwindigkeit
des Druckers zu vergrößern, ohne
die Geschwindigkeit der xerographischen Module zu vergrößern, besteht
im Paralleldruck. Paralleles Drucken betrifft das Drucken von zwei
Bildern Seite an Seite auf dem gleichen großen Blatt (11''×17'' beispielsweise). Daraufhin, nachdem
der Bogen bedruckt ist, wird dieser einem Schneidemodul zugeführt, das
den Bogen in zwei kleinere Bögen (8,5''×11'') zerschneidet. Die beiden Bögen kommen „Zwei-Zugleich" bei der nächsten Einrichtung
an. Dies verdoppelt die Ausgabegeschwindigkeit des Druckers wirksam.
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Da
die meisten Drucker digitale Technologie enthalten, können die
Bilder auf jeder Seite der Bögen
entweder Duplikate sein oder Drucke von unterschiedlichen Aufträgen. Der
Paralleldruck schafft jedoch Probleme, nachdem das Zerschneiden
stattgefunden hat, weil sich nun zwei Bögen sich Seite an Seite durch
den Papierweg bewegen. Derzeitige Stapler haben Schwierigkeiten
zwei Bögen
zugleich handzuhaben.
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Es
wurden mindestens zwei Verfahren verwendet, um Bögen zu stapeln, die parallel
gedruckt werden. In einigen Maschinen werden die Papierwege der
Blätter
derart zusammengeführt,
dass eines der Blätter
derart bewegt wird, dass dieses sich über dem anderen befindet. Dieses
Verfahren ist in 1 schematisch dargestellt. In
anderen Maschinen werden die Bögen
durch Wechseln der Transportrichtung der Bögen um 90 Grad in Abfolge gebracht.
Dieses Verfahren ist schematisch in 2 gezeigt.
Die Blätter
erreichen die Abfolgeeinrichtung parallel, werden jedoch in aufeinanderfolgender
Ordnung weitergeleitet. Beide dieser Optionen erfordern ein kostenaufwändiges Modul,
um die Bögen
für das
Stapeln vorzubereiten.
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DE-A-2654636
beschreibt einen Bogenstapler, der die in dem Oberbegriff von Anspruch
1 aufgeführten
Merkmale einschließt.
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Es
ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Bogenstapeleinrichtung
insbesondere in Bezug auf Verringerung von Komplexität und Verbesserung von
Zuverlässigkeit
zu verbessern. Dieses Ziel wird durch Bereitstellen einer Stapelvorrichtung
gemäß Anspruch
1 und einem Verfahren gemäß Anspruch
8 erreicht. Ausführungen
der Erfindung sind in den abhängigen
Ansprüchen
niedergelegt.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Ausführungen
werden hier mit Bezug auf die folgenden Zeichnungen eingehend beschrieben,
bei denen gleiche Bezugsziffern ähnliche
Elemente bezeichnen:
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1 ist
eine schematische Darstellung eines Verfahrens nach dem Stand der
Technik zur Bogenzusammenführung
vor dem Stapeln;
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2 ist
eine schematische Darstellung eines Verfahrens nach dem Stand der
Technik, um Bögen
vor dem Stapeln in Abfolge zu bringen;
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3 und 4 sind
vergrößerte schematische
Seitenansichten einer Ausführung
eines allgemeinen Scheibenstapelsystems, das einen Kopierbogen zeigt,
der in eine rotierende Scheibe einläuft;
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5 ist
eine schematische Darstellung eines einzelnen großen Bogens,
der durch ein einzelnes Paar von Stapelscheiben invertiert wird;
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6 ist
eine schematische Darstellung von zwei Bögen, die durch ein einziges
Paar von Stapelscheiben invertiert werden;
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7 ist
eine schematische Darstellung einer Stapeleinheit, die vier Stapelscheiben
aufweist, die ein Paar von Bögen
gleichzeitig stapeln;
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8 ist
eine schematische Darstellung einer Stapeleinheit, die vier Stapelscheiben
aufweist, die gleichzeitig ein Blatt stapeln.
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Eingehende
Beschreibung der Ausführungen
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Wenngleich
die vorliegende Erfindung nachfolgend mit Bezug auf bestimmte Ausführungen
derselben beschrieben wird, ist anzumerken, dass die Erfindung nicht
auf diese Ausführungen
beschränkt werden
soll. Im Gegensatz dazu ist beabsichtigt, dass die vorliegende Erfindung
alle Alternativen, Abwandlungen und Äquivalente wie sie im Umfang
der Erfindung gemäß beiliegenden
Ansprüchen
eingeschlossen sind, abdeckt. Weitere Aspekte und Merkmale der vorliegenden
Erfindung werden mit dem Ablauf der Beschreibung offenbar, wobei
gleiche Bezugsziffern durchgehend verwendet wurden, um identische
Elemente zu kennzeichnen. Es ist weiterhin anzumerken, dass alle
Referenzen, die irgendwo in dieser Beschreibung zitiert werden,
und deren Referenzen hierbei als Referenz aufgenommen werden, wo
diese für
die wesentliche Lehre von zusätzlichen oder
alternativen Einzelheiten, Merkmalen, und/oder technischem Hintergrund
geeignet wären.
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Für ein allgemeines
Verständnis
des Kopierbogenausgabeabschnitts einer elektrostatographischen Druckmaschine
und insbesondere eines typischen Scheibenstaplers von dem Typ, in
dem die Merkmale der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden können, wird
zunächst
auf 3 und 4 Bezug genommen. Obwohl die
Vorrichtung der vorliegen den Erfindung insbesondere für die Verwendung
in elektrostatographischen Reproduktionsmaschinen wie etwa den in 3 und 4 gezeigten und
nachfolgend eingehender erörterten,
geeignet ist, wird es aus der nachfolgenden Erörterung offenbar, dass die
hier offenbarte Scheibenstapelvorrichtung ebenso für die Verwendung
in einer großen
Vielfalt von Kopier- und Druckmaschinen, ebenso wie in irgendeinem
anderen System, dass eine Bogenausgabevorrichtung vom Typ der rotierenden
Scheibe verwendet, geeignet ist.
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3 und 4 veranschaulichen
die wesentlichen Komponenten eines beispielhaften Kopierbogen-Ausgabeabschnitts,
der ein Modul 10 zum Kopierbogentransport und Ausgabe umfasst,
wobei das Modul typischerweise den Ausgabekopierbogen 11 durch
einen Förderabschnitt 12 über Förderwalzen 25 empfängt. Dieser
Förderabschnitt 12 kann
einen herkömmlichen
Hochgeschwindigkeitsdrucker oder -kopierer darstellen. Das Modul 10 zum
Kopierbogentransport und -ausgabe schließt einen Scheibenstaplerabschnitt
ein, der eine rotierende Scheibeneinheit 20 umfasst, die
eine oder mehrere Scheiben 21 aufweist. Jede Scheibe 21 weist
einen oder mehrere gebogene Finger 24 auf, die entlang
deren Umfang angeordnet sind, wodurch gebogene Aufnahmeschlitze 23 zur
Aufnahme der Ausgabekopierbögen 11 in
dieselben festgelegt werden.
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Im
Rahmen der Beschreibung des Betriebs eines typischen Scheibenstaplers
tritt ein Kopierbogen 11 aus einer vorgeschalteten Einrichtung
wie etwa einem Drucker oder Kopierer durch die Ausgabewalzen (nicht
gezeigt) aus, wodurch dieses in das Scheibenstaplermodul 11 durch
den Förderabschnitt 12 einläuft, wo
der Bogen durch ein oder mehrere Paare von Scheibenstaplereingangswalzen 25 in Eingriff
genommen wird. Der Kopierbogen 11 wird daraufhin in Berührung mit
den Eingabewalzen 29 bewegt, die das Blatt in die Aufnahmeschlitze 23 der Scheibe 21 führen. Nachdem
ein Bogen in einen Aufnahmeschlitz 23 geführt wird,
dreht sich die Scheibe 21, um den Bogen zu invertieren
und zu transportieren, bis die Führungskante
des Bogens gegen eine feststehende Ausrichtwand 26 positioniert
wird. Die Ausrichtwand 26 streift den Bogen von der drehbaren Scheibe
ab, während
die Scheibe durch Öffnungen
in der feststehenden Wand 26 weiterhin rotiert, wodurch
ermöglicht
wird, dass der Bogen auf die Oberseite eines Stapels von vorhergehend
invertierten Bögen
fällt,
wie gezeigt. Verschiedene herkömmliche Einrichtungen,
die im Stand der Technik bekannt sind, wie etwa ein Schrittmotor
oder ein Nockenantriebsmechanismus können die Drehbewegung der Scheibeneinheit 20 steuern.
Vorzugsweise wird ein Sensor stromaufwärts von der Scheibeneinheit 20 angeord net,
um das Vorhandensein eines Bogens zu detektieren, der sich der Scheibeneinheit 20 nähert. Die
Scheibeneingabewalzen 29 arbeiten derart bei einer konstanten
Geschwindigkeit, dass die Zeit, die für die Führungskante des Bogens 11 erforderlich
ist, um den Scheibenschlitz zu erreichen, nach der Detektion durch
den Bogensensor, einfach bestimmt werden kann. Nachfolgend, wenn
die Führungskante des
Bogens beginnt in den Schlitz 23 einzulaufen, dreht sich
die Scheibe durch einen 180°-Zyklus.
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Die
vorstehende Darstellung hat allgemein die Merkmale einer Scheibenstapeleinheit
beschrieben. Die beschriebenen Merkmale sollten nicht als Beschränkung der
hier beschriebenen Ausführungen betrachtet
werden.
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Derzeitige
Stapler weisen üblicherweise zwei
Scheiben auf, die derart angeordnet sind, dass jedes eintretende
Blatt an zwei Punkten unter Kontrolle gehalten wird. Siehe 5.
Wenn zwei Punkte für
die Kontrolle vorhanden sind, vermindert dies die Möglichkeit,
dass ein Blatt aus einer Scheibe fällt, während dieses gestapelt wird
und vergrößert die Gleichförmigkeit
eines Stapels, d.h. die Bögen
in dem Stapel sind mehr ausgerichtet.
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In
einigen Drucksystemen können
jedoch zwei Bögen
zu einer Zeit austreten, ebenso wie eines zu einer Zeit. Beispielsweise
kann ein Drucker alternativ in der Lage sein, ein großes Blatt
(z.B. 11''×17'') oder
zwei kleinere Bögen
(8,5''×11'')
auszugeben. Letzteres ist als „Zwei-Zugleich-Drucken" bekannt. Das Drucken
von zwei Bögen
zugleich betrifft das Drucken von zwei Bildern Seite an Seite auf
demselben großen
Blatt (wie etwa der 11''×17''-Bogen
des vorhergehenden Beispiels). Daraufhin, nachdem der Bogen bedruckt
ist, wird dieser einem Schneidemodul (nicht gezeigt) zugeführt, das
den Bogen in zwei kleinere Bögen
(8,5''×11'')
zerschneidet. Dieses Verfahren verdoppelt effektiv die Ausgabegeschwindigkeit
des Druckers.
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In
dem Fall, in dem ein großer
Bogen erzeugt wird, sollten die zwei in 5 gezeigten
Scheiben kein Problem haben, den Bogen in eine Ablage oder einen
anderen Bogenempfangsbehälter
zu leiten. Wenn jedoch zwei Bögen
in den Stapler gleichzeitig einlaufen (s. 6) und jeder
Bogen nur unter Kontrolle einer einzigen Scheibe ist, werden die
Bögen oft
entweder aus der Scheibe herausfallen oder sich bewegen, während sie
durch die Scheibe transportiert werden. Beide Möglichkeiten erzeugen einen Stapel
von geringer Qualität.
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Ausführungen
einer neuartigen Bogenstapelvorrichtung schließen eine Scheibeneinheit ein, die
vier im Wesentlichen identische drehbare Scheiben 100, 102, 104, 106 aufweist,
die vier getrennte Spalten ausbilden wie beispielsweise in 7 ersichtlich.
Die vier Scheiben sind alle auf einer Welle 108 verbunden.
Die Welle 108 wird wiederum durch eine Scheibenrotationseinrichtung
rotiert, die funktionsmäßig mit
der Welle verbunden ist. Die Scheibenrotationseinrichtung kann ein
Schrittmotor 126 sein, wie in 7 und 8 gezeigt.
Wenngleich ein Schrittmotor für
die Zwecke der vorliegenden Erfindung verwendet wurde, werden dem
Fachmann andere Scheibenrotationseinrichtungen bekannt sein.
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Die
Verwendung von vier Scheiben 100, 102, 104, 106 in
einer Scheibenstapeleinrichtung erlaubt es, jeden aus einem Paar
von „zwei
zugleich" Bögen (120, 122)
zugleich von zwei Scheiben zu invertieren und daher unter vollständiger Kontrolle
zu halten, während
die Scheiben in Bewegung sind. Die zwei Bögen erreichen eine Endbearbeitungseinrichtung „zwei zugleich", wenn sie im Wesentlichen
dieselben Abmessungen aufweisen und sie bei der Einrichtung im Wesentlichen
zur selben Zeit ankommen.
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Weil
alle vier Scheiben auf derselben Welle 108 angebracht sind
und durch den Schrittmotor 126 gesteuert werden, ist eine
Fehljustierung der Scheiben nicht wahrscheinlich. Weiterhin kann
dieser Stapelmechanismus immer noch dazu verwendet werden, um größere Bögen 124 (wie
in 8 gezeigt) genauso einfach wie vorher zu stapeln,
obwohl jetzt der große
Bogen, der „Einer
zugleich" ankommt,
und der Kontrolle von allen vier Scheiben zugleich steht.
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In
Ausführungen
können
die Scheiben ebenso derart positioniert sein, dass jedes Paar der
Scheiben, die einen Bogen transportieren, im Wesentlichen symmetrisch
um die Mitte von jeder der einlaufenden Kanten von jedem Bogen angeordnet
ist. Diese Ausführung
ist in 7 gezeigt. Um sicherzustellen, dass jeder der
resultierenden geschnittenen Bögen
von gleicher Größe ist,
werden die einzelnen großen
Bögen mittig
ausgerichtet. Nach dem Trennen tendieren die „zwei-zugleich" Bögen dazu,
um eine Linie mittig ausgerichtet zu sein, die senkrecht zu der Führungskante
des Bogens ist und die auf halbem Weg zwischen diesen angeordnet
zu ist. Daher wurden die Scheiben derart angeordnet, dass diese
sowohl einen einzigen großen
Bogen, der „einer
zugleich" ankommt
als auch jeden aus einem Paar von kleinen Bögen, die „zwei zugleich" ankom men, symmetrisch
rotieren. Es ist jedoch anzumerken, dass die hier beschriebenen
Ausführungen
nicht auf symmetrisch angeordnete Scheiben begrenzt sind.
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In
den Fällen,
in denen zwei getrennte Stapel erzeugt werden, werden die Seite
an Seite befindlichen Stapel sich in enger Nachbarschaft zueinander befinden
und wenn kein interner Trenner zwischen den beiden Stapeln vorhanden
ist, ist es immer noch möglich,
dass Bögen
fehljustiert sind und eine geringe Stapelqualität erzeugen.
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Um
diesem Problem zu begegnen, enthalten Ausführungen ebenso einen rückziehbaren
Trenner 110, der verwendet wird, um die Bögen in einem
Stapel einer Zwei-Stapel-Konfiguration
davon abzuhalten, auf den anderen Stapel zu fallen, nachdem diese die
Kontrolle der Scheibe verlassen haben, oder verwendet werden, um
zu verhindern, dass Bögen
gegeneinander schlagen, während
diese abgelegt werden. Der Trenner 110 ist derart angeordnet,
dass die Scheiben 100, 102, 104, 106 in
zwei getrennte Paare (100, 102) und (104, 106)
getrennt werden, wenn der Trenner 110 eingesetzt wird.
Dieser Trenner 110 dient dazu, sowohl jeden der Bögen (120, 122)
in seine richtige Stapellage zu führen, als auch als eine Wand
zu dienen, um dagegen auszurichten, sodass jeder der Bögen an dieselbe
Stelle kommen wird. Dieser Trenner 110 sollte rückziehbar
sein, um zu ermöglichen,
dass größere Bögen gestapelt
werden können,
ohne von dem Trenner beeinträchtigt
zu werden. Damit schließen
Ausführungen
einen Betätigungsmechanismus 112 ein,
der funktionsmäßig mit dem
Trenner 110 verbunden ist, um den Trenner 110 auszufahren
und zurückzuziehen.
Der Betätigungsmechanismus
ist wiederum mit einer Steuerung 128 verbunden, die ein
Signal zu dem Betätigungsmechanismus
führt,
um den Trenner 110 auszufahren, wenn zwei Blätter in
die Stapelvorrichtung gelangen.
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Der
Betätigungsmechanismus 112 kann
einer von vielen Typen sein, die im Stand der Technik bekannt sind,
einschließlich,
aber nicht begrenzt auf einen einfachen mechanischen Hebel, oder
elektromechanische Einrichtungen, die Spulen oder Nockensysteme
verwenden.
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Die
Steuerung 128 kann irgendeine aus einer Vielfalt von Steuerungsmechanismen
sein. Sie kann beispielsweise ein elektrischer oder mechanischer
Schalter sein, den der Nutzer durch Betätigung einer Taste oder Bewegung
eines Hebels an einem Steuerpult einfach öffnet oder schließt. Sie
kann ebenso, beispielsweise, ein logischer Schaltkreis sein, der
mit einem Sensor verbunden ist. Der Sensor kann beispielsweise zwei
Blätter detektieren,
die im Modus "Zwei-Zugleich" kommen, die Breite
eines einlaufenden Bogens, oder möglicherweise irgendeine dritte
Variable detektieren. Der Sensor kann ein Signal senden, das diese
Information an die Steuerung überträgt, die
wiederum ein Signal an den Betätigungsmechanismus
sendet, um den Trenner auszufahren oder zurückzuziehen, abhängig davon,
welches Signal die Steuerung von dem Sensor erhält. Die Steuerung 128 kann
Teil der Stapelvorrichtung sein oder Teil eines Druckers oder einer
Kopiermaschine. Die Steuerung kann ebenso die CPU eines Rechners
sein, der mit dem Drucker verbunden ist. Die Natur der Steuerung
sollte nicht als begrenzend angesehen werden.
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Zusätzlich zu
dem rückziehbaren
Trenner können
Ausführungen
der Scheibenstapeleinheit 20 ebenso einen Dämpfmechanismus
oder "Dämpfer" einschließen. Seitliche
Dämpfungsmechanismen
wie etwa Seiten- oder Rückseitendämpfungsmechanismen
können
verwendet werden, um sicherzustellen, dass die Bögen gerade und ordentlich auf
dem Stapel geordnet werden.
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Ein
Beispiel eines Dämpfungsmechanismus 40 ist
in den 3 und 4 gezeigt. Dieser bestimmte
Dämpfungsmechanismus 40 dämpft jeden einkommenden
Bogen seitenweise (seitlich) in seinen richtigen Stapel, ohne die
Stapelkante zu dämpfen,
um nicht mit dem Offset mehrerer Sätze zu interferieren. So werden
alle einkommenden Bögen
zu einem Zeitpunkt gedämpft.
Das veranschaulichte seitliche Dämpfungssystem 40 für die einkommenden Bögen wird
hier so gezeigt, dass dieses durch eine Nocke 42 über schwenkbare
Hebelarme von dem Bogeneingabe-Antriebssystem angetrieben wird. Obwohl
dieses ebenso durch eine Spule angetrieben werden könnte, und
federgespannt in der Außenposition
oder Nichtdämpfungsposition,
wird die Bewegung des Dämpfers 40 vorzugsweise
eine Rampe aufweisen, um eine gesteuerte Beschleunigungsbewegung
durch die Nocke 42 oder ähnliches aufzuweisen, um die
Bogenträgheit
besser zu kontrollieren. Die Form der Antriebsnocke 42 des
Dämpfers 40 kann
eine bessere Steuerung der Blattträgheit bereitstellen. Für das Dämpfen von
Enden von Bögen
variabler Lange kann ein Dämpfer
mit mehreren Positionen mit einem programmierbaren Schrittmotor
verwendet werden.
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Die
vorstehende Beschreibung soll ein Beispiel eines seitlichen Dämpfungsmechanismus
veranschaulichen. Es können
jedoch viele andere Dämpfungsmechanismen
mit der Erfindung verwendet werden.