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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Diese
Erfindung bezieht sich allgemein auf elektrostatografische Reproduktionsmaschinen
und insbesondere auf eine selbstanpassende Rolle zum einfachen Zuführen von
Bögen verschiedenen
Blattgewichts, welche verschiedene unterschiedliche tangentiale
Widerstandskräfte
beim Zuführen
erzeugen.
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Üblicherweise
werden Bogenzuführrollen
in Blattzuführungen
und Versorgungsvorrichtungen vom Typ mit Reibungseffekt eingesetzt,
um das oberste Blatt von einem Stapel derartiger Blätter zu einem
Verzögerungsmechanismus
als Ergebnis einer Nettoreibungskraft zu bewegen. Der Verzögerungsmechanismus
ermöglicht
danach einem einzelnen Substrat oder Blatt zu einem Zeitpunkt durch
den Verzögerungsmechanismus
durchzulaufen. Einige derartiger Blattzuführrollen sind aus elastomerischem
Material hergestellt. Diese Rollen weisen eine relativ hohe Fehlerrate
auf, aufgrund des Verlustes eines passenden Reibungskoeffizienten
aufgrund von Verschmutzung, Schutzaufbau, ebenso wie Abnützung und
Abriss.
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Andere
derartiger Blattzuführrollen
gibt es in der Form einer Folge von mit Metallnägeln versehenen Rädern, welche
die Wirkung haben, das oberste Blatt in dem Stapel zu fassen oder
zu stechen und dasselbe in den Reibungsverzögerungsmechanismus zu bewegen.
Eine benagelte Rolle dieses Typs funktioniert gut für die meisten
Substrat- oder Blatttypen und weist eine lange Lebensdauer der Rolle
auf, jedoch verarbeitet die benagelte Rolle keine Substrate oder
Blätter
hoher Dichte sehr gut, aufgrund einer Fähigkeit, die Oberfläche von
derartigen Substraten oder Blättern
zu durchdringen. Ebenso verarbeitet die benagelte Rolle Transparente
nicht zufriedenstellend. Weiterhin kann die benagelte Rolle Kratzer
in der Oberfläche
der Substrate oder Blätter,
welche mit hohen Zuführraten
zugeführt
werden, hinterlassen.
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Wenn
eine rotierende Rolle verwendet wird, um die Blätter oder das Papier durch
eine Reibungskraft zwischen dem Blatt und der Rolle zuzuführen, ist
die maximal erreichbare Zuführkraft
durch das Produkt der Normalkraft und dem Reibungskoeffizient zwischen
der Rolle und dem Blatt festgelegt, welches ein Papierblatt, Transparent,
etc. sein kann. Weil der Reibungskoeffizient in seiner Natur unsicher ist,
wird die maximal erreichbare Zuführkraft
hauptsächlich
durch die Normalkraft festgelegt. Wenn die erforderliche Zuführkraft
ansteigt, beispielsweise aufgrund von Vergrößerung in dem Blattgewicht
und der Steifigkeit, bedeutet dies, dass die Normalkraft sich selbst
anpassend vergrößern sollte
oder dementsprechend vergrößert werden
sollte, um ein zuverlässiges
Zuführen
aufrechtzuerhalten.
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In
den meisten Maschinen, welche Blattzuführvorrichtungen verwenden,
welche Blattzuführrollen
einschließen,
ist unglücklicherweise
die Normalkraft typischerweise auf einen festgelegten optimalen Wert
eingestellt, um die besonderen Anforderungen der Auslegung zu berücksichtigen
und es müssen teure
ausgleichende Komponenten in den Blattzuführrollen eingeschlossen werden,
wenn die Normalkraft verändert
werden soll. Blattzuführprobleme
wie etwa Blattfehlzuführung
und Vielfachzuführung
sind immer noch häufig.
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US 3,484,099 beschreibt
eine Baugruppe zum rotierenden Blattzuführen und Trennen. Die Baugruppe
zum rotierenden Blattzuführen
und Trennen schließt
eine kreisförmige
Zuführrolle
ein, welche mittig über
einer berührenden
Trennrolle angeordnet und auf beiden Seiten durch eine kreisförmige Blattgreifrolle
flankiert ist. Die Blattgreifrollen schließen federnde Zähne ein,
welche ausgebildet sind, den Berührungsdruck
mit einem zugeführten
Blatt zu vergrößern, wenn
Blattwiderstand oder Rollendurchrutschen stattfindet und um ein
derartiges Blatt freizugeben, wenn dasselbe durch weiterfördernde
Rollen gegriffen wird.
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US 4,420,149 beschreibt
einen automatischen Originaldokumentenzuführer für einen elektrofotografischen
Kopierer. Der Zuführer
schließt
ein Paar von axial beabstandeten Reibungszuführrollen ein. Die Zuführrollen
weisen relativ weiche Arbeitsoberflächen auf und sind mit Zähnen gezahnt,
welche in der Förderrichtung
gekippt sind, um eine stärkere Greifwirkung
zu erzielen.
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DE
134455-C beschreibt eine Vorrichtung zum Abheben eines einzelnen
Blattes von Blattstapeln. Die Vorrichtung schließt Rollen ein, welche mit Hülsen eines
federnden Materials bedeckt sind. Die Hülsen weisen eingebaute zahnähnliche
Elemente auf.
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WO
03016187-A beschreibt eine Einrichtung zum Querschneiden von Faserbahnen.
Die Einrichtung schließt
einen Bremszylinder ein, welcher einen zylindrischen Basiskörper umfasst.
Auf der Oberfläche
des zylindrischen Basiskörpers
ist eine Struktur mit schneidenförmigen
Elementen angeordnet, welche aus einem elastischen Material hergestellt
sind und in radialer Weise vorstehen.
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Es
ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Blattzuführrolle
insbesondere in Bezug auf eine zuverlässigere Zuführwirkung im Fall von Blättern von
verschiedenen und unterschiedlichen Blattgewichten zu verbessern.
Dieses Ziel wird durch Bereitstellen einer selbstanpassenden Blattzuführrolle
gemäß Anspruch
1 erreicht. Ausführungsformen
der Erfindung sind in den abhängigen
Ansprüchen
niedergelegt.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Die
vorstehenden und anderen Merkmale der vorliegenden Erfindung werden
mit dem fortschreitenden Lesen der Beschreibung, der Ansprüche und
mit den Zeichnungen offenbar:
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1 ist
eine schematische Seitenansicht einer elektrostatografischen Reproduktionsmaschine,
welche eine Blattvonats- und Zuführvorrichtung enthält, welche
eine selbstanpassende Blattzuführrolle
der vorliegenden Erfindung einschließt;
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2 ist
eine schematische Veranschaulichung der Blattvonats- und Zuführvorrichtung
der 1;
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3 ist
eine schematische Veranschaulichung der Befestigung der selbstanpassenden
Blattzuführrolle
der vorliegenden Erfindung relativ zu einer feststehenden Blattzuführebene;
und
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4 ist
eine grafische Darstellung von vergleichenden Kraftbereichen zwischen
einer herkömmlichen
Blattzuführrolle
und der selbstanpassenden Blattzuführrolle der vorliegenden Erfindung.
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Eingehende
Beschreibung der Erfindung
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Wenngleich
die vorliegende Erfindung nachfolgend im Zusammenhang mit einer
bevorzugten Ausführungsform
derselben beschrieben wird, ist anzumerken, dass es nicht beabsichtigt
ist, die Erfindung auf diese Ausführungsform zu beschränken. Im Gegensatz
dazu ist beabsichtigt, alle Alternativen, Abwandlungen und Äquivalente
wie sie im Umfang der Erfindung gemäß den anhängigen Ansprüchen eingeschlossen
ist, abzudecken.
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Für ein allgemeines
Verständnis
einer elektrostatografischen Reproduktionsmaschine, in welcher die
Merkmale der vorliegenden Erfindung enthalten sein können, wird
auf die 1 Bezug genommen, welche schematisch
die verschiedenen Komponenten derselben darstellt. Nachfolgend werden gleiche
Bezugszeichen durchgehend angewandt, um identische Elemente zu bezeichnen.
Obwohl die Vorrichtung zum Befördern
von Blättern
entlang eines vorbestimmten Weges besonders gut geeignet ist für die Verwendung
in einer elektrostatischen Reproduktionsmaschine der 1,
sollte es aus der nachfolgenden Erörterung offensichtlich werden,
dass dieselbe ebenso gut geeignet ist für die Verwendung in einer großen Vielfalt
von Einrichtungen und dieselbe nicht notwendigerweise begrenzt ist
auf die Anwendung in der bestimmten hier gezeigten Ausführungsform.
Beispielsweise wird die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung nachfolgend
mit Bezug auf das Fördern
von aufeinanderfolgenden Substraten oder Blättern wie etwa Kopierblättern beschrieben,
wobei der Fachmann jedoch würdigen
wird, dass dieselbe ebenso zum Fördern
von aufeinanderfolgenden Originaldokumenten angewandt werden kann.
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Da
elektrostatografische Maschinen im Stand der Technik wohlbekannt
sind, sind die verschiedenen Prozessstationen zur Erzeugung einer Kopie
eines Originaldokumentes in der 1 schematisch
dargestellt. Jede Prozessstation wird nachfolgend kurz beschrieben.
Wie in allen elektrostatografischen Reproduktionsmaschinen von dem
dargestellten Typ wird eine Walze 10, welche eine fotoleitende
Oberfläche 12 aufweist,
welche um dieselbe angeordnet und auf der äußeren Umfangoberfläche eines
leitfähigen Substrats
oder Blattes befestigt ist, in der Richtung des Pfeiles 14 durch
die verschiedenen Prozessstationen gedreht.
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Anfänglich dreht
die Walze 10 einen Abschnitt der fotoleitenden Oberfläche 12 durch
eine Ladestation A. Die Ladestation A verwendet eine herkömmliche
Korona erzeugende Einrichtung allgemein mit dem Bezugszeichen 16 bezeichnet,
um die fotoleitende Oberfläche 12 auf
ein relativ hohes, im Wesentlichen gleichförmiges Potenzial aufzuladen. Nachfolgend
dreht die Walze 10 den geladenen Abschnitt der fotoleitenden
Oberfläche 12 zu
der Belichtungsstation B. Die Belichtungsstation B schließt einen
Belichtungsmechanismus ein, allgemein mit dem Bezugszeichen 18 bezeichnet,
welcher eine feststehende transparente Platte, wie etwa eine Glasplatte oder ähnliches,
zum Tragen eines Originaldokuments auf derselben aufweist. Lampen
beleuchten das Originaldokument. Das Abtasten des Originaldokuments
wird durch Oszillieren eines Spiegels in zeitlicher Abstimmung mit
der Bewegung der Walze 10 erreicht oder durch Bewegen der
Lampen und einer Linse über
das Originaldokument, so dass aufeinanderfolgende Lichtbilder erzeugt
werden, welche durch eine Öffnung
auf den geladenen Abschnitt der fotoleitenden Oberfläche 12 projiziert
werden. Die Bestrahlung des geladenen Abschnittes der fotoleitenden
Oberfläche 12 zeichnet
ein elektrostatisches, verborgenes Bild auf, welches den Informationsgebieten
entspricht, welche in dem Originaldokument vorhanden sind. Es ist
offenbar, dass elektronische Bilderzeugung von Seitenbildinformation
ebenso, wenn gewünscht,
verwendet werden kann.
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Die
Walze 10 rotiert das elektrostatische, verborgene Bild,
welches auf der fotoleitenden Oberfläche 12 aufgezeichnet
ist zu der Entwicklungsstation C. Die Entwicklungsstation C schließt eine
Entwicklereinheit ein, allgemein mit dem Bezugszeichen 20 bezeichnet,
welche ein Gehäuse
mit einem Vorrat von Entwicklermischung aufweist, welcher in derselben
vorhanden ist. Die Entwicklermischung umfasst Trägerkörnchen, an welchen Tonerpartikel
triboelektrisch anhaften. Vorzugsweise sind die Trägerkörnchen aus
einem magnetischen Material ausgebildet, wobei die Tonerpartikel
aus einem wärmesetzbaren Kunststoff
hergestellt sind. Die Entwicklereinheit 20 ist vorzugsweise
ein Entwicklersystem mit magnetischer Bürste. Ein System von diesem
Typ bewegt die Entwicklermischung durch ein ausgerichtetes Flussfeld,
um aus derselben eine Bürste
auszubilden. Das elektrostatische, verborgene Bild, welches auf
der fotoleitenden Oberfläche 12 aufgezeichnet
ist, wird dadurch entwickelt, dass dasselbe in Berührung mit
der Bürste
aus Entwicklermischung gebracht wird. Auf diese Weise werden die
Tonerpartikel elektrostatisch von den Trägerkörnchen zu dem verborgenen Bild gezogen,
wodurch ein Tonerpulverbild auf der fotoleitenden Oberfläche 12 ausgebildet
wird.
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Mit
weiterem Bezug auf die 1 wird ein Kopierblatt zu der Übertragungsstation
D durch die Blattvonats- und Zulieferungsvorrichtung 60 der
vorliegenden Erfindung (wie nachfolgend eingehend beschrieben) fortbewegt.
Wie gezeigt, bewegt die Vorrichtung 60 für Blattvorrat
und Blattzuführung
eines oder mehrere Kopierblätter
zu einer Verzögerungsspalte,
welche durch ein Band 63 und eine Verzögerungsrolle 66 ausgebildet
wird. Das Band 63 wird, wie dargestellt, für die Rotation
durch eine Antriebswalze 64 und eine Nachlaufwalze 65 abgestützt. Innerhalb der
Verzögerungsspalte
wendet die Verzögerungsrolle 66 eine
Verzögerungskraft
an, um jegliche vielfache Blätter
von dem zuzuführenden
Blatt abzuscheren und leitet dasselbe zu der Registrierungswalze 24 und
Nachlaufwalze 26. Die Registrierungswalze 24 wird
durch einen Motor (nicht gezeigt) in der Richtung des Pfeiles 28 angetrieben
und die Nachlaufwalze 26 rotiert in der Richtung des Pfeiles 38, weil
die Walze 24 in Berührung
mit derselben steht.
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Im
Betrieb arbeitet die Vorrichtung 60 für Blattvorrat und Zulieferung,
um das oberste Blatt von einem Stapel 36 derartiger Blätter in
die Registrierungswalzen 24 und 26 und gegen die
Registrierungsfinger 22 fortzubewegen. Die Finger 22 werden durch
herkömmliche
Einrichtung in zeitlicher Abstimmung mit einem Bild auf der Walze 12 derart
betätigt, dass
das Blatt, welches an den Fingern anliegt, zu der Walze in Synchronisation
mit dem Bild auf der Walze fortgeleitet wird. Das Blatt wird in
der Richtung des Pfeiles 43 durch einen Schacht, welcher
durch die Führungen 29 und 40 ausgebildet
wird, zu der Übertragungsstation
D fortbewegt.
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Um
weiter mit den verschiedenen Prozessstationen fortzufahren, schließt die Übertragungsstation
D eine Korona erzeugende Einrichtung 42 ein, welche Ionen
auf die Rückseite
des Kopierblattes aufsprüht.
Dies zieht das Tonerpulverbild von der fotoleitenden Oberfläche 12 auf
das Kopierblatt. Nach der Übertragung
des Tonerpulverbildes auf das Kopierblatt wird das Kopierblatt durch
einen Förderer 44 mit
Endlosband in der Richtung des Pfeiles 43 zu der Schmelzstation
E weiterbefördert.
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Die
Schmelzstation E schließt
eine Schmelzerbaugruppe, allgemein mit dem Bezugszeichen 46 bezeichnet,
ein. Die Schmelzerbaugruppe 46 schließt eine Schmelzwalze 48 und
eine Andruckwalze 49 ein, welche eine Spalte zwischen denselben festlegt,
durch welche das Kopierblatt durchläuft. Nachdem der Schmelzprozess
abgeschlossen ist, wird das Kopierblatt zu dem Auffangbehälter 54 durch
die Walzen 52 weiter befördert, welche von demselben
Typ, wie die Registrierungswalzen 24 und 26 sein
können.
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Nachdem
das Kopierblatt von der fotoleitenden Oberfläche 12 abgetrennt
ist, verbleiben unvermeidlich etwas restliche Tonerpartikel auf
derselben anhaftend zurück.
Diese Tonerpartikel werden von der fotoleitenden Oberfläche bei
der Reinigungsstation F entfernt. Die Reinigungsstation F schließt eine Korona
erzeugende Einrichtung (nicht gezeigt) ein, welche eingerichtet
ist, die verbleibende elektrische Ladung auf der fotoleitenden Oberfläche 12 und
diejenige der restlichen Tonerpartikel zu neutralisieren. Die neutralisierten
Tonerpartikel werden nachfolgend von der fotoleitenden Oberfläche 12 durch
eine drehbar angebrachte faserige Bürste (nicht gezeigt) in Berührung mit
derselben gereinigt. Nachfolgend auf die Reinigung flutet eine Entladungslampe
(nicht gezeigt) die fotoleitende Oberfläche 12 mit Licht,
um jegliche restliche elektrostatische Ladung, welche auf derselben
verblieben ist, vor Aufladung derselben für den nachfolgenden bilderzeugenden
Zyklus zu entfernen.
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Mit
nachfolgenden Bezug auf den spezifischen Gegenstand der vorliegenden
Erfindung stellen die 2 bis 4 eine selbstanpassende
Rolle 100 der vorliegenden Erfindung detaillierter dar,
wie dieselbe in der Vorrichtung 60 für Blattvorrat und Blattzuführung verwendet
wird. Wie veranschaulicht, ist die Vorrichtung 60 für Blattvorrat
und Blattzuführung
für Oberseitenblattabzug
beispielsweise über einem
Stapel 36 von Blättern
angeordnet, welche auf einer Plattform oder festen Oberfläche 61 gelagert sind,
wobei die feste Oberfläche 61 eine
Blattrückhaltewand 62 aufweist,
welche an derselben angebracht ist. Wie in 2 gezeigt,
umfasst die Vorrichtung 60 für Blattvorrat und Blattzuführung beispielsweise
eine erste Rolle 72, welche mit einer Steuerung 90 (1) verbunden
ist und von dieser gesteuert wird. Wie gezeigt, ist die erste Rolle 72 auf
einer Welle 73 angebracht, welche mit einer Einwegkupplung
(nicht gezeigt) verbunden ist, wobei die Welle 73 für eine Rotation
in der Richtung des Pfeiles 80 durch einen geeigneten Motor
(nicht gezeigt) eingerichtet ist. Die erste Walze 72 steht
in Antriebsberührung
mit der selbstanpassenden Blattzuführrolle 100 der vorliegenden
Erfindung (wie sie nachfolgend eingehend beschrieben wird), welche
auf einer Welle 75 zur Rotation in der Richtung des Pfeiles 81 angebracht
ist.
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Die
zwei Rollen 72 und 100 sind Berührungsweise
zueinander durch eine Feder 76 verbunden, welche an den
Wellen 73 und 75 angebracht ist. Die Feder erhält eine
Berührung
zwischen den Rollen aufrecht und die Welle 73 der Rolle 72 befindet
sich in fester Position, während
die Welle 75 der Rolle 100 beweglich ist für eine sich
anpassende und kontrollierte Anbringung relativ zu der Blattzuführebene 102. Wie
dargestellt, ist die selbstanpassende Blattzuführrolle 100 drehbar
in der Richtung des Pfeiles 81, um das oberste Blatt SS
von dem Stapel 36 der Blätter zuverlässig abzuziehen, welche viele
und verschiedene Blattgewichte aufweisen können.
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Bei
einer Blattzuführvorrichtung,
wie etwa der Vorrichtung 60 für Blattvorrat und Blattzuführung, hängt eine
ideale Normalkraft Fn auf die Blattzuführrolle wie etwa die Rolle 100 von
dem Gewicht des zuzuführenden
Blattes ab. Wenn sich das Blattgewicht vergrößert, so vergrößert sich
die ideale Normalkraft Fn durch die Zuführrolle. Bei herkömmlichen
Zuführrollen
ist die Normalkraft Fn unglücklicherweise
und typischerweise auf einen konstanten Wert eingestellt und kann
auf einfache Weise nicht angepasst werden, wenn sich das Blattgewicht ändern sollte.
Bei einer Vorrichtung mit derartigen herkömmlichen Zuführrollen
treten leicht Zuführfehler
für Blätter mit
großem
Gewicht auf, wenn die Normalkraft für Blätter von geringem Gewicht eingestellt
ist. Wenn andererseits die Normalkraft für Blätter von hohem Gewicht eingestellt
ist, treten leicht Fehler von vielfacher Blattzuführung für Blätter von
geringem Gewicht auf.
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Daher
wird gemäß der vorliegenden
Erfindung eine selbstanpassende Blattzuführrolle 100 bereitgestellt
zum zuverlässigen
Zuführen
von Blättern SS
von vielen und unterschiedlichen Blattgewichten entlang einem Blattweg
oder Richtung 104 in einer Blattzuführvorrichtung 60.
Die selbstanpassende Blattzuführrolle 100 schließt (a) einen
zylindrischen Kern 106 mit einer Längsachse 108 und einer äußeren Oberfläche 110;
(b) eine nachgiebige Oberflächenschicht 112,
welche über
der äußeren Oberfläche 110 des
zylindrischen Kerns ausgebildet ist und welche eine externe Oberfläche 114 und
eine gegebene Schichtdicke TL aufweist; und (c) eine Folge von beabstandeten,
nicht radialen Einschnitten 118, welche von der externen
Oberfläche 114 in
die nachgiebige Oberflächenschicht 112 ausgebildet
sind und eine Folge von beabstandeten Lamellenabschnit ten 120 in
der nachgiebigen Oberflächenschicht
festlegen. Die Folge von beabstandeten Lamellenabschnitten 120 sind
als solche geeignet, sich während der
Blattzuführung
anpassend zusammenzudrücken und
zu deformieren gegen und in Reaktion auf Blätter SS von vielen und unterschiedlichen
Blattgewichten, wodurch die Normalkraft ebenso angepasst wird, wie die
Blattantriebskraft Fd derselben. Dies ermöglicht auf diese Weise ein
zuverlässiges
Zuführen
von derartigen Blättern
von vielen und unterschiedlichen Blattgewichten in der Blattzuführvorrichtung.
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Jeder
Schlitz 118 aus einer Folge von Schlitzen erstreckt sich
längsseitig
in Bezug auf die Längsachse 108 des
zylindrischen Kerns 106. Zusätzlich weist jeder Schlitz 118 aus
einer Abfolge von Schlitzen eine nichtradiale Tiefe L1 auf, welche
größer ist als
die gegebene Schichtdicke TL der nachgiebigen Oberflächenschicht 112.
Die nachgiebige Oberflächenschicht 112 besteht
beispielsweise aus einem Elastomermaterial. Die äußere Oberfläche 110 des zylindrischen
Kerns 106 ist fest und widersteht Druck und Deformation.
Die nichtradiale Struktur der Abfolge von Schlitzen ist derart,
dass jeder der kompressibel deformierbaren Lamellenabschnitte 120 durch benachbarte
Schlitze 118 aus der Serie von Schlitzen festgelegt wird,
und jeder Lamellenabschnitt der Serie von Lamellenabschnitten eine
erste Seite 122 und eine zweite Seite 124 aufweist.
Während
der Rotation für
die Blattzulieferung bildet die zweite Seite 124 einen
Blattzuführwinkel 126 mit
einer Tangente an die externe Oberfläche der nachgiebigen Oberflächenschicht
aus. Der Blattzuführwinkel 126 ist
in einer Ausführungsform
ein spitzer Winkel.
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Mit
anderen Worten schließt
die selbstanpassende Blattzuführrolle 100 einen
zylindrischen Kern 106 ein, welcher eine feste äußere Oberfläche 110 aufweist,
und die nachgiebige Oberflächenschicht 112 ein.
Dieselbe schließt
ebenso eine Folge von beabstandeten, nicht radialen Schlitzen 118 ein, welche
in die nachgiebige Oberflächenschicht 112 eingeschnitten
sind, welche eine Folge von dicken, nachgiebigen, nicht radialen
Lamellen oder Lamellenabschnitten 120 festlegen. Die dicken,
nachgiebigen Lamellen oder Lamellenabschnitte 120 sind kompressibel
deformierbar während
der Blattzuführung
zum Selbstanpassen sowohl der Normalkraft Fn als auch der Antriebskraft
Fd der selbstanpassenden Blattzuführrolle in Reaktion gemäß Unterschieden
in der Steifigkeit des Typs von zugeführten Blättern.
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Vorteilhafterweise
kann der Bereich von Blatttypen und Gewichten oder Steifigkeiten
stark ausgedehnt werden. Die selbstanpassende Blattzuführrolle 100 ist
ebenso vorteilhaft zur Verminderung der Verschmutzung auf derselben,
ebenso wie jeglicher resultierender Bildverschmierung, weil die
Normalkraft Fn sich "gerade
richtig" für ein gegebenes Blattgewicht
einstellt (siehe Diagramm der 4) und wegen
der Änderung
ihrer Lamellen zwischen deren komprimiertem und deformiertem Zustand, wenn
in Berührung
mit einem zu fördernden
Blatt und in deren freiem Zustand beim Austritt aus der Blattzuführzone.
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Die
selbstanpassende Blattzuführrolle 100 ist
daher aufgebaut und angebracht, um die Normalkraft Fn zu vergrößern, wenn
der tangentiale Widerstand Ft auf die Zuführbewegung sich für jedes
Blatt vergrößert. Die
nachgiebigen dicken Lamellen oder Lamellenabschnitte 120,
wie sie entlang des Umfanges der selbstanpassenden Blattzuführrolle 100 ausgebildet
sind, weisen die erste Seite 122 und die zweite Seite 124 auf.
Die selbstanpassende Blattzuführrolle 100 ist
derart angebracht, dass die zweite Seite 124 von jeder
Lamelle 120 der Blattzuführrichtung 104 gegenüberliegt
oder zu dieser zeigt, und derart, dass die zweite Seite 124 einen
Blattzuführwinkel 126 mit
einer Tangente oder mit der Blattzuführebene 102 ausbildet.
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Wie
schematisch in der 2 veranschaulicht, neigt während der
Blattzuführung
jede Lamelle 120, welche in Berührung mit dem zuzuführenden Blatt
steht, dazu und wird reagieren durch Zusammenpressen und Deformieren,
wenn sich die tangentiale Widerstandskraft Ft vergrößert. Der
Grund hierfür
besteht darin, dass der Abstand oder die Schichtdicke TL zwischen
der äußeren Oberfläche 110 des Rollenkerns 106 und
der Berührungsebene
oder Blattzuführebene 102 konstant
verbleibt und gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung kleiner gemacht wird als die Länge L1 der
zweiten Seite 124 von jedem nachgiebigen Lamellenabschnitt 120.
Als solches wird dieser zusätzliche
Abschnitt von jeder Lamelle, welche größer als der Abstand TL ist,
deformiert, wenn das zusätzliche
Lamellenmaterial, welches derartigen Abschnitt ausbildet, nach innen
gedrückt
wird, um in die Blattzuführzone
zu passen und durch dieselbe zu laufen. Daher vergrößert sich
die Normalkraft Fn auf der selbstanpassenden Blattzuführrolle 100 in
Reaktion auf und selbstanpassend, wenn der tangentiale Widerstand
Ft sich aufgrund der Anpassung des zusätzlichen Materials auf jedem Lamellenabschnitt 120 vergrößert.
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Wie
in 3 gezeigt, wird die selbstanpassende Blattzuführrolle 100 beispielsweise
gegen den Uhrzeigersinn (counter-clockwise: CCW) angetrieben, um
die Blätter
SS in einer Blattzuführrichtung 104 beispielsweise
nach rechts zuzuführen.
Jede nachgiebige, dicke Lamelle 120 ist beispielsweise aus
einem Elastomermaterial hergestellt und wird bei einem spitzen Blattzuführwinkel 126 relativ
zu der Blattzuführebene 102 wie
gezeigt gekippt. Der Blattförderwinkel 126 kann
beispielsweise 50° betragen. Die
Höhe von
jeder Lamelle 120, welche gleich zu der Dicke TL der Oberflächenschicht 112 ist
und gleich dem Abstand zwischen der äußeren Oberfläche 110 des
Rollenkerns 106 und der Blattzuführebene 102, ist in
ihrer Größe geringer
als die Dimension L1 der zweiten Seite 124 von jeder Lamelle.
Beispielsweise kann die Blatthöhe
1,5 mm betragen, der Radius der äußeren Oberfläche 110 des
Rollenkerns kann 8,5 mm betragen, und daher ist der Radius der externen
Oberfläche 114 der
selbstanpassenden Blattzuführrolle 100 10
mm.
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Wie
in der 4 grafisch veranschaulicht, wird sich die Lamelle 120 nach
rückwärts biegen
und daraufhin wird deren radiale Länge länger als die Dicke TL der Oberflächenschicht
aufgrund dieser Biegung, wenn die tangentiale Widerstandskraft Ft
(welches die Kraft ist, welche auf die externe Oberfläche 114 von
jedem Blatt der selbstanpassenden Zuführrolle 100 durch
das zuzuführende
Blatt angewandt wird) auf jede Lamelle 120 ausgeübt wird.
Weil der Abstand oder die Entfernung TL zwischen der äußeren Oberfläche 110 des
Kernes 106 und der Blattzuführebene 102 konstant
gehalten wird, wird eine derartige Vergrößerung verhindert und daher
muss sich die Normalkraft Fn (oder Druck) in Anpassung vergrößern, wenn
das zusätzliche
Material der Lamelle 120 in den Abstand TL gepresst wird.
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Aus
einem Studium der Spannungsverteilung um das Berührungsgebiet von jeder Lamelle 120 mit
einem Blatt in der Blattzuführebene 102 wurde herausgefunden,
wie in der 3 veranschaulicht, dass jede
derartige Lamelle 120 in einem Gebiet 128 auf
der Lamelle deformiert wird, welches in eine Richtung entgegen der
Richtung 104 der Blattzuführung weist. Es wurde herausgefunden,
dass die Größe der Deformation
von der tangentialen Widerstandskraft Ft derart abhängt, dass,
wenn die Antriebskraft Fd, welche erforderlich ist, die tangentiale
Widerstandskraft Ft zu überwinden,
vergrößert wird,
die Lamellendeformation ebenso vergrößert wird, wodurch ebenso selbstanpassend
die Normalkraft Fn vergrößert wird.
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Die
Kurve 132 in 5 ist eine Darstellung der
Antriebskräfte
durch die selbstanpassende Blattzuführrolle 100 der vorliegenden
Erfindung und veranschaulicht grafisch eine Beziehung zwischen der Normalkraft
Fn und der tangentialen Widerstandskraft Ft bei der Verwendung der
selbstanpassenden Blattzuführrolle 100 der
vorliegenden Erfindung. Zum Vergleich ist ebenso eine ähnliche
Kurve 136 der Antriebskräfte durch eine übliche oder
herkömmliche Blattzuführrolle
gezeigt. Die Kurve 134 besteht aus der Widerstandskraft
Fs des übrigen
Stapels von Blättern
auf das oberste zuzuführende
Blatt sowohl im herkömmlichen
Fall und demjenigen der selbstanpassenden Blattzuführrolle 100 der
vorliegenden Erfindung. Wie ersichtlich, ist im Fall der Kurve 136 der herkömmlichen
Blattzuführrolle
die Normalkraft F'n' fest oder konstant.
Im Fall der selbstanpassenden Blattzuführrolle 100 besteht
jedoch eine erhebliche Empfindlichkeit, und daher Variation in der
Normalkraft Fn relativ zu der tangentialen Widerstandskraft Ft.
Eine derartige Variation der Normalkraft ermöglicht und erlaubt vorteilhafterweise
eine Ausdehnung hinsichtlich der Typen und der Steifheit von verschiedenen
Blättern,
welche die Vorrichtung 60 für Blattvorrat und Blattzuführung handhaben
kann.
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Es
ist anzumerken, dass in 4 die Normalkraft F'n' für
eine herkömmliche
Blattzuführrolle (Kurve 136)
unempfindlich gegenüber
der Blattzuführ-
oder Antriebskraft Fd ist, welche notwendig ist, um die Widerstandskraft
zu überwinden,
und daher bewegt sich der Betriebsbereich in Beziehung auf die tangentiale
Widerstandskraft F't' nur zwischen den Punkten
B und C entlang der Linie 136, was eine konstante Normalkraft
F'n' von ungefähr –1,25 N/mm darstellt.
Wie ebenso in der Zeichnung dargestellt, bezeichnet der Bereich
A-B auf der Kurve 134 die Widerstandskraft Ft auf das zuzuliefernde
Blatt von einem zweiten Blatt unter dem zuzuführenden Blatt, (unter der Annahme,
dass sich mehrere Blätter
unter der Blattzuführrolle
befinden). Wenn die selbstanpassende Blattzuführrolle 100 der vorliegenden
Erfindung verwendet wird, wird die Normalkraft Fn anpassend und
deren Bereich liegt zwischen den Punkten A und C entlang der Kurve 132 wenn
sich die derartige Normalkraft Fn selbst ändert aufgrund des Gewichtes
und daher der Steifheit des zuzuführenden Blatttypes.
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Weiterhin
wird bei der selbstanpassenden Blattzuführrolle 100 der vorliegenden
Erfindung die Dehnungsenergie auf der Rolle, aufgrund oder von reibungsmäßiger und
kompressibler Berührung
mit dem zuzuführenden
Blatt vorteilhafterweise konzentriert und begrenzt auf ausschließlich die
lokale Lamelle 120, welche die Zuführberührung mit dem derartigen Blatt
ausführt,
weil die Schlitze 118 die Lamellen 120 voneinander
trennen. Die Konzentration einer derartigen Spannungsenergie auf
eine einzelne Lamelle 120 verursacht, dass die bestimmte
Lamelle beim Verlassen der Zuführberührung schwingt,
wodurch verursacht wird, dass die Lamelle 120 dazu neigt,
jegliche verschmutzende Partikel auf demselben, wie etwa Staub,
abzuschütteln.
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Mit
weiterem Bezug auf die 4 besteht bei Verwendung der
selbstanpassenden Blattzuführrolle 100 der
vorliegenden Erfindung ebenso eine allgemeine und relative Verminderung
in dem Bereich der Normalkräfte,
welche für
die Blattzuführung
erforderlich sind. Dies wird beispielsweise durch den Unterschied
zwischen den hohen Normalkraftpunkten 138 auf der Kurve 136 für die herkömmliche
Blattzuführrolle,
und demjenigen 140 auf der Kurve 132 für die selbstanpassende
Rolle 100 der vorliegenden Erfindung. Eine derartige Reduktion
wird als günstig
erachtet. Beispielsweise wird beim Zuführen eines Blattes oder Dokumentes,
eine kleinere Normalkraft auf eine Blattzuführrolle in einer Spalte günstigerweise
dazu neigen, das potenzielle Problem der Bildverschmierung zu verringern,
wenn nicht zu vermeiden.