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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf ein Blattzuführverfahren.
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In Druckgeräten wie den hier beschriebenen werden
zu bedruckenden Blätter
von einem oder mehreren Vorratsbehältern in das Druckmodul eingeführt. Um
fehlerfrei zu arbeiten muss der Blattstapel innerhalb eines Bereiches
gehalten werden, bei dem der Zuführkopf
auf jedes einzelne Blatt fehlerfrei zugreift, es trennt und es zuführt. Verschiedene
Arten von Sensoren sind schon in Blattvorratsbehältern verwendet worden, um
den Blattstapel innerhalb eines vorbestimmten Zugriffsbereichs zu
halten. Zusätzlich
verwenden andere passive Arten von Blattvorratsbehältern einen
vorgespannten Behälter,
in dem der Blattstapel ständig
so gegen einen Abschnitt des Zuführkopfs
gedrückt
wird, dass immer ein Blatt zum Zuführen bereit ist.
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Bei den obigen Verfahren entstehen
insoweit Probleme, als oft ein Sensor oder Schalter auf gewellte
Kanten an den Blättern
nicht reagiert und ein falsches Signal gibt, was zu einem fehlerhaften
Zuführen
der Blätter
von Stapel führt.
Weil die mit einer passiven Feder bestückten Behälter immer ein Blatt zum Zugriff
bereithalten, sind sie im Einsatzspielraum der Gewichte und Typen
von Papier, welche wegen der festen Art der Federkraft im Behälter zugeführt werden
können,
etwas begrenzt.
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Es ist wünschenswert einen Blattzuführbehälter zu
haben, der eine große
Spannweite in den Fähigkeiten
der Papierzuführung
aufweist, jedoch über
keine elektrische Verbindungen und/oder Sensorschalter verfügt, die
falsche Signale von der Stapelhöhe
anzeigen und/oder wegen ununterbrochener Verbindung und erneuter
Verbindung, wenn ein Behälter
zum Auffüllen
offen steht, Zuverlässigkeitsprobleme
haben.
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US-A-5.033.731 beschreibt ein Steuerungssystem
zum Blattstapeln, mit einer Vorrichtung zur Stapelhöhenerfassung
im Mehrfachmodus und zur Blattanlieferung, in der ein erstes Signal
in Antwort auf ein Blatt erzeugt wird, das vom Stapel eingeführt wird,
und ein zweites getrenntes Signal beim Zustand des vollen Stapels
erzeugt wird.
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US-A-4.589.645 legt eine Dokumentensatztrennvorrichtung
und einen Stapelhöhensensor
offen, die eingerichtet sind, die bei bestimmten Sollhöhen Signale
erzeugen, um die Höhe
eines einzuführenden
Stapels anzuzeigen.
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US-A-3.981.497, CN-A-616.388 und EP-A-0.555.091
beschreiben alle Blattzuführsysteme,
bei denen die Höhe
einer Blattauflage nach Zuführung
jedes Blattes eingestellt wird, um das oberste Blatt auf der erforderlichen
Zuführhöhe zu halten.
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EP-A-0.783.138, welches einen Teil
des Standes der Technik nach Artikel 54(3) EPC darstellt, veranschaulicht
ein anderes System, bei dem der Blattstapel nach der Zufuhr einer
Anzahl von Blättern aufwärts bewegt
wird.
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Nach der vorliegenden Erfindung wird
ein Verfahren zum Zuführen
von Einzelblättern
von einem Blattstapel, der von einer Blattauflage getragen wird,
gemäß den beigefügten Ansprüchen zur
Verfügung
gestellt.
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Die vorliegende Erfindung wird mittels
Beispielen und mit Bezug zu den beigefügten Zeichnungen näher beschrieben
werden, wobei gilt:
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1 ist
ein schematischer Aufriss eines typischen elektrofotografischen
Druckgeräts
mit einer Steuerung der Stapelhöhe;
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2 ist
eine Detailansicht des die Stapelhöhe erfassenden Zuführkopfs
der vorliegenden Erfindung;
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3 ist
eine Draufsicht auf den die Stapelhöhe erfassenden Zuführkopfs
und des Sensormechanismus der vorliegenden Erfindung;
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4 ist
eine detaillierte Seitenansicht des Gleitsensormechanismus der vorliegenden
Erfindung;
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5 ist
die schematische Darstellung eines Aufzugsantriebs für eine Vielzahl
von Stapelhöhen-Erfassungsmechanismen,
die die vorliegende Erfindung benutzen;
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6 ist
eine schematische Darstellung eines Zuführantriebs für eine Vielzahl
von Stapeln, die die vorliegende Erfindung benutzen.
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Zum grundsätzlichen Verständnis der
Merkmale der vorliegenden Erfindung wird auf die Zeichnungen verwiesen.
In der Zeichnung sind ähnliche Bezugszeichen
durchgängig
verwendet worden, um identische Elemente zu bezeichnen. 1 bildet ein elektrofotografisches
Druckgerät
ab, das die Merkmale der vorliegenden Erfindung einbezieht. Aus
der folgenden Erläuterung
wird offensichtlich, dass die Steuerungsanordnung zur entfernten
Stapelhöhenertassung
der vorliegenden Erfindung in einer weiten Vielfalt von Vorrichtungen
eingesetzt werden kann und in seiner Anwendung nicht auf die hier
abgebildete besondere Ausführungsform
spezifisch begrenzt ist.
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Mit Bezug zu 1 der Zeichnungen wird ein Originaldokument
in einem Dokumentenfördergerät 27 am
Rastereingabescanner (RIS) platziert, das üblicherweise mit Bezugszeichen 28 gekennzeichnet ist.
Der RIS enthält
Dokumentenbeleuchtungslampen, eine Optik, einen mechanischen Scannantrieb und
einen Ladungskopplungsspeicher-Gruppierung (CCD). Der RIS erfasst
das ganze Originaldokument und wandelt es in eine Reihe von Rasterscannlinien um.
Die Information wird an ein elektronisches Subsystem (ESS) übergeben,
das einen unten beschriebenen Rasterausgabescanner (ROS) steuert.
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1 veranschaulicht
schematisch ein elektrofotografisches Druckgerät, das üblicherweise ein fotoleitfähiges Band 10 verwendet.
Das fotoleitfähige Band 10 ist
bevorzugt aus einem fotoleitfähigen
Material hergestellt, mit dem eine Grundschicht beschichtet wird,
die wiederum als Schicht auf einer verwindungssteifen Verstärkungsschicht
aufgebracht ist. Band 10 bewegt sich in Richtung von Pfeil 13,
um aufeinander folgende Abschnitte der Reihe nach durch die verschiedenen
Arbeitsstationen voranzutreiben, die um dessen Bewegungspfad herum
angeordnet sind. Band 10 wird über die Abstreifwalze 14, die
Spannwalze 16 und die Antriebswalze 20 geführt. Wenn
die Walze 20 sich dreht, befördert sie Band 10 in
Richtung von Pfeil 13.
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Zu Anfang durchläuft ein Abschnitt der fotoleitfähigen Oberfläche die
Ladestation A. Bei Ladestation A lädt eine Corona-Aufladevorrichtung,
die allgemein mit dem Bezugszeichen 22 bezeichnet wird,
das fotoleitfähige
Band 10 auf ein relativ hohes, im Wesentlichen gleichförmiges Potential
auf.
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An einer Belichtungsstation B empfängt eine Steuereinheit
oder ein elektronisches Untersystem (ESS), allgemein mit Bezugszeichen 29 bezeichnet, die
das erwünschte
Ausgabebild darstellenden Bildsignale und verarbeitet diese Signale,
um sie in eine kontinuierliche Farbton- oder Graustufenwidergabe des
Bildes umzuwandeln, welches zu einem modulierten Ausgabeerzeuger,
z. B. dem Rasterausgabescanner (ROS) mit Bezugszeichen 30, übermittelt wird.
ESS 29 ist bevorzugt ein eigenständiger, zugeordneter Minicomputer.
Die zum ESS 29 übermittelten
Bildsignale können
von einem oben beschriebenen RIS oder einem Computer stammen und
befähigen
dadurch das elektrofotografische Druckgerät als ein entfernt stehender
Drucker für
einen oder mehrere Computer zu dienen. Alternativ kann der Drucker auch
als ein einem Hochleistungsrechner zugeordneter Drucker dienen.
Die Signale vom ESS 29, die dem kontinuierlichen Farbtonbild
entsprechen, das durch das Druckgerät reproduziert werden soll,
werden zum ROS 30 übermittelt.
ROS 30 enthält
einen Laser mit drehenden Polygonspiegelblöcken. Der ROS beleuchtet den
geladenen Abschnitt des fotoleitfähigen Bandes 10. Der
ROS wird das fotoleitfähige
Band belichten, damit es ein latentes elektrostatisches Bild aufnimmt,
das dem vom ESS 29 enthaltenen kontinuierlichen Farbtonbild
entspricht. Als eine Alternative kann ROS 30 eine lineare
Matrix von Licht aussendenden Dioden (LEDs) verwenden, die angeordnet
sind, um den geladenen Abschnitt des fotoleitfähigen Bandes 10 Rasterpunktweise
zu beleuchten.
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Nachdem das latente elektrostatische
Bild auf der fotoleitfähigen
Oberfläche 12 aufgenommen worden
ist, befördert
das Band 10 das latente Bild zu einer Entwicklungsstation
C, wo Toner in Form flüssiger
oder fester Partikel vom latenten Bild elektrostatisch angezogen
wird, indem gemeinhin bekannte Techniken eingesetzt werden. Das
latente Bild zieht Tonerpartikel vom Trägergranulat an und bildet daraus
ein Bild aus Tonerpulver. Da nach und nach latente elektrostatische
Bilder entwickelt werden, wird das Entwicklermaterial von Tonerpartikeln
entleert. Ein Tonerpartikelspender mit Bezugszeichen 44 führt dem
Entwicklergehäuse 46 der
Entwicklereinheit 38 Tonerpartikel zu.
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Weiterhin gilt mit Bezug zu 1: Nachdem das latente elektrostatische
Bild entwickelt ist, wird das auf dem Band 10 vorhandene
Bild aus Tonerpulver zur Übergabestation
D befördert.
Ein Druckblatt 48 wird durch ein Blattfördergerät 50 zur Übergabestation
D befördert.
Bevorzugter Weise enthält
das Blattfördergerät 50 eine
Anschubwalze 53, die mit dem obersten Blatt des Stapels 54 in
Kontakt ist. Anschubwalze 53 dreht sich, um das oberste
Blatt von Stapel 54 in den durch Förderwalze 52 und Andruckwalze 51 (2) gebildeten Spalt vorzuschieben, wodurch
das Blatt in die vertikale Förderung 56 voranbewegt
wird. Die vertikale Förderung 56 lenkt
das sich vorwärts
bewegende Blatt 48 in die Registriertörderung 57, vorbei
an der Bildübertragungsstation
D, um vom Fotorezeptorband 10 in einer zeitlich abgestimmten
Reihenfolge ein Bild so zu erhalten, dass das darauf gebildete Bild
aus Tonerpulver bei der Übertragungsstation
D mit dem sich vorwärts
bewegenden Blatt 48 in Kontakt kommt. Die Übertragungsstation
D enthält
eine Corona-Aufladevorrichtung 58, die Ionen auf die Rückseite
des Blattes 48 sprüht. Dieses
zieht das Bild aus Tonerpulver von der fotoleitfähigen Oberfläche 12 zum
Blatt 48. Nach der Übertragung
bewegt sich Blatt 48 mittels Bandförderung 62 weiter
in Richtung von Pfeil 60, die das Blatt 48 zur
Fixierstation F vorschiebt.
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Die Fixierstation F enthält eine
Fixierbaugruppe (Bezugszeichen 70), die das übertragene
Bild aus Tonerpulver permanent auf die Blattkopie fixiert. Die Fixierbaugruppe 70 beinhaltet
bevorzugt eine beheizte Fixierwalze 72 und eine Anpresswalze 74,
wobei das Bild aus Pulver auf der Blattkopie mit der Fixierwalze 72 in
Kontakt kommt.
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Das Blatt durchläuft dann die Fixiereinheit 70,
wo das Bild dauerhaft auf das Blatt fixiert bzw. eingeschmolzen
wird. Nach Durchlaufen der Fixiereinheit 70 gestattet eine
Weiche 80 dem Blatt sich entweder direkt über eine
Ausgabe 16 zu einer Ausgabevorrichtung, wie einer Endbearbeitung
oder einem Stapler, zu bewegen oder sie lenkt das Blatt in den Duplex-Pfad 100 ab,
hier im Besonderen zuerst in einen Einzelblattwender 82.
Das heißt,
wenn es sich entweder um ein Simplex-Blatt (einseitig bedruckt)
oder um ein fertiges Duplex-Blatt handelt, bei dem auf Seite eins
wie auch auf Seite Bilder ausgebildet sind, wird das Blatt über die
Weiche 80 direkt zur Ausgabe 16 geleitet. Wenn
jedoch das Blatt doppelseitig bedruckt werden soll und erst auf
Seite eins mit einem Bild bedruckt ist, wird die Weiche 80 so
positioniert, dass sie dieses Blatt in die Wendeeinheit 82 und
in den Duplex-Schleifenpfad 100 ableitet,
wo dieses Blatt gewendet und dann zur Bandförderung 110 und zum
Beschleunigungsspalt 102 zugeführt wird, um zum erneuten Umlauf
zurück
durch Übertragungsstation
D und Fixiereinheit 70 befördert zu werden, damit das
Bild für
Seite zwei empfangen und auf der Rückseite dieses Duplex-Blattes
dauerhaft fixiert wird, bevor es über den Ausgabepfad 16 austritt.
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Nachdem das Druckblatt von der fotoleitfähigen Oberfläche 12 des
Bandes 10 getrennt ist, werden die verbleibenden, der fotoleitfähigen Oberfläche 12 anhaftenden
Partikel aus Toner/Entwickler und Papierfasern auf der Reinigungsstation
E von ihr getrennt. Die Reinigungsstation E umfasst eine drehbar angebrachte
Faserbürste,
die zum Aufrühren
und Entfernen von Papierfasern in Kontakt mit der fotoleitfähigen Oberfläche 12 ist,
und ein Reinigungsblech zur Entfernung der nicht übertragenen
Tonerpartikel. Abhängig
von der Anwendung kann das Blech entweder in einer Wischer- oder
Abstreichstellung angeordnet sein. Nach der Reinigung bestrahlt
eine Entladelampe (nicht gezeigt) die fotoleitfähige Oberfläche 12 mit Licht,
das jede darauf verbliebene elektrostatische Ladung entfernt, bevor
sie für
den nächst folgenden
Bildzyklus wieder aufgeladen wird.
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Die verschiedenen Gerätefunktionen
werden durch die Steuerung 29 geregelt. Die Steuerung ist bevorzugt
ein programmierbarer Mikroprozessor, der all die zuvor beschriebenen
Gerätefunktionen
steuert. Die Steuerung liefert Vergleichswerte der kopierten Blätter, der
Anzahl der wieder in Umlauf gebrachten Dokumente, die Anzahl der
vom Anwender gewählten
Blattkopien, Zeitverzögerungen,
Staukorrekturen usw. Die Steuerung all der zuvor beschriebenen beispielhaften
Systeme kann durch herkömmliche
Eingaben an Steuerungsschaltern von den Bedienkonsolen des Druckgerätes ausgeführt werden, die
der Bediener auswählt.
Herkömmliche
Blattpfadsensoren oder Schalter können benutzt werden, um die
Position der Dokumentenvorlage und der Blattkopien zu verfolgen.
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Es wird angenommen, dass die vorangehende
Beschreibung für
die Zwecke der vorliegenden Anmeldung ausreicht, um den allgemeinen
Betrieb eines elektrofotografischen Druckgerätes zu veranschaulichen, das
die Merkmale der vorliegenden Erfindung in sich beinhaltet.
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Weiter geht es mit 2, die eine Seitenansicht des Zuführkopfs 50 darstellt.
Der Zuführkopf
besteht aus einer Anschubwalze 53, einer Förderwalze 52 und
einer Andruckwalze 51. Die Blätter im Stapel 54 werden
durch die Anschubwalze 53 in den von der Förderwalze 52 und
der Andruckwalze 51 gebildeten Spalt eingeschoben. Die
Anschubwalze ist auf einem Schwenkarm montiert, der seinen Mittelpunkt
mehr oder weniger an der Achse der Förderrolle 52 hat. Wenn
die Blätter
im Stapel 54 abnehmen, schwenkt die Anschubwalze 53 in
Richtung von Pfeil 152 nach unten, was die mit dem Träger der
Anschubrolle verbundene/gekoppelte Sensortlagge 150 veranlasst, zu
schwenken und den Sensor 160 freizugeben. Der Sensor 160 veranlasst
den Aufzugbehälterantrieb sich
in Gang zu setzen, wodurch der Stapel angehoben und die Anschubwalze 53 veranlasst
wird, sich nach oben in Richtung Pfeil 154 zu verschieben,
was den Sensor 160 wieder schließt und die Aufzugbewegung stoppt.
Natürlich
könnte
ein Förderbanderfassungsschema
den Zuführkopf
als Erfassungselement nach demselben Prinzip verwenden.
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Als Folge des Einbeziehens des Stapelhöhensensors
in den Zuführkopf
werden einige Vorteile erreicht. Die Blätter sind als Folge eines Erfassungsarms
oder eines anderen Erfassungselements keinem zusätzlichen Widerstand ausgesetzt.
Das verringert die Möglichkeit
bei einem zusätzlichen
Erfassungselement das Blatt schief einzuziehen. Wegen der für das Ergreifen
der Blätter
erforderlichen Normalkraft liefert der Zuführkopf auch eine genaue Messung
der Stapelhöhe.
Die Normalkraft des Zuführkopfes
beseitigt auch Ungenauigkeiten, die durch gewellte Blätter in
einem Zuführbehälter verursacht werden
könnten.
Die Stapelhöhe
wird auch „fliegend" gemessen,
während
die Blätter
gegriffen und eingeführt
werden, wodurch eine wirksame Erfassungsanordnung für die Stapelhöhe vorgesehen
wird.
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Die Sensorflagge 150 ist
eine schwenkbar befestigte Flagge, die mechanisch am schwenkenden
Zuführkopfrahmen
befestigt ist. Der Zuführkopfrahmen
ist an der Schublade/Kassette montiert, die den Papierstapel hält. Die
Schublade/Kassette oder der Zuführkopfrahmen
haben Fixierstrukturen 156, die die Sensoreinheit 160 an
einem Innenteil des Druckgerätes
festmachen werden. Diese Anordnung ist in 3 und 4 dargestellt.
Die mechanische Verbindungsanordnung beseitigt alle elektrischen
Verbindungen zum Zuführbehälter, wodurch
eine Quelle von Stillstand und Kosten beseitigt wird.
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4 veranschaulicht
die Befestigung von Sensortlagge 150 und Sensoreinheit 160,
der an ein Innenteil des Druckgeräts montiert ist. Die gesamte Sensorbaugruppenanordnung
ist modular zusammengebaut und hat solche Bewegungsfreiheit, dass sich
die ganze Einheit selbst ausrichtet, wenn die Fixierstrukturen 156 in
die Ausrichtungsstrukturen 158 an der Sensorbaugruppe eingeführt werden.
Diese Bewegungsfreiheit kann durch einige verschiedene Ansätze erreicht
werden. Ein dargestellter Ansatz benutzt eine Befestigung mit elastischem
Schaum. Alternativ kann die Bewegungsfreiheit erreicht werden, indem
durch Federn zentrierte Stifte in übergroßen Löchern verwendet werden, um
Bewegung der Einheit zu gestatten. Die mechanische Kraft zum Heben des
Stapels wird über
lösbare
Verbindungen aus den Innern des Gerätes an die Schublade/Kassette
geliefert.
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5 veranschaulicht
die gesamte Aufzugsantriebsanordnung, die zwei Sensoren (160, 162), zwei
Behälter
(180, 182) und einen bidirektionalen Aufzugsantriebsmotor
(170) benutzt. Der Motor 170 treibt einen Ausgabeschaft 171 an,
der mit zwei in einer Richtung wirkenden Kupplungen 172 und 174 verbunden
ist. Wenn der Antriebsmotor in einer ersten Richtung (d. h. im Uhrzeigersinn)
wirkt, veranlasst die Kupplung 172 den Behälter 180 sich
zu heben und der Behälter 182 bleibt
an Ort und Stelle. Wenn Antriebsmotor 170 von Sensor 162 ein
Signal erhält, wird
er in die entgegen gesetzte Richtung (gegen den Uhrzeigersinn) angetrieben
und veranlasst die Kupplung 174 den Behälter 182 anzusprechen
und den darin enthaltenen Stapel zum Zuführkopfes des Behälters anzuheben.
Die Kupplung 172 gleitet in Richtung gegen den Uhrzeigersinn
und lässt
den Behälter 180 in
seiner Position verharren.
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Eine ähnliche Anordnung ist in 6 für ein Paar Zuführkopfantriebe 200, 2002 veranschaulicht. Ein
bidirektionaler Motor 210 und eine Reihe von Einrichtungskupplungen 220, 222 verbinden
die beiden Zuführkopfantriebe 200, 202.
Wenn der Motor 210 in eine erste Richtung 238 angetrieben
wird, wird der erste Zuführkopf 200 bewegt,
um die Blätter
zum Druckgerät
weiterzuleiten. Wenn der Motor 210 entgegengesetzt in eine
zweite Richtung 240 dreht, wird der zweite Zuführkopf 202 auf ähnliche
Weise angetrieben. Die mechanische Kraft zum Antrieb der Zuführköpfe kommt über lösbare Verbindungen
aus dem Innern des Druckgerätes
zu der Schublade/Kassette. Da es nicht zweckmäßig ist, zur selben Zeit von zwei
Quellen zuzuführen,
liefert diese Anordnung ein wirksames und kostengünstiges
Schema für
einen Zuführkopfantrieb.
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Folglich ist einzusehen, dass ein
relativ preiswerter und wirksamer Weg zur Verfügung gestellt wird, um den
Betrieb von zwei getrennten Blattzuführbehältern durch den Einsatz eines
einzigen Antriebsmotors und ein Paar unidirektionaler Kupplungen
zu steuern.
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Zusammenfassend wird hier eine Steuerungsanordnung
für die
Stapelhöhe
zur Verfügung gestellt,
die entfernt von Zuführkopf
ist. Eine Anordnung mit einer gleitenden Sensorflagge ist so montiert,
dass sie mit einer Schublade/Kassette zur Papierversorgung in Eingriff
kommt, wenn die Schublade/Kassette in Betriebsstellung bewegt wird.
Der Zuführkopf
wirkt mittels der Anschubwalze als Stapelhöhensensor und zeigt durch mechanischen
Eingriff mit dem Sensor, der von der Schublade/Kassette weggenommen
und entfernt ist, an, wann der Stapel verbraucht ist und der Aufzugmechanismus
den Stapel anheben soll. Die ses Steuerungsschema entfernt komplexe
elektrische Verbindungen von der Schubladen/Kassetten-Anordnung
und gestattet es, einen breiten Bereich von Materialien von der
Papierversorgungsschublade zuzuführen.
Indem der Flaggensensoranordnung gestattet wird, entsprechend der Ausrichtung
mit der Schublade zu gleiten, ist auch der Bedarf nach äußerst engen
Toleranzen für
Fertigung und Montage im Hinblick auf die Schubladen/Sensor-Anordnung
beseitigt.
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Daher ist es offensichtlich, dass
nach der vorliegenden Erfindung eine Anordnung zur Steuerung der
Stapelhöhe
zur Verfügung
gestellt worden ist, die vom Zuführkopf
entfernt ist und die oben gesetzten Ziele und Vorteile vollständig erfüllt.