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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf eine Blattfördervorrichtung
und auf eine Druckmaschine.
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Eine Blattfördereinrichtung, die dem Oberbegriff
des Anspruches 1 entspricht, und die für eine Druckmaschine verwendet
werden kann, die dem Oberbegriff des Anspruchs 2 entspricht, ist
in der US-A-37 162 26 beschrieben. Die Blattfördereinrichtung enthält ein Saugrad
zum Aufnehmen des Blattes, das von einem Blattstapel abgehoben wurde,
und zum Transportieren zu einer benachbarten Maschine. Das obere
Blatt des Stapels wird durch Vakuumsaugnäpfe angehoben, die an einer
Trenneinrichtung angeordnet sind, die oberhalb eines Bereichs nahe
der nachlaufenden Kante des Blattes angeordnet ist, und die Trenneinrichtung
kann an die Stelle der nachlaufenden Kanten der Blätter von
unterschiedlichen Längen
eingestellt werden, indem sie manuell entlang eines Führungsstabes
verschoben wird. Die gewünschte
Positionierung der Trenneinrichtung wird dann durch Festziehen einer
Schraube fixiert. Antriebsmittel sind vorgesehen, um die Saugnäpfe nach oben
und unten zu bewegen, und um gleichzeitig eine Fühlereinrichtung am vorderen
Ende des Stapels zu betätigen.
Die Antriebseinrichtung ist entweder mit einem Motor mit einstellbarer
Geschwindigkeit verbunden oder kann mit einem Antriebsmechanismus
einer Maschine gekoppelt werden, die auf den Förderer folgt. Die Antriebseinrichtung
enthält
eine hin- und hergehende Welle und eine Vielzahl von langgestreckten Übertragungswellen,
von denen eine teleskopisch ausgebildet ist, die miteinander über eine
Vielzahl von Zahnrädern und
Kegelrädern
gekoppelt sind, was in der Summe lange Übertragungswege bildet.
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Es besteht deshalb ein Bedürfnis an
einer Fördereinrichtung,
die hin- und hergehende Pendelförderköpfe enthält, und
die eine genaue Zusammenarbeit zwischen der Bewegung des Pendelförderkopfes
und der Betätigung
eines Stapelhöhensensors
in engem zeitlichen Bezug zueinander vorsieht, angepasst an moderne Hochgeschwindigkeits-Druckmaschinen.
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Die GB-A-123 05 09 beschreibt eine
Blattfördereinrichtung
mit Saugdüsen,
die zwischen einer ersten und einer zweiten Position hin- und hergehen,
um Blätter
zu übertragen.
Die Düsen
werden durch einen Exzenter angetrieben, der mit einem Nockenfolger
in Eingriff steht, der zwei Betätigungshebel
hin- und herbewegt, um die Saugdüsen
hin- und herzubewegen. Die Art des Antriebs zum Drehen des Exzenters
ist nicht beschrieben. Ein Stapelhöhensensor ist nicht gezeigt.
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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich im Allgemeinen auf einen Förderer
mit hohen Kapazität
und einem großen
Spielraum für
Blattmerkmale für
eine elektrofotografische Druckmaschine, und betrifft insbesondere
einen Vakuumwellen-Pendelförderkopf
für den
Förderer.
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In einem normalen elektrofotografischen
Druckverfahren wird ein fotoleitendes Teil auf ein im Wesentlichen
gleichmäßiges Potential
aufgeladen, so dass seine Oberfläche
sensibilisiert wird. Der aufgeladene Bereich des fotoleitenden Teils
wird einem Lichtbild eines zu reproduzierenden Originaldokuments
ausgesetzt. Das Aussetzen des aufgeladenen, fotoleitenden Teils
löst in
selektiver Weise die Aufladung in den bestrahlten Flächenbereichen
auf. Dies speichert ein elektrostatisches, latentes Bild auf dem
fotoleitenden Teil, das den Imformations-Flächenbereichen entspricht, die
im Originaldokument enthalten sind. Nachdem das elektrostatische,
latente Bild auf den fotoleitenden Teil aufgenommen wurde, wird
das latente Bild entwickelt, indem man ein Entwicklermaterial damit
in Kontakt bringt. Im Allgemeinen enthält das Entwicklermaterial Tonerpartikel,
die triboelektrisch an Trägergranulat
anhaften. Die Tonerpartikel werden vom Trägergranulat auf das latente
Bild angezogen, wobei sie ein Tonerpulverbild auf dem fotoleitenden
Teil bilden. Das Tonerpulverbild wird dann vom fotoleitenden Teil
auf ein Kopierblatt übertragen.
Die Tonerpartikel werden erwärmt,
um das Pulverbild permanent auf dem Kopierblatt zu fixieren.
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Diese vorangegangene Erläuterung
beschreibt im Allgemeinen eine typische elektrofotografische Schwarz-Weiß-Druckmaschine.
Mit der Entwicklung der Mehrfarben- Elektrofotografie ist es wünschenswert, eine
Konstruktion zu verwenden, die eine Vielzahl von bildbildenden Stationen
aufweist. Ein Beispiel einer Konstruktion einer Mehrfach-bildbildenden
Station verwendet ein Bild-auf-Bild (IOI) System, bei dem das Fotorezeptorteil
neu aufgeladen, neu mit einem Bild versehen und für jede Farbtrennung
entwickelt wird. Dieser Aufladung, Bildgebung, Entwicklung und Neuaufladung,
Neubildgebung und Entwicklung, jeweils gefolgt durch eine Übertragung
auf Papier, werden in einer einzigen Umdrehung des Fotorezeptors
in einer sogenannten Einfachdurchgang-Maschine durchgeführt, wobei Mehrtachdurchgangs-Konstruktionen
jede Farbtrennung mit einer einzigen Aufladung, Bildgebung und Entwicklung
ausbilden, wobei getrennte Übertragungen
für jede
Farbe vorgenommen werden.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden
Erfindung wird eine Blattfördereinrichtung
mit den Merkmalen des kennzeichneten Teils des Anspruches 1 geschaffen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der
Erfindung wird eine elektrofotografische Druckmaschine mit den Merkmalen
des kennzeichneten Teils des Anspruches 2 geschaffen.
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Andere Merkmale der vorliegenden
Erfindung ergeben sich aus dem Verlauf der nachfolgenden Beschreibung
und unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. Es zeigen:
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1 eine
schematische Seitenansicht einer Vollfarben-, Bild-auf-Bild-, Einfachdurchgangs-elektrofotografischen
Druckmaschine unter Verwendung des hier beschriebenen Gerätes;
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2 eine
Seitenansicht der Fotovorrichtung, die die vorliegende Erfindung
enthält;
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3 eine
detaillierte Seitenansicht des Liftantriebs für den Förderer;
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4 eine
detaillierte Seitenansicht des Blattstapels, wobei die Positionen
der Ruflockerer und des Förderkopfes
dargestellt sind;
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5 eine
detaillierte Seitenansicht des Blattstapels, bei der die Blätter nach
unten gewellt sind;
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6 ist
eine detaillierte Seitenansicht des Blattstapels, bei der die Stapelblätter noch
oben gewellt sind;
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7 ein
Fließdiagramm
der Reihenfolge der Einstellung des Blattstapels;
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8 eine
perspektivische Darstellung des Pendelförderkopfes und eines Doppelflaggen-Stapelhöhensensors;
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9 eine
detaillierte Perspektive des Betätigers
für den
Doppelflaggen-Stapelhöhensensor;
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10 eine
Seitenansicht, die die Bereiche des Doppelflaggen-Stapelhöhensensors
zeigt; und
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11 ein
perspektivisches Detail des Doppelflaggen-Stapelhöhensensorarms
und der Sensorteile.
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Gemäß 1 verwendet die Druckmaschine der vorliegenden
Erfindung eine ladungsrückhaltende Oberfläche in Form
eines Aktivmatrix (AMAT)-Fotorezeptorbandes 10, das für eine Bewegung
in der durch den Pfeil 12 bezeichneten Richtung gelagert
ist, um nacheinander durch die verschiedenen xerografischen Verfahrensstationen
bewegt zu werden. Das Band ist um eine Antriebsrolle 14,
Spannungsrollen 16 und eine feste Rolle 18 gelegt,
und die Rolle 14 ist mit einem Antriebsmotor 20 wirkungsmäßig verbunden,
um eine Bewegung des Bandes durch die xerografischen Stationen zu
bewirken.
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Wie weiterhin 1 zeigt, tritt ein Bereich des Bandes 10 durch
eine Aufladestation A hindurch, wo ein Erzeugungsgerät für eine Corona,
bezeichnet insgesamt durch das Bezugszeichen 22, die fotoleitende Oberfläche des
Bandes 10 auf ein relativ hohes, im Wesentlichen gleichmäßiges, bevorzugt
negatives Potential auflädt.
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Anschließend wird der aufgeladene Bereich
der fotoleitenden Oberfläche
durch eine Bildgebungs/Entwicklungs-Station B bewegt. An der Bildgebungs/Entwicklungs-Station
B empfängt
ein Steuergerät,
insgesamt durch das Bezugszeichen 90 bezeichnet, die Bildsignale
vom Steuergerät 100,
die dem gewünschten
Ausgabebild entsprechen, und verarbeitet diese Signale, um sie in
die verschiedenen Farbtrennungen des Bildes umzuwandeln, was auf
einen Ausgabescanner 24 auf Laserbasis übertragen wird, der bewirkt,
dass die aufgeladene Oberfläche
in Abhängigkeit
von der Ausgabe des Scannergerätes
entladen wird. Bevorzugt ist der Scanner ein Laserraster-Ausgangsscanner
(ROS). Alternativ kann der ROS durch andere xerografische Bildgeräte ersetzt
werden, wie beispielsweise LED-Reihen.
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Der anfänglich auf eine Spannung V0 aufgeladene Fotorezeptor unterliegt einem
Dunkelabfall auf ein Niveau Vddp, das etwa
-500 Volt entspricht. Wenn er an der Belichtungsstation B belichtet
wird, wird er auf Vexpose entladen, was
etwa -50 Volt entspricht. Nach der Belichtung enthält demzufolge
der Fotorezeptor ein monopolares Spannungsprofil aus hohen und niedrigen
Spannungen, die ersteren entsprechen den aufgeladenen Bereichen
und die letzteren entsprechen den entladenen oder Hintergrund-Bereichen.
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An der ersten Entwicklungsstation
C verwendet eine Entwicklerkonstruktion, bezeichnet generell durch
das Bezugszeichen 32, ein Hybrid-Sprung-Entwicklungs (HJD)-System,
wobei die Entwicklungsrolle, besser bekannt als Donorrolle durch
zwei Entwicklungsfelder (Potentiale über einen Luftspalt) beaufschlagt wird.
Das erste Feld ist das Wechselstrom-Sprungfeld, das verwendet wird,
um eine Tonerwolke zu erzeugen. Das zweite Feld ist das Gleichstrom-Entwicklerfeld,
was verwendet wird, um den Anteil der entwickelten Tonermasse auf
dem Fotorezeptor zu steuern. Die Tonerwolke bewirkt dass die aufgeladenen
Tonerpartikel 26 vom elektrostatischen, latenten Bild angezogen
werden. Eine geeignete Entwicklerbeaufschlagung wird über eine
Energiezufuhr erreicht. Diese Art eines Systems ist vom Nichtkontakt-Typ,
bei dem nur die Tonerpartikel (beispielsweise Schwarz) zum latenten
Bild angezogen werden, und es keinen mechanischen Kontakt zwischen
dem Fotorezeptor und einer Zufuhreinrichtung für den Toner gibt, die ein vorab
entwickeltes, jedoch unfixiertes Bild zerstören können.
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Das entwickelte jedoch unfixierte
Bild wird dann zu einer nachfolgenden, zweiten Aufladestation 36 transportiert,
wo der Fotorezeptor und die vorab entwickelten Tonerbildbereiche
auf ein vorbestimmtes Niveau neu aufgeladen werden.
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Eine zweite Belichtung/Bildgebung
wird durch das Gerät 24 durchgeführt, das
eine Ausgangstruktur auf Laserbasis umfasst, die verwendet wird,
um in ausgewählter
Weise den Fotorezeptor an den mit Toner versehenen Flächenbereichen
und/oder den leeren Bereichen zu entladen, nachfolgend dem zu entwickelnden Bild
mit dem Toner der zweiten Farbe. An diesem Punkt enthält der Fotorezeptor
Flächenbereiche
mit und ohne Toner bei relativ hohem Spannungsniveau und Flächenbereiche
mit oder ohne Toner bei relativ niedrigem Spannungsniveau. Diese
Flächenbereiche
niedriger Spannung repräsentieren
Bildbereiche, die entwickelt wurden unter Verwendung einer Entwicklung
entladener Bereiche (DAD). Bis hierher wurde ein negativ aufgeladenes
Entwicklermaterial 40 mit Farbtoner verwendet. Der Toner,
der beispielsweise gelb sein kann, ist in einer Entwicklergehäusestruktur 42 enthalten,
die an einer zweiten Entwicklerstation D angeordnet ist und den
latenten Bildern auf dem Fotorezeptor zur Verfügung steht über ein zweites HSD-Entwicklersystem.
Eine Energiezuführung
(nicht gezeigt) dient dazu, die Entwicklerstruktur elektrisch zu
beaufschlagen auf ein Niveau, das wirksam ist, die entladenen Bildbereiche
mit negativ aufgeladenen, gelben Tonerpartikeln 40 zu entwickeln.
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Das obige Vorgehen wird für ein drittes
Bild für
einen dritten geeigneten Farbtoner, wie beispielsweise Magenta,
und für
ein viertes Bild und einen geeigneten Farbtoner, wie beispielsweise
Cyan, wiederholt. Das Belichtungssteuerschema, wie es unten beschrieben
wird, kann für
diese aufeinanderfolgenden Bildgebungsschritte verwendet werden.
Auf diese Weise wird ein zusammengesetztes, Vollfarben-Tonerbild
auf dem Fotorezeptorband entwickelt.
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In dem Maße, in dem etwas von der Toneraufladung
total neutralisiert oder die Polarität umgedreht wird, wodurch bewirkt
wird, dass das zusammengesetzte Bild, das auf dem Fotorezeptor entwickelt
wurde, sowohl aus positiven als auch aus negativen Toner besteht,
wird ein Negativ vor Übertragungs-Dicorotronteil 50 eingesetzt,
um den Toner für
eine effektive Übertragung
auf ein Substrat unter Verwendung einer positiven Coronaentladung
zu konditionieren.
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Nach der Bildentwicklung wird ein
Blatt aus Trägermaterial 52 in
Kontakt mit den Tonerbildern an der Übertragungsstation G bewegt.
Das Blatt aus Trägermaterial
wird zur Übertragungsstation
G durch die Blattfördereinrichtung
der vorliegenden Erfindung geleitet, die im Einzelnen nachfolgend
beschrieben wird. Das Blatt aus Trägermaterial wird dann in Kontakt
mit der fotoleitenden Oberfläche
des Bandes 10 in einer zeitlich bestimmten Reihenfolge
gebracht, so dass das darauf entwickelte Tonerpulverbild das vorlaufende
Blatt des Trägermaterials
an der Übertragungsstation
G kontaktiert.
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Die Übertragungsstation G enthält ein Übertragungs-Dicorotron 54,
das positive Ionen auf die Rückseite
des Blattes 52 sprüht.
Dieses zieht die negativ aufgeladenen Tonerpulverbilder vom Band
10 auf das Blatt 52. Ein Entriegelungs-Dicorotron 56 ist
vorgesehen, um das Abstreifen der Blätter vom Band 10 zu erleichtern.
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Nach dem Übertragen bewegt sich das Blatt
weiter in Richtung des Pfeils 58 auf einem Förderer (nicht gezeigt),
der das Blatt zur Schmelzstation H bringt. Die Schmelzstation H
enthält
eine Schmelzeinheit, die generell durch das Bezugszeichen 60 gekennzeichnet
ist, die das übertragene
Pulverbild auf dem Blatt 52 permanent fixiert. Bevorzugt
enthält
die Schmelzeinheit 60 eine erwärmte Schmelzrolle 62 und
eine Gegen- oder Druckrolle 64. Das Blatt 52 tritt
durch die Schmelzrolle 62 und die Gegenrolle 64 hindurch,
wobei das Tonerpulverbild die Schmelzrolle 62 berührt. Auf
diese Weise werden die Tonerpulverbilder auf dem Blatt 52 permanent
fixiert. Nach dem Verschmelzen leitet ein Förderschacht, nicht gezeigt,
die sich vorwärts
bewegenden Blätter 52 in
ein Aufnahmetablett, einen Stapler, einen Weiterbearbeiter oder
ein anderes Ausgabegerät
(nicht gezeigt), so dass sie nachfolgend aus der Druckmaschine durch
den Benutzer entfernt werden können.
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Nachdem das Blatt des Trägermaterials
von der fotoleitenden Oberfläche
des Bandes 10 entfernt wurde, werden die verbleibenden
Tonerpartikel, die durch die bildlosen Flächebereiche auf der fotoleitenden
Oberfläche
getragen werden, davon entfernt. Diese Partikel werden in einer
Reinigungsstation I entfernt, die eine Reinigungsbürste oder
eine Konstruktion mit mehreren Bürsten
enthält,
die in einem Gehäuse 66 enthalten sind.
Die Reinigungsbürste 68 oder
die Bürsten 68 werden
in Eingriff gebracht, nachdem das zu sammengesetzte Tonerbild auf
ein Blatt übertragen
wurde. Wenn der Fotorezeptor gereinigt ist, werden die Bürsten unter Verwendung
eines Gerätes 70 zurückgezogen,
das eine Kupplung der unten beschriebenen Art enthält, damit der
nächste
Bildgebungs- und Entwicklungszyklus beginnen kann.
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Es wird unterstellt, dass die obige
Beschreibung ausreichend für
die Zwecke der vorliegenden Erfindung ist, um den allgemeinen Betrieb
einer Farbdruckmaschine darzustellen.
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Bei Hochgeschwindigkeits-Farbdruckern,
wie jenen, die oben beschrieben sind, ist es wünschenswert, dass sie fähig sind,
eine große
Vielfalt von Blattarten für
verschiedene Druckaufgaben zu fördern.
Die Käufer wünschen einen
Vorrat verschiedener Größe, einen
großen
Bereich von Papiergewichten, Papiererscheinungsmerkmale, die von
rauen flach erscheinenden Blättern
zu sehr hochglänzenden,
beschichteten Papieren reichen. Jede dieser Papierarten und Größen hat
seine eigenen Merkmale und in vielen Fällen sehr unterschiedliche
damit zusammenhängende
Probleme, die bei einer Hochgeschwindigkeitsförderung zu berücksichtigen
sind.
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2 zeigt
eine schematische Seitenansicht des Hochgeschwindigkeitsförderers
für einen
breiten Bereich von Blattmerkmalen, der generell durch das Bezugszeichen 200 gekennzeichnet
ist, der die vorliegende Erfindung enthält. Die grundlegenden Bestandteile
des Förderers 200 umfassen
ein Blatttragetablett 210, das kippbar und selbsteinstellend
ist, um sich an unterschiedliche Blattarten und Merkmale anzupassen;
mehrere Tablettheber 220, 230 und Heberantriebe 222, 232;
einen Vakuum-Pendelförderkopf 300;
einen Mehrbereichs-Blatthöhensensor 340 für die vorlaufende
Kante; einen Mehrpositions-Blatthöhensensor 350;
eine Abziehrolle (TAR) 400 mit variabler Beschleunigung;
und Blattauflockerer 360, 362.
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Wie 3 zeigt,
ist die allgemeine Ausbildung eines Mehrpositions-Stapelhöhen (Kontakt-)-Sensors (kann
2 oder mehr spezifische Stapelhöhen
feststellen) in Verbindung mit einem zweiten Sensor 340 nahe
der Leitkante des Stapels gezeigt, der ebenfalls den Abstand zum
obersten Blatt (ohne Blattkontakt) feststellt. Die beiden Sensoren
gestatten es, dass die Papierzufuhr den Stapel 53 bezüglich der
Erfassungsfläche 302 sowohl
ver tikal als auch winkelmäßig in Verarbeitungsrichtung
positioniert. Diese Höhen-
und Anordnungssteuerung verbessert sehr stark die Fähigkeit
des Förderers,
sich an einen weiten Bereich im Hinblick auf Papierflächengewicht,
Art und Wellung anzupassen.
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Ein korrektes Fördern mit einem Obervakuum-Wellungsförderer (VCF)
ertordert eine korrekte Abstandssteuerung der obersten Blätter im
Stapel 53 von der Erfassungsfläche und den Auflockerungsstrahlen 360.
Die Erfassungsfläche 302 ist
die funktionale Oberfläche
am Förderkopf 300 oder
dem Vakuumverteiler. Bei gegenwärtigen
Förderern
wird die Abstandssteuerung unter Verwendung von nur einem Stapelhöhensensor
durchgeführt.
Das vorliegende Konzept schlägt
einen Mehrpositions-Stapelhöhen
(Kontakt)-Sensor 350 (kann
2 oder mehr spezifische Stapelhöhen
feststellen) in Verbindung mit einem zweiten Sensor 340 nahe
der Leitkante des Stapels vor, der ebenfalls den Abstand zum oberen
Blatt (ohne Blattkontakt) feststellt. Die beiden Sensoren gestatten
es gemeinsam, dass die Papierzufuhr den Stapel bezüglich der
Erfassungsfläche
sowohl vertikal als auch winkelmäßig positioniert.
Diese Höhen-
und Anordnungssteuerung verbessert stark die Fähigkeit des Förderers,
einen breiten Bereich bezüglich
des Papierflächengewichtes,
der Art und der Wellung abzudecken. Sowohl die Erfassungszeit als
auch die Vermeidung von schindelartig überlappender Förderung wird
verbessert.
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Eine weitere Verbesserung kann erreicht
werden, indem man positive und negative Luftdrücke im Papierförderer basierend
auf spezifischen Merkmalen des Papiers oder der Medien festsetzt.
Diese Merkmale können
enthalten: Blattflächengewicht,
Größe, Beschichtungszustand,
Wellungsrichtung und -größe. Da gewünschte Luftdrücke eine
Funktion dieser Papiermerkmale sind, gestattet dies eine Echtzeitkompensation
(bezüglich
der Veränderungen,
die in diesen Medienkennzeichen erwartet werden) anstelle der Grundlage "ein Druck passt für alles". Durch das Einstellen
der Drücke
in Abhängigkeit
von diesen Papiermerkmalen, können grundlegende
Förderparameter
(Blattertassungszeiten, Fehlförderung
und Mehrfachförderungen)
enger an ihren optimierten Zielwerten gehalten werden.
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Die Konstruktion des Papierförderers
erfasst einzelne Papierblätter
(unter Verwendung positiver und negativer Luftdrücke) von der Oberseite eines
Stapels und transportiert diese nach vom zu den TAR. Unter den unabhängigen Variablen
bei der Papierförder konstruktion
sind zwei Sätze
von Luftdrücken.
Die Auflockererdrücke,
die Luft für
eine Blatttrennung zuführen,
und ein Vakuumdruck, der bewirkt, dass die Blätter durch die Pendelförderkopfeinheit
erfasst werden. Jeder Satz der Drücke wird von einem kombinierten
Gebläse
geliefert. Wenn der Auflockererdruck sich erhöht, werden die Blätter an
der Oberseite des Stapels stärker
getrennt, wobei die obersten Blätter
an den Vakuumförderkopf
angehoben werden. Wenn der Auflockererdruck höher wird, erhöht sich
auch das Risiko, dass mehr als ein Blatt in den Abnahmespalt bewegt
wird (d. h. eine Mehrfachförderung),
wenn der Förderkopf
sich bewegt. Wenn der Auflockererdruck niedriger wird, erhöht sich
das Risiko, dass das oberste Blatt nicht eng genug zum Förderkopf
bewegt wird (und deshalb nicht durch das Vakuum, das am Boden des
Förderkopfes
vorhanden ist, erfasst wird), was dazu führen kann, dass kein Blatt
gefördert wird,
wenn sich der Förderkopf
vorwärts
bewegt (d. h. Fehlförderung
oder späte
Erfassung). Die optimalen Werte der Drücke für den Ruflockerer und dem Vakuumförderkopf
sind eine Funktion der Größe und des
Gewichts der Blätter
(größere, schwerere
Blätter
erfordern mehr Auflockerung und Vakuum als kleinere, leichtere Blätter und
umgekehrt). Dies steht in Verbindung mit der Größe und der Richtung einer Wellung
im Papier, die eine Wirkung auf den Abstand zwischen dem Förderkopf
und den Blättern
auf der Oberseite des Stapels hat, wie oben beschrieben. Demgemäß können optimierte
Stapelhöhen-
und LE-Spalt-Einstellungen
als Funktion dieser Wellung variieren. Unter Verwendung der Informationen
der Benutzereingabe (Papiergewicht und Beschichtungszustand) und
der Information von den Sensoren (die eine Wellungsrichtung und
-größe anzeigen) kann
die entsprechende Gebläsegeschwindigkeit
eingestellt werden, um die bestmögliche
Leistungsfähigkeit für die vorgegebenen
Papierzustände
zu erreichen.
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Dieses Konzept der Variierung von
Luftdrücken
in Kombination mit der Winkelstellung des Tabletts reduziert die
Veränderbarkeit
in Schlüsselmerkmalen
der Fördererleistung,
wie beispielsweise "Blattertassungszeiten" und "Blatttrennung". Als Ergebnis dieser
verringerten Veränderlichkeit
ist die Leistungsfähigkeit
des Förderers
(gemessen an Fehlförderungen,
Spätförderungen
und Mehrfachförderungen)
inhärent
besser als bei Konstruktionen, die dieses Konzept nicht beinhalten.
Dieses Konzept verringert weiterhin die Notwendigkeit für den Benutzer
einzugreifen (Wegschieben, Drehen und/oder Ersetzen von Papier)
im Hinblick auf Leistungsprobleme des Förderers, die das direkte Ergebnis
von sich unterscheidenden Papiereigenschaften (Größen, Gewichte
und Beschichtun gen) und den normalen Änderungen der Blattwellung
von Ries zu Ries oder von Papier zu Papier sind.
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Eine korrekte Stapelausrichtung ertordert
es, dass der Stapel 210 gekippt wird, wobei die vorlaufende Kante
des Stapels höher
oder niedriger als die nachlaufende Kante ist, in Abhängigkeit
davon, ob eine Wellung nach unten oder eine Wellung nach oben vorhanden
ist. Dieses Kippen bringt die vorlaufende Kante 152 der oberen
Blätter
des Stapels 53 in eine korrekte Stelle relativ zur Erfassungsfläche 302 des
Förderkopfes 300 und
den Auflockerungsdüsen.
Um die korrigierende Kippwirkung einzuleiten, muss die Höhe des oberen
Blattes 52 nahe der vorlaufenden Kante 152 relativ
zum Förderkopf 300 vor
dem Erfassen und mit angeschaltetem Luftsystem sowie aufgelockertem
Stapel festgestellt werden.
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Das Verfahren, um die Stapelausrichtung
zum Förderkopf
einzustellen besteht darin:
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- 1. Die Papierzufuhr beginnt, während die Leitkante des Tabletts
um 1,4 Grad nach oben gerichtet wird.
- 2. Papier wird eingeladen.
- 3. Die erforderlichen Papiereigenschaften werden eingegeben
oder automatisch festgestellt (beispielsweise g/m2,
Größe usw.).
- 4. Der Lift fährt
nach oben in die unterste mögliche
Stapelhöhe
(um eine Stapelsteuerung unter Verwendung der Tablettführungen
aufrecht zu erhalten, zur Vorbereitung des Anschaltens des Luftsystems).
- 5. Der anfängliche
Tablettwinkel wird, basierend auf dem Flächengewicht des Papiers, entfernt.
- 6. Das Luftsystem aktiviert die Auflockerungs- und Luftmesserdüsen, das
Vakuumventil ist jedoch in der Aus-Position.
- 7. Der Stapelhöhenarm
wird angehoben und der Leitkanten-Anordnungssensor wird im Hinblick
auf die Position des oberen Blattes relativ zur Erfassungsfläche des
Förderkopfes
befragt (der Sensor kann ein Positionsfühlgerät oder es können Mehrfachsensoren mit unterschiedlichen
Focuslängen
usw. sein).
- 8. Auf der Grundlage der Positionen, die durch die Stapelhöhen- und
Leitkanten-Anordnungs-Sensoren
festgestellt wurden, wird der Tablettwinkel und/oder die Stapelhöhe eingestellt,
bis die gewünschten
Sensorzustände
erreicht werden. Die zum Erreichen dieser Zustände verwendeten Verfahren sind
in Tabelle 1 zusammengestellt. Um die gewünschten Sensorzustände zu erreichen,
kann es notwendig sein, mehr als eines der oben genannten Verfahren
durchzuführen.
Nach der Fertigstellung der Einstellungen bezüglich des Tablettwinkels wird
die Stapelhöhe
kontrolliert.
- 9. Die Förderung
beginnt und die Positionen der Stapelhöhe und der Leitkantenanordnung
werden für
jeden Fördervorgang
festgestellt und Korrekturen demgemäß durchgeführt. Dies gestattet eine Kompensation
von Veränderungen
der Stapelform (Wellung) während
des Förderns
eines typischen Stapels mit 2500 Blatt bei einer maximalen Fördergeschwindigkeit
von bis zu 280 Seiten pro Minuten (PPM).
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Wie in den 3-6 ersichtlich, sind die vorlaufenden 153 und
nachlaufenden 153 Kanten des Tabletts 210 bei
der Papierförderung
unabhängig
gesteuert. Indem man das Tablett 210 anhebt oder absenkt
können jeweils
schwerwiegende nach oben und unten gerichtete Wellungen kompensiert
werden. Bei gegenwärtigen Konstruktionen
werden die Heber mit einem Motor angetrieben und können nicht
zum Kompensieren einer Wellung eingesetzt werden. Wenn man das Tablett
in der dargestellten Weise kippt, reduziert man wesentlich die Anzahl
von Mehrfachförderungen
bei leichtgewichtigen Medien und verringert die Erfassungszeit für schwergewichtiges
Papier.
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Wie die 3-6 zeigen, verwendet der Heber zur Kompensation
einer Wellung im Stapel zwei unabhängige Motoren 222, 232,
um die Anordnung des Tabletts 210 zu steuern. Die Anordnung
des Tabletts 210 wird verwendet, um einen Spalt zwischen
der Oberseite eines aufgelockerten Stapels 53 aus Papier
und der Leitkante des Förderkopfes 300 auf recht
zu erhalten. Der Spalt wird aufrecht erhalten, indem man die Anordnung
des Tabletts 210, basierend auf einer Sensorrückmeldung,
wie oben beschrieben, einstellt.
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Das Tablett 210 wird anfänglich an
der Seite der vorlaufenden Kante 152 (LE) etwa 1,4° nach oben gekippt,
wenn Papier eingeladen wird. Dieser anfängliche Winkel wird auf den
maximal möglichen
Winkel eingestellt, während
die Stapelkapazität
noch aufrecht erhalten wird. Wenn das Papier in ein flaches Tablett
eingeladen würde,
und das Tablett 210 eine nach unten gerichtete Wellung
zu kompensieren hätte,
würde die
LE nach oben gekippt werden (X). Durch
das Kippen nach oben, nachdem das Papier eingeladen wurde, wird die
LE 152 des Stapels 53 von der LE-Ausrichtwand 214 abgezogen
werden. Demzufolge ist es notwendig, einen anfänglichen Kippgrad beim Tablett 210 zu
haben. Unter Verwendung einer Kombination von Sensoren im Förderkopf,
um die Nähe
des Blattstapels festzustellen, was die Wellung reflektieren kann,
wird dem Heber ein Signal übermittelt,
die Wellung zu kompensieren. In Abhängigkeit des Zustands der Wellung
wird der Heber nach oben oder unten kippen, um jeweils eine nach
oben oder unten gerichtete Wellung zu kompensieren. Das Kippen nach
oben um eine nach unten gerichtete Wellung zu kompensieren, wird
auf ein Maximum begrenzt, um einen großen Spalt zwischen der LE 152
des Papiers und der LE-Ausrichtwand 214 zu verhindern.
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Nachdem das Papier 53 eingeladen
wurde, wird das Tablett 210 zur Stapelhöhe angehoben. Nachfolgend finden
eine Reihe von Maßnahmen
statt, um den anfänglichen
Wert eine Kompensation festzustellen, die für den Stapel notwendig ist.
Diese Routine ist einzigartig bezüglich der dynamischen Kompensation
der Wellung, die während
des Förderns
auftritt. Die anfängliche
Bestimmung des Winkels des Tabletts ist in den 4-6 dargestellt. Während des Förderzyklus wird sich die Anordnung
des Tabletts 210 automatisch einstellen, um eine Wellung
zu kompensieren. Dies optimiert die Förderung kontinuierlich im Verlaufe
eines Zyklus. Dies hilft, Fehlförderungen
und die Erfassungszeit zu minimieren.
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Die Papiermerkmale, wie beispielsweise
die Dimensionen (Hoch- oder Querformat) und das Gewicht (g/m2) werden in die Steuerung der Druckstationen
durch den Benutzer eingegeben oder durch Sensoren der Maschine automatisch
bestimmt. Die vorstehend erwähnten
Merkmale werden durch den Fördermodul
verwendet, um die Einstellungen der Steuerfaktoren des Moduls auf
das verarbeitete Papier abzustimmen. Um Veränderungen in Papiermerkmalen
zu kompensieren, verwendet das Papiertablett 210 im Fördermodulzwei unabhängige Motoren 222, 232,
um die vorlaufende Kante 152 eines Stapels 53 innerhalb
eines vorbestimmten Bereichs zu positionieren, auf der Grundlage
einer Rückmeldung
der Sensoren für
die Stapelhöhe 350 und die
Leitkantenanordnung 340. Die Stapelhöhe ist definiert als der Abstand
von der Oberseite des Stapels zur Erfassungsfläche 302. Der Leitkantenanordnungs-Sensor 340 misst
den Abstand von der Oberseite des Stapels 53 an der Leitkante 152 zur
Erfassungsfläche 302 (als
Bereich bezeichnet). Der Bereich, in dem die Leitkante 152 des
Stapels angeordnet ist, wird durch das Gewicht bestimmt, auf der
Grundlage der Fehlerarten, die gewöhnlich mit dem Papier in Verbindung
stehen. So sind beispielsweise schwergewichtige Papiere gewöhnlich schwieriger
zu erfassen als leichtgewichtige Papiere, demzufolge ist der Bereich
für schwergewichtige
Papiere enger am Förderkopf 300 als
der leichtgewichtige Bereich. Leichtgewichtige Papiere, die gewöhnlich eher
einer Fehlförderung
unterliegen, werden in einem Bereich eingestellt, der vom Förderkopf
weiter entfernt ist, um dadurch zu verhindern, dass Blätter in
die Abziehrolle durch eine Reibung zwischen den Blättern hinterhergezogen
werden. Das gewinkelte Tablett gestattet es, dass der Fördermodul
diese gewünschten
Bereiche erreicht, selbst wenn das Papier in Verfahrensrichtung
gewellt ist. Der Vorschlag dieser Erfindung beschreibt den verwendeten
Algorithmus zum Steuern der Tablettmotoren, um eine schnelle und
einfache Einstellung zu erreichen.
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Der Winkel des Papierzufuhrtabletts
ist unter Verwendung zweier Sensoren eingestellt, dem Stapelhöhensensor
und dem Leitkantenanordnungs-Sensor. Jeder dieser Sensoren misst
die Anordnung auf der Oberseite des Papierstapels. Im bevorzugten
Ausführungsbeispiel
ist der Stapelhöhensensor
tatsächlich
ein Paar Transmissionssensoren und zeigen bevorzugt eine Stapelhöhe von 10,
12,5, 15 > 15 mm an.
Der Leitkantenanordnungs-Sensor ist eine Infrarot-LED mit 4 Detektoren,
die verwendet wird, um die Position der Leitkante des Stapels innerhalb
eines Bereichs von 0-3, 3-6, 6-9 oder > 9 mm vom Förderkopf zu bestimmen. Bei der
gegenwärtigen
Anwendung wird der 0-3 mm-Bereich verwendet, um die Erfassungszeit
für das
Blatt zu messen. Dies wird durchgeführt, indem man die Zeit vom "Offen"-Signal des Vakuumventils
bis zum Feststellen des 0-3-Bereichs
misst, was eine Blatterfassung anzeigt. Die gewünschte Stapelhöhe und Leitkantenposition
werden bestimmt durch die Eingabe des Papiergewichtes in g/m
2 durch den Benutzer. Die Kombinationen dieser
Sensoren zeigen an, wenn sich der Stapel in einem der folgenden
Zustände
befindet: Tabelle
1
Das in der obenstehenden Tabelle dargestellte
Verfahren enthält:
Beladen:
Wenn das Tablett leer ist, senkt sich das Tablett und wird ausgerichtet,
wenn es die unteren Grenzsensoren (nicht gezeigt) für die vorlaufende
und nachlaufende Kante des Tabletts
210 erreicht. An diesem Punkt
wird die vorlaufenden Kante des Tabletts um etwa 1,4 Grad angehoben,
bevor die Verriegelung gelöst wird,
damit Papier eingeladen werden kann.
-
Anfangswinkel und Anheben: Nachdem
der Benutzer das Tablett beladen hat, wird das Tablett angehoben,
bis der Übergang
auftritt, der die unterste Stapelposition am Stapelhöhensensor
oder dem Leitkantenanordnungs-Sensor anzeigt. An diesem Punk wird
das Luftsystem angeschaltet, so dass die Messung der Leitkantenposition
des aufgelockerten Stapels vorgenommen werden kann.
-
Die möglichen Zustände, nachdem
das Luftsystem angeschaltet und die Leitkantenmessung vorgenommen
wurde, können
wie folgt angenommen werden:
-
- A) Stapelhöhe
ist korrekt – Leitkante
ist korrekt: In diesem Zustand ist keine weitere Einstellung des
Tabletts erforderlich. Warten auf Fördersignal.
- B) Stapelhöhe
ist korrekt – Leitkante
ist zu niedrig: Das Tablett dreht sich im Gegenuhrzeigersinn um
den Messpunkt der Stapelhöhe,
bis sich die Leitkante im korrekten Zustand befindet. Dies wird
erreicht, indem man die Schrittmotoren an der vorlaufenden und nachlaufenden
Kante in entgegengesetzte Richtungen mit einem Geschwindigkeitsverhältnis antreibt,
das durch den Abstand der Anhebpunkte von dem Stapelhöhen-Messpunkt definiert
ist. Es soll beachtet werden, dass dieser Zustand zu einer Fehlausrichtung
der Leitkante des Stapels führen
kann (siehe "Beladen" unter dem nachfolgenden
Abschnitt der Fehlerverhinderung).
- C) Stapelhöhe
ist korrekt – Leitkante
ist zu hoch: Das Tablett rotiert im Uhrzeigersinn um den Messpunkt
der Stapelhöhe,
bis die Leitkante in der korrekten Position ist. Dies wird erreicht,
indem man die Schrittmotoren an der vorlaufenden und nachlaufenden
Kante in entgegengesetzte Richtungen mit einem Geschwindigkeitsverhältnis antreibt,
das durch den Abstand der Hebepunkte vom Messpunkt der Stapelhöhe definiert
ist.
- D) Stapelhöhe
ist zu niedrig – Leitkante
ist korrekt oder zu hoch: Nur die nachlaufende Kante wird angehoben, bis
die Stapelhöhe
erreicht ist. Die Position der Leitkante wird gemessen und A), B)
oder C) wird wie erforderlich ausgeführt.
- E) Stapelhöhe
ist zu niedrig – Leitkante
ist zu niedrig: Das Tablett wird angehoben, der gegenwärtige Winkel wird
aufrecht erhalten, bis die korrekte Stapelhöhe oder der Leitkantenzustand
erreicht wird. Die Stelle der Leitkante wird gemessen und A), B)
oder C) wird wie erforderlich ausgeführt.
-
BEACHTE: Da das Tablett anfänglich nur
angehoben wird, bis der unterste Leitkantenzustand oder Stapelhöhe erreicht
wird, sollte ein Zustand, in dem die erreichte Stapelhöhe zu hoch
ist, nur auftreten im Ergebnis eines Fehlers des Stapelhöhensensors
oder des Benutzers, der das Tablett über die maximale Fülllinie befüllt hat.
-
Es gibt weiterhin die verschiedensten
Fehlerverhinderungsmaßnahmen,
die in das System eingearbeitet sind:
Beladung: Der Grund für den anfänglichen "Beladewinkel" ist es, Zustände zu minimieren,
in denen die Leitkante des Stapels während des Einstellens des Tabletts
zu niedrig ist. Wenn die Stapelhöhe
bereits erreicht wurde, führt
dieser Zustand der niedrigen Leitkante dazu, dass das Tablett im
Gegenuhrzeigersinn gedreht wird, und könnte dazu führen, dass die Oberseite des
Stapels von der Ausrichtkante an der Leitkante der Papierzuführung wegbewegt
wird. Wenn man das Tablett belädt,
während
sich die Leitkante oben befindet, wird sich das Tablett in den meisten
Fällen
so drehen, dass die Stapelleitkante in die Leitkanten-Ausrichtwand
hineingetrieben wird.
-
Anfangswinkel und Heben: Da der Stapel
während
des Einstellens aufgelockert wird, ist es wichtig, das Anheben der
Leitkante des Stapels über
die Oberseite der Ausrichtungswand für die Leitkante zu verhindern.
Wenn das Blatt über
die Oberseite der Wand überfließt, könnte dies
zu einem fehlerhaften Einstellen der Position der Stapelleitkante
und einem verdrehten Blattfördern
führen.
Der Leitkantensensor kann feststellen, dass die Leitkante zu eng
am Förderkopf
liegt und kann im Ergebnis die Leitkante absenken. Da die Leitkante auf
der Ausrichtwand aufliegt, wird sie nicht abwärts fallen und das Tablett
wird sich bis zu seiner Grenze drehen. Um dies zu verhindern wird,
bevor das Luftsystem angeschaltet wird, der Winkel des Tabletts
reduziert in Abhängigkeit
vom Papiergewicht (hoch, mittel oder niedrig) im Tablett. Der Grad
mit dem der Tablettwinkel ausgeglichen wird, wurde bestimmt, basierend
auf dem endgültigen
Winkel, der erreicht wird, nachdem die Einstellung des Tabletts
vervollständigt
ist. Zum Beispiel, da die Leitkante von leichtgewichtigem Papier
sich gewöhnlich
höher auflockert
als bei höheren
Gewichten und dies dazu führt,
dass der Tablettwinkel 0 Grad oder weniger beträgt (ein negativer Winkel zeigt
an, dass die Leitkante niedriger als die nachlaufende Kante ist) nach dem
Beladen, richtet sich das Tablett aus, bevor das Luftsystem angeschaltet
wird und der Einstellprozess beginnt.
-
Das Einstellverfahren beinhaltet
Routineaufgaben, um Fehler zu verhindern oder festzustellen, wie beispielsweise
eine zu starke Winkelstellung des Tabletts, eine Bewegung des Tabletts über seine
Grenzen oder Fehler bei der Bewegung des Tabletts.
-
Bei jeder Förderung wenn die nachlaufende
Kante 153 des geförderten
Blattes am Stapelhöhenarm 352 vorbeitritt,
komprimiert der Arm den Stapel 53, messen die Stapelhöhensensoren
die Position des festen Stapels und der Stapelhöhenarm 352 wird wieder
angehoben. Nachdem die nachlaufende Kante 153 des Blattes 52 die
Position des Leitkanten-Anordnungssensors 340 passiert
hat, wird die Position der Leitkante 152 des aufgelockerten
Stapels 53 gemessen. Die Werte dieser Messungen werden
dann mit den Sollwerten für das
zu fördernde
Papier verglichen und das Tablett wird entsprechend eingestellt.
Unabhängig
vom Zustand der Stapelleitkante bewegt sich das Tablett in Schritten
von etwa 1 mm, wenn der Stapelhöhensensor
feststellt, das der Stapel zu niedrig ist. Die Häufigkeit der Winkeleinstellung
basierend auf der Rückmeldung
vom Leitkanten-Anordnungssensor 340 basiert auf der Art
und Weise, wie dies für
die letzten paar Blätter
aufgenommen wurde. Wenn beispielsweise die Leitkanten-Spaltmessung
für 3 Fördervorgänge gespeichert
wurde, und wenn dies anzeigt, dass die Stapelleitkante sich überwiegend
nicht im korrekten Bereich befindet, wird der Tablettwinkel entsprechend
eingestellt. Die Betriebsart wird verwendet, um eine Überkompensation
für einzelne Blätter innerhalb
des Stapels zu vermeiden. Wenn beispielsweise ein einziges Blatt
nicht angemessen ausgerichtet ist und eine beschädigte Kante oder Wellung an
der Leitkante aufweist, würden
wir nicht wünschen, dass
sofort der gesamte Stapel angehoben wird. In Abhängigkeit von den speziellen
Gegebenheiten können natürlich mehr
oder wenigen Proben verwendet werden, um die dynamische Einstellung
durchzuführen.
-
Wenn der Einstellungsprozess beendet
wurde, fördert
das System dann die Blätter
zum Drucker und kompensiert Variationen im Stapel, wie oben beschrieben.
Der Förderkopf
300 ist ein Obervakuum-Wellenförderer
(TVCF) vom Pendeltyp, der einen spritzgegossenen Verteiler/Förderkopf
301 mit einer Blatterfassungs- und Wellungsoberfläche 302 enthält. Der
Förderkopf 300 wird
bevorzugt an jeder Ecke durch ein Kugellager oder eine andere reibungsarme
Rolle 304 gelagert. Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel
wird der Förderkopf
20 mm nach vom und 20 mm zurück
zur Ausgangsposition durch einen Doppel-Schubkurbel-Antrieb 346 in
kontinuierlicher Drehung und Drehrichtung angetrieben, der an einem
Zweiwellen-Schrittmotor 310 montiert ist. Dies umfasst
5 mm Sicherheitsbewegung, um Papierbeladungstoleranzen und Fehlausrichtung
zu berücksichtigen.
Dieser Antrieb führt
zu einer linearen Blattgeschwindigkeit von nur 430 mm/s, wenn das
Blatt der Abziehrolle 400 (TAR) übergeben wird. Die TAR 400 wird
ebenfalls durch einen Schrittmotor angetrieben und beschleunigt
das Blatt bis auf die Transportgeschwindigkeit. Da die Steuerungen
des Schrittmotors bezüglich ihres
Programms variabel sind, kann der Förderer von jeder minimalen
Geschwindigkeit bis auf eine nachgewiesene PPM-Geschwindigkeit von
280 (für
8,5'') fördern, für einen
breiten Bereich der Papierart, des Flächengewichtes und der Größe, ohne
dass sich die Hardware ändern
muss.
-
Der Stapelhöhensensor
350 ist
an der äußeren Seite
des Förderkopfes
300 etwa
6'' von der Stapelleitkante
zurückgesetzt
angeordnet. Der Grund dafür
ist, dass man die Stapelhöhenmessung
in der Nähe
der Auflockerungsdüsen
360 hält, die
ebenfalls an der inneren und der äußeren Seite des Stapels etwa
5" von der Stapelleitkante
152 zurückgesetzt
montiert sind. Diese Messungen sind bei der Anwendung im bevorzugten Ausführungsbeispiel
nicht kritisch außer
dass es wünschenswert
ist, den Sensorarm und die Auflockerdüsen
360 in relativ
enger Nähe
zu haben. Dies stellt sicher, dass die Oberseite des Blattstapels
bezüglich
der Auflockerdüsen
gut unter Kontrolle steht. Während
des Ausgangsförderverfahrens
für das
Blatt, nachdem der Förderkopf
300 das
Blatt den TAR
400 übergeben
hat, verweilt der Förderkopf
in der Vorwärtsposition,
damit das Blatt
52v bis zu einem Punkt gefördert werden
kann, an dem die nachlaufende Kante
153 (TE) gerade die
Position der Stapelhöhenmessung
passiert hat. Wenn die TE des Blattes diesen Punkt erreicht hat,
wurde die Verzögerung
bereits beendet und der Förderkopf
300 ist
zu einem Punkt zurückgekehrt,
wo ein konzentrischer (zum Förderkopfantrieb)
Nocken
348 den federbelasteten Stapelhöhen-Sensorarm
352 auf
den Stapel
53 herunterbewegt hat. Dieser Arm
352 ruht
auf dem Stapel für
etwa 25 ms und das Programm überwacht
die Stapelhöhenzone.
Wenn dann der Forderkopfantrieb
346 fortgeführt wird,
hebt der Nocken
348 den Arm 352 vom Stapel
53 an,
wenn der Förderkopf
300 seine "Ausgangsposition" erreicht. Der Stapelhöhensensor
besteht aktuell aus zwei kostengünstigen, übertragenden
355, 357 Sensoren, die parallel mit zwei Flaggen
354,
356 verwendet
werden, die am Stapelhöhen-Sensorarm
352 montiert
sind. Diese bilden vier Stapelhöhenzonen: > 15 mm, 15–12,5 mm,
12,5–10
mm und < 10 mm,
wie in Tabelle 2 unten dargestellt und in den
10 und
11 gezeigt. Eine Überprüfung hat gezeigt, dass bei
leichtergewichtigen Papieren ein größerer Abstand zwischen der Oberseite
des Stapels und der Erfassungsfläche
302 wünschenswert
ist, um ein Anpressen der Blätter
gegen der Förderkopf
durch die seitlichen Ruflockerer
360 zu vermeiden. Für mittel-
und schwergewichtige Papiere ist eine engere Zone (12,5 oder 10
mm) wünschenswert,
um die Erfassungszeiten für
das Blatt zu minimieren. Tabelle
2
Einige der Vorteile der Konstruktion des dargestellten
Förderkopfes
sind:
Zuverlässiger,
durch einen Schrittmotor angetriebener Förderkopf mit zwei Antriebspunkten,
um einen Schräglauf
zu minimieren.
-
Kann auf den Kundenbedarf bezüglich des
Beschleunigungsprofils mit Verzögerung
des Förderkopfes angepasst
werden, um eine Stapelhöhenmessung
als Teil des Motorantriebs zu gestatten.
-
Keine Bandleerlaufprobleme durch
Trägheit,
was zu einem Risiko für
ein schindelförmiges
Mehrfachfördern
führt und
eine Zugbremse erfordert.
-
Eine gleichbleibende Position des
Erfassungs-Lochmusters relativ zur LE des Stapels, um ein Austreten
des Vakuums vor der LE zu vermeiden.
-
Ein kurzer Hub des Förderkopfes
bevor sich das Blatt unter Kontrolle der TAR-Einheit 400 befindet.
-
Der Förderkopf unterstützt das
Blatt vollständig
wenn er es zu der TAR 400 trägt.
Dies verhindert ein Scenario eines "Anschlags an die Schlange" was bei früheren Systemen
zu beobachten war, die das Blatt mehr als 90 mm zur TAR antreiben.
-
Wie vorstehend erwähnt, haben
leichte und schwergewichtige Medien gewöhnlich zwei unterschiedliche
Fehlverhaltungsarten. Ein leichtgewichtiges Medium ist generell
leicht zu erfassen jedoch schwierig zu trennen, was zu einer erhöhenden Tendenz
für eine
Mehrfachförderung
führt,
verglichen mit schwergewichtigen Medien. Auf der anderen Seite kann
ein schwergewichtiges Medium, obwohl weniger einer Mehrfachförderung
unterworfen, zeitweise schwierig zu erfassen sein. Unter Verwendung
eines analogen Stapelhöhensensors
oder mehrerer digitaler Sensoren, kann die Stapelhöhe des Fördermoduls
eingestellt werden, um das Flächengewicht
des zu fördernden
Mediums zu kompensieren. Diese "Optimierung" der Stapelhöhe, um sich an
die Fehlbetriebsweisen des Mediums anzupassen, führt zu einem erhöhten Spielraum.
-
Unter Verwendung einer Stapelhöheneinheit,
die aus zwei übertragenden
Sensoren 355, 357 und zwei Flaggen 354, 356 besteht,
kann die Stapelhöhe
eines Fördermoduls
auf drei unterschiedliche Niveaus eingestellt werden, in Abhängigkeit
vom Gewicht des Mediums. Diese "Optimierung" der Stapelhöhe, um sie
an die Fehlbetriebsarten des Mediums anzupassen, führt zu einem
größeren Spielraum.
Beim Fördern
von leichtgewichtigen Medien, wird die Stapelhöhe größer angesetzt, um den Spalt
zum Förderkopf 300 zu
erhöhen.
Dies gestattet einen größeren Raum
für die
Trennung des Mediums unter Verwendung der Auflockerungsdüsen 360.
Dieser vergrößerte Spalt
reduziert weiterhin das Risiko, dass das nicht erfasste Medium in
Kontakt mit der Erfassungsfläche 302 während des
Auflockerns gebracht wird und nachfolgend schindelartig überlappend in
die Abzugsrolle 400 gefördert
wird, wegen der Reibung zwischen den Blättern. Beim Fördern von
schwergewichtigen Medien, wird die Stapelhöhe kleiner angesetzt. Dies
reduziert den Spalt zum Förderkopf
und reduziert die Zeit, die zum Erfassen erforderlich ist. Die 10 und 11 zeigen
die drei Stapelhöhenzonen und
die Stapelhöheneinheit,
die beim Fördermodul 200 verwendet
wird. Indem man die Positionen der Sensoren und/oder die Ausbildung
der Flaggen einstellt, können
die Übergangspunkte
auf unterschiedliche Niveaus eingestellt werden. Im dargestellten
Ausführungsbeispiel
treten die Stapelhöhenübergänge bei
15, 12,5 und 10 mm auf. Die Sensorzustände, die diese Niveaus anzeigen,
sind in Tabelle 2 gezeigt.
-
Einige der Vorteile der dargestellten
Konstruktion für
die Stapelhöhenerfassung
sind: Sie werden nahe an die Auflockerungsdüsen bewegt, um die Verhältnisse,
wo die Auflockerungsströmung
aufgebracht wird und wo sich die Oberseite des Papierstapels gerade
befindet, zu kontrollieren.
-
Niedrige Kosten, da keine zusätzlichen
Komponenten erforderlich sind, um den Stapelhöhenarm auf den Stapel intermittierend
aufzubringen (angetrieben vom Antriebsmotor des Förderkopfes).
-
Übt
auf das Papier während
des Herausförderns
keine Zugkraft aus, die zu einer Schräglage oder einer Markierung
beitragen könnte.
-
Drei einstellbare Stapelhöhen mit
zwei Sensoren schaffen ein geeigneteres Einstellen der Stapelhöhe für einen
weiten Bereich von Papiereigenschaften.
-
Gestattet eine Position für "Service-Betriebsart", um eine Beschädigung während des
Schließens
oder Öffnens
für die
Papierbeladung zu vermeiden.
-
Ein weiteres Problem bei früheren Förderern
besteht darin, dass sie fähig
sein müssen,
eine große Vielzahl
von Papiergrößen und
-flächengewichte
zu fördern
(beispielsweise 60–270
g/m , 5,5 × 7'' für eine Kurzkantenförderung
(SEF) bis 14,33 × 20,5'' SEF), was zu einem größeren Bereich
der Blattmasse (1,5–51,2
g) führt.
Diese Blattmasse muss durch den Spalt einer Abzugsrolle (TAR) 400
auf die konstante Transportgeschwindigkeit des Druckers beschleunigt
werden, gewöhnlich
innerhalb etwa 35–40
ms bei Hochgeschwindigkeitsdruckern:-Diese Beschleunigung kann unter
Verwendung eines Schrittmotors erzielt werden, ein Problem bei dieser
Art des Systems ist das Drehmoment und die An
triebsrollenreibung, die
erforderlich ist, um Papiere mit hoher Blattmasse auf die maximale
Transportgeschwindigkeit zu beschleunigen.
-
Die Blattmasse ist teilweise eine
Funktion der Papierlänge
in Vorwärtsrichtung.
In einem Drucker, der einzelne Teilungslängenzonen hat, verändert sich
der Teilungsabstand mit der Blattlänge. Beispielsweise hat ein
Betriebszustand mit 4 Teilungslängen
eine Teilungszeit von 1480 ms, während
ein Betriebszustand mit 12 Teilungslängen eine Teilungszeit von
nur 493 ms hat. Diese Teilungszeiten können bis auf 211 ms Teilungszeit verringert
werden für
einen Betriebszustand mit 13 Teilungsabständen (240 PPM).
-
Der Förderprozess besteht aus zwei
grundlegenden Komponenten: 1) Der Blatterfassung einschließlich der
Trennzeit für
mehrere Blätter,
und 2) die Zeit zum Herausfördern
des Blattes. Wenn sich die Teilungszeit erhöht, erhöhen sich die erforderlichen
Zeiten für
die Erfassung und die Trennung nicht in gleicher Weise. Es bestehen
beispielsweise Unterschiede in den Erfassungszeiten zwischen einem
Blatt mit 2 g und einem mit 50 g, die im Bereich von 40 ms für das Blatt
mit 2 g und 120 ms für
ein 50 g-Blatt liegen. Was die oben beschriebenen Teilungszeiten
betrifft, könnten
sie leicht 1000 ms mehr betragen, wegen der längeren Teilungszeiten, verglichen
mit einer Erfassungs-Trenn-Zeit, die sich nur um etwa 80 ms für den gleichen
Blattgrößenbereich
erhöht.
-
Da es entweder durch die Eingabe
von einem Benutzer oder durch eine automatische Feststellung bekannt
ist, welche Blattlänge
und sich daraus ergebende Teilungsgröße von einem bestimmten Tablett
zu fördern
sind, kann das Beschleunigungsprofil für die TAR an den Kundenbedart
angepasst werden, in Abhängigkeit
davon, wie viel Zeit zur Verfügung
steht, um das Blatt auf Transportgeschwindigkeit in einer vorgegebenen Teilungszone
zu bringen. Bei längeren
Blattlängen
mit höherer
Masse steht demnach auch mehr Beschleunigungszeit zur Verfügung und
die erforderliche Beschleunigung kann auf einen Wert reduziert werden,
mit dem der Motor und die Reibung des Antriebsspaltes umgehen kann,
wodurch die Größe des Motors
gering gehalten werden kann und das zur Verfügung stehende Drehmoment des
Motors effektiv ausgenutzt werden kann, ohne dass zusätzliche
Kosten anfallen.
-
Die Motorbeschleunigung für die TAR
400 wird durch eine Exponentialgleichung gesteuert, die einen konstanten
Multiplikationsfaktor für
die Beschleunigung enthält.
Optimale Beschleunigungskonstanten für die Extremfälle der
Teilungsgröße werden
empirisch bestimmt unter Verwendung des höchsten Gewichts und der kürzesten
und längsten
Teilungslängen.
Für alle
Teilungslängen
zwischen den Extremen wurde eine lineare Extrapolation verwendet,
um jeden Konstantwert zu bestimmen.
-
Zusammenfassend ist zu sagen, dass
hier eine Fördereinrichtung
geschaffen wird, die ein Schubkurbel-Förderkopf-Antriebssystem und
ein pockenbetätigtes,
Stapelhöhenfühlsystem
kombiniert, um einen neuen, kombinierten Pendelförderer zu bilden. Der neue
Förderkopfantrieb
umfasst den Ersatz eines solinoidgetriebenen Förderkopfes mit einem einfacherem,
durch einen Schrittmotor angetriebenen, doppelten Schubkurbelantrieb.
Eingeschlossen im Schubkurbelantrieb für den Förderkopf ist ein integraler
Nocken als Teil des Schubarms, montiert an der Motorwelle. Dieser
Nocken ist so ausgebildet, dass er einen Stapelhöhensensor antreibt, um den
Stapelhöhenfühlarm herabfallen
zu lassen und anzuheben, um eine Stapelhöhe festzustellen, nachdem das
nachlaufende Ende des Blattes den Kontaktpunkt des Arms mit dem
Stapel passiert hat. Der Nocken schafft weiterhin eine „Bedien"-Position für den Stapelhöhenarm,
indem er ihn aus dem Weg der Papierzufuhr bewegt, wenn geöffnet wird.
Der Nocken beharrt in einer neutralen Ausgangsposition während des Rests
des Herausbewegung und der Rückherbewegung
der Förderkopfes.
