EP1161394A1 - Verfahren und vorrichtung zur ausrichtung von einzelblättern in einem blattverarbeitungsgerät - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur ausrichtung von einzelblättern in einem blattverarbeitungsgerät

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Publication number
EP1161394A1
EP1161394A1 EP00920509A EP00920509A EP1161394A1 EP 1161394 A1 EP1161394 A1 EP 1161394A1 EP 00920509 A EP00920509 A EP 00920509A EP 00920509 A EP00920509 A EP 00920509A EP 1161394 A1 EP1161394 A1 EP 1161394A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
recording medium
transport
alignment
transport direction
stop
Prior art date
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Granted
Application number
EP00920509A
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English (en)
French (fr)
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EP1161394B1 (de
Inventor
Markus Stahuber
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Production Printing Germany GmbH and Co KG
Original Assignee
Oce Printing Systems GmbH and Co KG
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Filing date
Publication date
Application filed by Oce Printing Systems GmbH and Co KG filed Critical Oce Printing Systems GmbH and Co KG
Publication of EP1161394A1 publication Critical patent/EP1161394A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1161394B1 publication Critical patent/EP1161394B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H9/00—Registering, e.g. orientating, articles; Devices therefor
    • B65H9/16—Inclined tape, roller, or like article-forwarding side registers
    • B65H9/166—Roller

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for aligning single sheets in a sheet processing device.
  • the record carrier If the record carrier is outside the target transport path specified in the device, it cannot be processed without errors. In a printing device, for example, this leads to an oblique print image on the recording medium.
  • An alignment device for a single sheet printing device or a copying machine is known for example from O-98/18053 AI. knows.
  • a sensor is provided which detects the lateral edge of the recording medium, determines its position relative to a desired pressure position and shifts a transport device transversely to the transport direction of the sheet depending on the deviation of the actual position from the desired position of the sheet.
  • this device permits highly precise positioning of the recording medium, it is relatively complex because of its sensor device and the movable transport device.
  • a somewhat simpler alignment device is known from DE 27 50 252 AI.
  • a sheet-shaped original is required for alignment with a stop.
  • the original is driven by a roller arrangement on which balls rest, the original being passed between the rollers and the ball.
  • the invention is based on the knowledge that a particularly gentle alignment, which is also suitable for sensitive recording media, is possible in sheet feed devices, in that the part of the recording edge on the stop side at the back in the transport direction first moves to a stop, i.e. is applied to a reference edge, and in the further course the remaining parts of the edge of the recording medium to be aligned are guided to the stop.
  • This can be done in an alignment section in particular by rotating the recording medium with the rear part of its stop-side edge toward the reference edge (stop). It is only in the further course of the alignment process that the recording medium is then placed completely against the reference edge, thus achieving a material-friendly alignment of the recording medium even with lightweight recording media.
  • the edge of the recording medium located at the front on the aligning stop in the transport direction is protected.
  • the transport device in the alignment section e.g. by means of a driven roller on which a ball rests and by arranging the transport device near the stop, it is avoided that less rigid recording media form folds or bumps on the stop.
  • the sheet-shaped recording material is aligned on the stop, in particular at a constant transport speed, without additional acceleration devices.
  • the stop forms a reference edge, which in particular corresponds to the longitudinal edge of a target transport path.
  • the alignment therefore takes place continuously over the entire alignment route.
  • the recording medium can be decelerated or accelerated at the beginning or at the end of the alignment section. In this way, in particular relatively short sheet spacings in the sheet stream of successive record carriers can be achieved.
  • the device according to the invention comprises in particular at least one drive roller, the drive axis of which is at an acute angle to the transport direction.
  • This drive roller can interact with a ball, which presses the recording medium passing by against the drive roller and thus generates the friction required for transport.
  • the size, material, surface structure and weight of the ball can be easily adapted to the respective requirements.
  • the ball can only generate the friction through its own weight. It can be freely stored in a ball cage.
  • the ball can be provided with a pressure spring acting in the direction of the recording medium to support the frictional force acting on the recording medium, in particular when relatively heavy recording media are to be processed.
  • the provision of ball / roller pairs in the alignment and transport device according to the invention achieves particularly gentle processing of the recording media, as a result of which very light sheets of 60 g / m 2 or less can be aligned gently and safely.
  • the structure according to the invention also provides a simple, inexpensive and space-saving device which is only slightly susceptible to faults and has a wide range of usable formats, materials, types and weights for the sheet-shaped recording media, without having to make settings (parameter changes) for processing the various recording media the alignment section or on the transport or alignment device.
  • the ball of a roller / pair of balls is in particular held in a free-running manner in a ball cage and, by means of its gravity, is centered on the transport roller which is inclined to the transport direction.
  • the arrangement consists of several pairs of rollers / balls, in particular three such pairs.
  • FIG. 1 shows a printing device
  • FIG. 2 shows an alignment section
  • FIG. 3 shows the alignment section in supervision
  • FIG. 4 shows the alignment section in view
  • FIG. 5 shows a stop of the alignment section.
  • FIG. 1 shows a printing device 11 which conveys sheet-like recording material, here individual paper sheets, from input compartments 13 via a feed channel 14 to a printing station 12.
  • the printing station 12 works according to the electrophotographic principle, the printing processes being controlled by a device controller 20.
  • the printed individual sheets are then passed through a fixing station 17, in which the toner image which has been overprinted in the printing station 12 is fixed on the paper sheet.
  • the paper sheets printed in this way are fed via an output path 18 to paper output compartments 19 or a paper output interface 19a for further processing in other devices.
  • the device controller 20 is connected to all electronic components of the printing device, for example to the fixing station 17 and to the drive 21.
  • the paper sheets are to be aligned in particular in front of the printing station 12 in the feed channel 14, so that the printed image can be printed on the paper in a precise position.
  • such an alignment can also be carried out in the output path 18 or in the area of the output interface 19a in order to feed the sheets correctly aligned to further devices.
  • the printing device 11 is connected to an external paper supply module 15, which is connected via a connecting channel 16 into the input area 13 of the printing can supply device 11 at an interface 24.
  • a tunnel-shaped connecting channel 16 with a corresponding drive 22 is provided.
  • the controller 20 of the printing device 11 is also connected to the drive 22 and to a controller 23 of the external supply module 15.
  • connection tunnels are again provided, which can either be designed in exactly the same way as the connection channel 16 (with a lateral orientation) or as a simple transport module without a lateral paper orientation.
  • Sheets of paper 2 come from the supply module 15 into the connecting channel 16 at a speed v 0 on a pair of transport rollers 3a into the connecting channel 16. They have a lateral offset S with respect to a desired transport position or reference edge 8.
  • the front transport roller pair 3a of an alignment section transports the paper sheets onto a running surface 6 in the transport channel 16 until the front edge of the sheet reaches the area of a next transport device, namely a driven roller 5, on which a ball 4 rests.
  • the ball 4 is freely supported in a ball cage 7 and only lies on the drive roller 5 with its own weight.
  • the roller 5 is a Drive axis 9 driven at an angular velocity ⁇ .
  • Three such identical roller pairs 4, 5 are provided within the transport channel 16 or the alignment section.
  • the drive axis 9 is in each case at an acute angle ⁇ to the perpendicular to the transport direction A.
  • the inclined roller 5 transports the sheet in an inclination at the angle ⁇ to the main transport direction A.
  • Direction of transport at speed v a is .
  • the inclined roller 5 or the ball 4 engages the paper sheet 2 in the edge region of the sheet 2 on the side of the reference edge 8 or the stop 1. If the paper sheet 2 rests on the stop 1, the roller 5 causes movement in the following only one sheet movement parallel to the transport direction A along the stop 1 with the speed v r .
  • This movement is influenced by the components of the static and sliding friction of the inclined friction roller 5 acting on the paper sheet as well as by the weight force Fg of the exposed ball 4 acting on the paper sheet as well as by the peripheral speed of the roller 5 with its component v a • cos ⁇ .
  • the resulting speed v r can be varied by varying the speed of the inclined roller 5, for example via a gear ratio or a controllable stepper motor of the general transport speed v 0 of the ' pressure device 11 can be adapted.
  • the engagement of the obliquely arranged pairs of rollers / balls in the alignment section between the two pairs of rollers 3a and 3b takes place in the edge region of the paper sheet 2 on the side of the reference edge 8 or the stop 1.
  • the pair of balls and rollers 4, 5 engages in each case on the incoming side of the paper sheet in the area of the corner near the stop.
  • the engagement of the rollers / pairs of balls 4.5 thus takes place asymmetrically, i.e. outside the middle of the sheet on the stroke-side sheet half.
  • the paper sheet Due to the movement sequence described above, the paper sheet is rotated towards the stop during the alignment process.
  • the pivot point depends on the friction surface of the paper sheet. This is in turn determined by the coefficient of friction between the paper sheet (record carrier 2) and the running surface 6.
  • the engagement of the roller-ball pairs 4, 5 in the marginal area of the paper sheet 2 and the frictional forces acting on the paper sheet 2 initially cause the paper sheet to rotate with its rear edge 26a toward the stop 1 or towards the reference edge 8. In the further course, the paper sheet 2 is then completely applied to the reference edge 8.
  • the free mounting of the ball 4 in a ball cage 7 has the effect that an essentially asymmetrical, ie no preferred direction of friction force acts on the recording medium.
  • the ball 4 thus does not horizontally determine the direction on the recording medium, in contrast to the roller 5, which specifies a clear preferred direction.
  • FIG. 3 shows further details of the parts relevant for the function of the alignment device.
  • the centers of the balls 4 and the rollers 5 are at a distance b from the stop 1. This distance is considerably smaller than the sheet length transverse to the main transport direction A. This prevents longitudinal folds or bumps from occurring in the paper sheet 2 in the course of the alignment process.
  • the length of the alignment path is to be dimensioned as a function of the paper sizes to be processed, the maximum offset S to be corrected and the angle ⁇ present.
  • record carriers types: paper, foils, labels; surfaces: rough, fine, coated; format: A4, A4, letter; weights: 40 g to approx. 300 g
  • the distances between two rollers 5 or two balls 4 are smaller than the smallest paper size to be processed.
  • V2A steel spheres or plastic spheres or spheres made of other materials suitable for spherical production that do not leave any stains due to abrasion on the recording medium are also suitable.
  • the rollers 5 are arranged at an acute angle to the transport direction A in an angular range of 0> ⁇ ⁇ 40 °, preferably in the angular range between 5 ° and 15 °.
  • the roller surface has high friction relative to the medium (paper) to be transported. Suitable roller surfaces for paper are e.g. Elastomer surfaces.
  • Microcellular polyurethane foams with cell sizes between 120 and 160 ⁇ m and with a coefficient of friction compared to paper are particularly suitable for the present arrangement of an alignment and transport device in which the roller surfaces interact with the above-described ground balls made of V2A steel or Gals 1.2 and 2.0 especially between 1.5 and 1.7.
  • the Shore hardness (A) of the polyurethane foam should be between 25 and 50, in particular between 30 and 45 or exactly 38.
  • roller surfaces are flush with the running surface 6 ß, these surfaces can protrude about 0.5 to 3 mm above the transport plate 6 in other embodiments.
  • the transport plate 6 has a corrugated or embossed surface and is provided, for example, from a 0.8 mm thick steel plate with an embossing depth of 1.2 mm. These depressions, which are provided at short intervals, ensure sufficient friction between the paper and the transport plate 6 and yet avoid excessive adhesion or static charging of the paper.
  • the balls 4 are stored in a ball cage 7, for example with some play in a hollow cylinder.
  • the ball cage 7 holds the ball 4 horizontally centered on the corresponding, driven roller 5.
  • the bow 4 can be prevented from falling out by a clip closure or a jacket taper when the entire arrangement is tilted or transported.
  • the pair of rollers 3b can be accelerated in a ramp-controlled manner at the end of the alignment section.
  • the speed v a is selected to be lower than the process speed Vo within the alignment path.
  • at least the roller 5 arranged on the output-side pair of transport rollers 3b is provided with a freewheel bearing 10 (see FIG. 4).
  • This freewheel bearing 10 engages the drive axle 9 with the drive roller 5 when the drive roller 9 moves in the transport direction, but releases it when the drive roller 9 axis 9 stands or the drive roller 5 rotates faster than the drive roller 9 due to the faster movement of the output-side transport roller pair 3b.
  • the sheet lying between the drive rollers 3b and the output-side ball-roller pair 5 can thus be freely accelerated within the alignment path.
  • the freewheel bearing has a freewheel in the transport direction and locks against the transport direction. If the pair of balls and rollers on the input side also has such a freewheel, the paper sheet can be picked up non-destructively if it runs into the alignment path at a higher input speed (v 0 > v r ).
  • the transport plate 6 and the stop 1 is shown in a sectional view. They are connected to each other to form a V-shaped receptacle 27, so that the paper sheet 2 is securely received.
  • the stop 1 has a leg 28 which runs obliquely upwards, the transport plate 6 has the embossed depressions 29.
  • the invention has been described using the example of a printing device. It is clear that the invention can also be used for alignment sections on other devices for processing sheets or documents. It does not matter whether just one sheet is aligned or a document that spans several sheets, such as a brochure or an envelope.
  • the invention can thus be used in printing devices, copying machines, original scanners or also in other devices for processing documents, for example in enveloping systems, in collators, in document feeders or document discharge devices.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Registering Or Overturning Sheets (AREA)

Abstract

In einer Vorrichtung zum Ausrichten eines blattförmigen Aufzeichnungsträgers (2) in einem Blattverarbeitungsgerät (11) ist eine Transportstrecke (6) vorgesehen, über die der Aufzeichnungsträger (2) von einer Eingabeposition (bei 3a) in einer Transportrichtung (A) zu einer Ausgabeposition (bei 3b) transportiert wird. Ferner ist ein Anschlag (1) vorgesehen, an den der Aufzeichnungsträger (2) während der Transportbewegung quer zur Transportrichtung (A) zum Ausrichten bewegt wird, sowie eine Transporteinrichtung (4, 5, 9), durch die der in Transportrichtung (A) hinten liegende Teil (26a) der anschlagseitigen Kante (26) des Aufzeichnungsträgers (2) zeitlich vor deren vorderem Teil (26b) an den Anschlag (1) bewegt wird.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Ausrichtung von Einzelblättern in einem Blattverarbeitungsgerät
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ausrichten von Einzelblättern in einem Blattverarbeitungsgerät .
In Druck- oder Kopiergeräten ist es in der Regel notwendig, Aufzeichnungsträger zum Abtasten oder zum Bedrucken lateral, d.h. quer zu einer Transportrichtung an einer Referenzkante auszurichten. Dies ist insbesondere dann nötig, wenn Störeinflüsse auf den Aufzeichnungsträger wirken und diesen von einer Soll-Transportbahn ablenken. Solche Störeinflüsse können beispielsweise durch toleranzbehaftete Aufzeichnungsträger entstehen, beispielsweise wenn das Format eines blattförmigen Aufzeichnungstragers variiert. Die Stabilität der Transportbahn ist insbesondere dann gefährdet, wenn die Aufzeichnungsträger über relativ lange Transportstrecken zu transportieren sind, z.B. wenn ein blattförmiger Aufzeichnungsträger über ein Vielfaches seiner Länge zu transportieren ist.
Befindet sich der Aufzeichnungsträger außerhalb der im Gerät spezifizierten Soll-Transportbahn, so kann er nicht fehler- frei bearbeitet werden. In einem Druckgerät führt dies beispielsweise zu einem schiefen Druckbild auf dem Aufzeichnungsträger.
Eine Ausrichtvorrichtung für ein Einzelblattdruckgerät oder ein Kopiergerät ist beispielsweise aus der O-98/18053 AI be- kannt. In dieser Ausrichtvorrichtung ist ein Sensor vorgesehen, der die seitliche Kante des Aufzeichnungstragers erfaßt, dessen Lage relativ zu einer Solldrucklage ermittelt und eine Transportvorrichtung quer zur Transportrichtung des Blattes je nach Abweichung der Ist-Lage von der Soll-Lage des Blattes verschiebt. Diese Vorrichtung erlaubt zwar eine hochgenaue Positionierung des Aufzeichnungstragers, ist jedoch relativ aufwendig wegen ihrer Sensoreinrichtung und der verfahrbaren Transportvorrichtung .
Eine etwas einfacher aufgebaute Ausrichtvorrichtung ist aus der DE 27 50 252 AI bekannt. Bei dieser Vorrichtung wird ein blattförmiges Original zur Ausrichtung an einen Anschlag gefordert. Der Antrieb des Originals erfolgt dabei über eine Walzenanordnung, auf der Kugeln aufliegen, wobei das Original zwischen Walzen und Kugel hindurchgefuhrt wird.
Auch aus der US 4,179,117 A und aus der US 5,031,895 sind Vorrichtungen bekannt, mit denen blattförmige Aufzeichnungs- trager an einer quer zur Transportrichtung des Aufzeichnungstragers liegenden Kante ausgerichtet werden können.
Bei instabilen Aufzeichnungstragern, beispielsweise bei leichtgewichtigen Papierblattern mit 60g/m2 kann es zu Be- Schädigungen von Kanten oder Ecken wahrend des Ausrichtvorgangs in mechanisch wirkenden Ausrichtvorrichtungen kommen.
Aus der DE-C-922171, aus der US-A-3, 980, 296 und aus der JP-A-63-127955 sind jeweils Anordnungen bekannt, mit der ein- zelne Papierblatter an einer seitlichen Fuhrungskante in einem Transportkanal ausgerichtet werden können.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Zufuhren von blattförmigen Aufzeichnungstragern in einem Blattverarbeitungsgerat zu schaffen, wobei wahrend dem Zuführen Beschädigungen von Kanten oder Ecken auch bei empfindlichen Aufzeichnungstragern weitgehend vermieden werden.
Diese Aufgabe wird durch die in den unabhängigen Patentan- Sprüchen angegebene Erfindung gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß in Blattzuführvorrichtungen eine besonders schonende, auch für empfindliche Aufzeichnungsträger geeignete Ausrichtung möglich ist, indem zunächst der in Transportrichtung hinten liegende Teil der anschlagsseitigen Kante des Aufzeichnungstragers zu einem Anschlag bewegt, d.h. an eine Referenzkante angelegt wird, und im weiteren Verlauf die übrigen Teile der auszurichtenden Kante des Aufzeichnungstragers an den Anschlag geführt wird. Dies kann in einer Ausrichtstrecke insbesondere durch eine Drehung des Aufzeichnungstragers mit dem hinteren Teil seiner anschlagsseitigen Kante zur Referenzkante (Anschlag) hin erfolgen. Erst im weiteren Verlauf des Ausrichtvorganges wird der Aufzeichnungsträger dann vollständig an die Referenzkante angelegt und somit eine materialschonende Ausrichtung des Aufzeichnungsträger auch bei leichtgewichtigen Aufzeichnungstragern erreicht. Dabei wird insbesondere die in Transportrichtung vorne am ausrichtenden Anschlag liegende Kante des Aufzeichnungstragers geschont. Durch geeignete Wahl der Transporteinrichtung in der Ausrichtstrecke, z.B. durch eine angetriebene Walze, auf der eine Kugel aufliegt und durch Anordnung der Transporteinrichtung nahe des Anschlags, wird vermieden, daß weniger steife Aufzeichnungsträger am Anschlag Falten oder Buckel bilden.
Die Ausrichtung des blattförmigen AufZeichnungsmaterials erfolgt an dem Anschlag insbesondere mit konstanter Transportgeschwindigkeit ohne zusätzliche Beschleunigungseinrichtun- gen. Der Anschlag bildet eine Referenzkante, die insbesondere der Längskante einer Soll-Transportbahn entspricht. Die Ausrichtung findet somit auf der gesamten Ausrichtstrecke insbesondere kontinuierlich statt. Um die eingangs- oder ausgangs- seitige Transportgeschwindigkeit in der Ausrichtstrecke an die Transportgeschwindigkeiten angrenzender Geräte oder Module anzupassen, kann am Anfang bzw. am Ende der Ausrichtstrek- ke eine Verzögerung bzw. eine Beschleunigung des Aufzeichnungstragers erfolgen. Hierdurch können insbesondere relativ kurze Blattabstände im Blatttstrom aufeinanderfolgender Auf- zeichnungsträger erreicht werden. Dazu ist es vorteilhaft, einen Freilauf an der eingangsseitigen und/oder an der aus- gangsseitigen Antriebsrolle oder sogar an allen Antriebsrollen der Ausrichtstrecke vorzusehen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfaßt insbesondere mindestens eine Antriebswalze, deren Antriebsachse in einem spitzen Winkel zur Transportrichtung steht. Diese Antriebswalze kann mit einer Kugel zusammenwirken, die den vorbeilaufenden Aufzeichnungsträger gegen die Antriebswalze drückt und somit die für den Transport nötige Friktion erzeugt. Größe, Material, Oberflächenstruktur und Gewicht der Kugel können dabei den jeweiligen Anforderungen einfach angepaßt werden. Die Kugel kann die Friktion insbesondere nur durch ihr Eigengewicht erzeugen. Sie ist dazu frei in einem Kugelkäfig lagerbar. An- dererseits kann die Kugel zur Unterstützung der auf den Aufzeichnungsträger wirkenden Friktionskraft eine in Richtung auf den Aufzeichnungsträger wirkende Andruckfeder vorgesehen sein, insbesondere dann, wenn relativ schwere Aufzeichnungsträger verarbeitet werden sollen.
Durch das Vorsehen von Kugel/Walzenpaaren in der erfindungsgemäßen Ausricht- und Transportvorrichtung wird eine besonders schonende Verarbeitung der Aufzeichnungsträger erreicht, wodurch auch sehr leichte Blätter von 60 g/m2 oder weniger schonend und sicher ausrichtbar sind. Durch die erfindungsgemäße Struktur wird auch eine einfache, kostengünstige und platzsparende Einrichtung angegeben, die eine nur geringe Störanfälligkeit sowie ein breites Spektrum verwendbarer Formate, Materialien, Sorten und Gewichte für die blattförmigen Aufzeichnungsträger aufweist, ohne dass zur Verarbeitung der verschiedenartigen Aufzeichnungstrager Einstellungen (Parameteränderungen) an der Ausrichtstrecke bzw. an der Transport- bzw. Ausrichteinrichtung vorgenommen werden müssen.
Um besonders gravierende Änderungen des zu verarbeitenden AufZeichnungsmaterials (z.B. Karten, Labels, Folien etc.) und/oder wesentliche Änderungen hinsichtlich der zu verarbei- tenden Formate, Gewichte u. dgl. Akzeptieren zu können ist es möglich, an der Ausricht- und Transportvorrichtung Walzengröße, Friktionsmaterial und/oder Winkelanordnung sowie die entsprechenden Parameter der Kugeln anzupassen. Genausogut ist es möglich, Anzahl und Anordnung der Walzen-/Kugel-Paare vor- zunehmen.
Die Kugel eines Walzen/Kugelpaares wird insbesondere freilaufend in einem Kugelkäfig gehaltert und lagert mittels ihrer Schwerkraft zentrisch auf der zur Transportrichtung schräg gestellten Transportwalze. Die Anordnung besteht aus mehreren Walzen/Kugel-Paaren, insbesondere aus drei solchen Paarungen.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einiger Figuren näher erläutert. Es zeigen :
Figur 1 ein Druckgerät, Figur 2 eine Ausrichtstrecke,
Figur 3 die Ausrichtstrecke in Aufsicht, Figur 4 die Ausrichtstrecke in Ansicht und Figur 5 einen Anschlag der Ausrichtstrecke.
In Figur 1 ist ein Druckgerät 11 gezeigt, welches blattförmiges AufZeichnungsmaterial, hier Papier-Einzelblätter, aus Eingabefächern 13 über einen Zuführkanal 14 zu einer Druckstation 12 fördert. Die Druckstation 12 arbeitet nach dem elektrofotografischen Prinzip, wobei die Druckabläufe über eine Gerätesteuerung 20 gesteuert werden. Die bedruckten Einzelblätter werden dann durch eine Fixierstation 17 geführt, in der das in der Druckstation 12 umgedruckte Tonerbild auf dem Papierblatt fixiert wird. Die so bedruckten Papierblätter werden über einen Ausgabepfad 18 Papierausgabefächern 19 oder einer Papierausgabeschnittstelle 19a zur Weiterbearbeitung in anderen Geräten zugeführt. Die Gerätesteuerung 20 ist dazu mit allen elektronischen Komponenten des Druckgeräts, beispielsweise mit der Fixierstation 17 und mit dem Antrieb 21 verbunden. Die Papierblätter sind insbesondere vor der Druck- Station 12 im Zuführkanal 14 auszurichten, damit das Druckbild auf dem Papier positionsgenau gedruckt werden kann. Je nach Anwendung kann eine solche Ausrichtung auch im Ausgabepfad 18 oder im Bereich der Ausgabe-Schnittstelle 19a durchgeführt werden, um die Blätter weiteren Geräten korrekt aus- gerichtet zuzuführen.
Zusätzlich zu den Eingabefächern 13 ist das Druckgerät 11 mit einem externen Papiervorratsmodul 15 verbunden, welches über einen Verbindungskanal 16 in den Eingabebereich 13 des Druck- geräts 11 an einer Schnittstelle 24 zuführen kann. Hierzu ist ein tunnelförmiger Verbindungskanal 16 mit einem entsprechenden Antrieb 22 vorgesehen. Die Steuerung 20 des Druckgeräts 11 ist dazu auch mit dem Antrieb 22 sowie mit einer Steuerung 23 des externen Vorratsmoduls 15 verbunden.
Weitere Details der Papiervorratsmodule 13 und 15 sowie des Verbindungskanals 16 sind in der WO-Al-98/17572 beschrieben, deren Inhalt hiermit durch Bezugnahme in die vorliegende Be- Schreibung aufgenommen wird. Wie aus dieser WO-Veröffentli- chung zu entnehmen ist, kann an das externe Vorratsmodul 15 (dort mit Bezugszeichen 2 versehen) mit weiteren Papiervorratsmodulen (dort mit Bezugszeichen 2 λ versehen) über die Schnittstelle 25 verbunden sein. Dazu sind wiederum Verbin- dungstunnels vorgesehen, die entweder genauso wie der Verbindungskanal 16 (mit seitlicher Ausrichtung) oder als einfaches Transportmodul ohne seitliche Papierausrichtung ausgebildet sein können.
Um Einzelblätter aus dem Vorratsmodul 15 seitlich ausgerichtet an die Schnittstelle 24 des Druckgeräts 11 zu übergeben, findet im Verbindungskanal 16 eine Ausrichtung der seitlichen Kante des Blattes statt, die anhand der Figur 2 näher erläutert wird. Papierblätter 2 kommen dabei vom Vorratsmodul 15 in den Verbindungskanal 16 mit einer Geschwindigkeit v0 an einem Transportwalzenpaar 3a in den Verbindungskanal 16. Sie weisen dabei gegenüber einer Soll-Transportposition bzw. Referenzkante 8 einen seitlichen Versatz S auf. Das vordere Transportwalzenpaar 3a einer Ausrichtstrecke transportiert die Papierblätter auf eine Lauffläche 6 im Transportkanal 16 bis die Blattvorderkante in den Bereich einer nächsten Transporteinrichtung, nämlich einer angetriebenen Walze 5, auf der eine Kugel 4 aufliegt, gelangt. Die Kugel 4 ist frei in einem Kugelkäfig 7 gelagert und liegt lediglich mit ihrem Eigenge- wicht auf der Antriebswalze 5 auf. Die Walze 5 wird über eine Antriebsachse 9 mit einer Winkelgeschwindigkeit ω angetrieben. Innerhalb des Transportkanals 16 bzw. der Ausrichtstrek- ke sind drei solche, gleichartige Kugelwalzenpaare 4, 5 vorgesehen. Die Antriebsachse 9 steht dabei jeweils in einem spitzen Winkel α zur Senkrechten der Transportrichtung A. Sobald das Papierblatt 2 von der ersten Kugel-Walzen- Anordnung erfaßt wird, transportiert die schräggestellte Walze 5 das Blatt in einer um den Winkel α schräg zur Haupttransportrichtung A geneigten Transportrichtung mit der Ge- schwindigkeit va.
Das von dem Kugel-Walzenpaar 4,5 erfaßte Papierblatt 2 wird mit der Geschwindigkeit va im spitzen Winkel α zur Transportrichtung A gegen den seitlichen Anschlag 1 und damit an die Referenzkante 8 geschoben und dadurch innerhalb des Papierkanals 16 ausgerichtet. Dabei gilt: va = ω • rw, wobei rw den Radius der Transportwalze 5 bezeichnet.
Der Eingriff der schräg gestellten Walze 5 bzw. der Kugel 4 auf das Papierblatt 2 erfolgt im Randbereich des Blattes 2 auf der Seite der Referenzkante 8 bzw. des Anschlags 1. Liegt das Papierblatt 2 am Anschlag 1 an, so bewirkt die Bewegung der Walze 5 im folgenden nur noch eine Blattbewegung parallel zur Transportrichtung A entlang des Anschlags 1 mit der Ge- schwindigkeit vr. Diese Bewegung ist beeinflußt durch die auf das Papierblatt wirkenden Komponenten der Haft- und Gleitreibung der schräg gestellten Friktionswalze 5 sowie durch die punktuell an dem Papierblatt angreifende Gewichtskraft Fg der freigelagerten Kugel 4 sowie durch die Umfangsgeschwindigkeit der Walze 5 mit ihrer Komponente va • cos α. Demzufolge wird das Papierblatt in zwei Richtungen mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten bewegt. Die resultierende Geschwindigkeit vr kann durch Variation der Geschwindigkeit der schräg gestellten Walze 5, beispielsweise über eine Übersetzung oder einen steuerbaren Schrittmotor der allgemeinen Transportgeschwindigkeit v0 des 'Druckgeräts 11 angepaßt werden.
Der Eingriff der schräg angeordneten Walzen/Kugel-Paare in der Ausrichtstrecke zwischen den beiden Walzenpaaren 3a und 3b erfolgt im Randbereich des Papierblattes 2 auf der Seite der Referenzkante 8 bzw. des Anschlags 1. Das Kugel- Walzenpaar 4, 5 greift dabei jeweils auf der einlaufenden Seite des Papierblatts im Bereich der anschlagsnahen Ecke ein. Der Eingriff der Walzen/Kugelpaare 4,5 erfolgt also asymmetrisch, d.h. außerhalb der Blattmitte auf der anschlagsseitigen Blatthälfte. Durch diese asymmetrischen Eingriff einerseits und die gleichmäßig auf das gesamte Papierblatt 2 wirkende Reibung zwischen Blattunterseite und Lauf- fläche 6 wird eine Drehung des Blattes zum Anschlag 1 derart bewirkt, daß der hintere Teil 26a der anschlagsnahen Blattkante 26 zuerst am Anschlag 1 anschlägt. Erst im weiteren Bewegungsverlauf legen sich auch die übrigen Teile und am Ende der vordere Teil 26b der Blattkante 26 an den Anschlag 1 sanft an, wobei weder Blattkante 26 noch Blattecken beschädigt werden und auch andere Blatteile unversehrt bleiben, insbesondere nicht geknickt werden. Im weiteren Verlauf der Bewegung wird das Blatt 2 dabei an die dem ersten Paar nachfolgenden Kugel/Walzenpaare 4, 5 übergeben, bis das Blatt schließlich das ausgangsseitige Transportwalzenpaar 3b erreicht. Dieses Transportwalzenpaar 3b übernimmt dann den weiteren Transport mit der Standard-Geschwindigkeit vn des Druckgeräts 11.
Durch den oben beschriebenen Bewegungsablauf wird das Papierblatt während des Ausrichtvorgangs zum Anschlag hin gedreht. Der Drehpunkt hängt dabei von der Reibfläche des Papierblatts ab. Diese ist wiederum durch den Reibungskoeffizienten zwischen Papierblatt (Aufzeichnungsträger 2) und der Lauffläche 6 bestimmt. Der Eingriff der Walzen-Kugel-Paare 4 , 5 im Rand- bereich des Papierblatts 2 sowie die auf das Papierblatt 2 wirkenden Reibungskräfte bewirken zunächst eine Drehung des Papierblatts mit seiner Hinterkante 26a zum Anschlag 1 bzw. zur Referenzkante 8 hin. Im weiteren Verlauf wird das Papier- blatt 2 dann vollständig an die Referenzkante 8 angelegt. Die freie Lagerung der Kugel 4 in einem Kugelkäfig 7 bewirkt, daß von der Kugel im wesentlichen eine asymmetrische, d.h. keine Vorzugsrichtung enthaltende Reibungskraft auf den Aufzei- chungsträger wirkt. Die Kugel 4 bewirkt also horizontal keine Richtungsbestimmung auf dem Aufzeichnungsträger im Gegensatz zur Walze 5, die eine klare Vorzugsrichtung vorgibt. Innerhalb des Kugel-Walzen-Paares 4, 5 bewirkt also nur die Walze 5 eine kraftschlüssige Führung, aber nicht die Kugel 4.
Figur 3 zeigt weitere Details der für die Funktion der Ausrichtvorrichtung maßgeblichen Teile. Die Mittelpunkte der Kugeln 4 bzw. der Walzen 5 sind dabei in einem Abstand b vom Anschlag 1 entfernt. Dieser Abstand ist wesentlich kleiner als die Blattlänge quer zur Haupttransportrichtung A. Hier- durch wird vermieden, daß im Zuge des Ausrichtvorgangs Längsfalten oder Buckel im Papierblatt 2 entstehen.
Die Länge der Ausrichtstrecke ist in Abhängigkeit von den zu verarbeitenden Papiergrößen, dem maximal zu korrigierenden Versatz S sowie von dem vorliegenden Winkel α zu bemessen. Um eine störungsfreie Funktion für ein möglichst breites Spektrum an Aufzeichnungstragern (Arten: Papier, Folien, Labels; Oberflächen: rauh, fein, gestrichen; Format: DIN A4, DIN A 5, Letter; Gewichte: 40 g bis etwa 300 g) zu gewährlei- sten, sind die Anzahl, Positionen und Maße der Walzen 5 der
Kugeln 4 sowie ihre Oberflächen und Gewichte sowie der Winkel α anzupassen. Für ein Hochleistungsdruckgerät mit einer Druckleistung bis zu 160 Seiten pro Minute hat es sich als günstig erwiesen, die in den Figuren gezeigte Kombination von 3 Kugel/Walzenpaaren 4, 5 in einer Ausrichtstrecke zu verwenden, wobei die Abstände zweier Walzen 5 bzw. zweier Kugeln 4 kleiner sind als das kleinste zu verarbeitende Papierformat. Geschliffene Glaskugeln mit einem Kugelgewicht von 40 g, die freilaufend in einem Kugelkäfig gelagert und mittels Schwerkraft zentrisch auf die Walzen drücken, haben dabei ein zu- verlässig zu verarbeitendes Papierspektrum von 60g/m2 bis
200g/m2 ergeben. Neben Glaskugeln sind auch V2A-Stahlkugeln oder Kunstoffkugeln bzw. Kugeln aus anderen, für die Kugelfertigung geeigneten Materialien, die keine Färbungen durch Abrieb auf dem Aufzeichnungsträger hinterlassen, geeignet.
Die Walzen 5 sind im spitzen Winkel zur Transportrichtung A in einem Winkelbereich von 0 > α < 40°, vorzugsweise im Winkelbereich zwischen 5° und 15° angeordnet. Die Walzenoberfläche hat relativ zum zu transportierenden Medium (Papier) eine hohe Friktion. Geeignete Walzenoberflächen für Papier sind z.B. Elastomer-Oberflächen.
Für die vorliegende Anornung einer Ausricht- und Transportvorrichtung, bei der die Walzenoberflächen mit den oben be- schrienenen geschliffenen Kugeln aus V2A-Stahl oder Gals zusammenwirken eignen sich insbesondere mikrozellige Polyurethan-Schäume mit Zellgrössen zwischen 120 und 160 μm sowie mit einem Reibungskoeffizienten gegenüber Papier zwischen 1,2 und 2,0 insbesondere zwischen 1,5 und 1,7. Die Shore-Härte (A) des Polyurethan-Schaums sollte dabei zwischen 25 und 50, insbesondere zwischen 30 und 45 bzw. genau bei 38 liegen.
Während bei dem in Figur 4 dargestellten Ausführungsbeispiel die Walzenoberflächen bündig mit der Lauffläche 6 abschlie- ßen, können diese Oberflächen in anderen Ausführungsbeispielen ca. 0,5 bis zu 3 mm über das Transportblech 6 herausragen. Das Transportblech 6 hat eine geriffelte oder geprägte Oberfläche und ist beispielsweise aus einem 0,8 mm dicken Stahlblech mit einer Prägung von 1,2 mm Prägungstiefe versehen. Durch diese, in kurzen Abständen versehenen Vertiefungen wird eine ausreichende Reibung zwischen Papier und Transportblech 6 gewährleistet und dennoch eine zu starke Haftung bzw. statische Aufladung des Papiers vermieden.
Die Kugeln 4 sind in einem Kugelkäfig 7 gelagert, beispielsweise mit etwas Spiel in einem Hohlzylinder . Der Kugelkäfig 7 hält die Kugel 4 horizontal zentriert auf der korrespondierenden, angetriebenen Walze 5. Durch einen Bügelverschluß oder eine Mantelverjüngung kann das Herausfallen der Kugel 4 verhindert werden, wenn die gesamte Anordnung gekippt oder transportiert wird.
Wenn das Druckgerät mit Aufzeichnungstragern stark unter- schiedlicher Formate und/oder Gewichte betrieben wird, so können aufgrund der unterschiedlichen Reibungskräfte innerhalb der Ausrichtstrecke unterschiedliche Transportgeschwindigkeiten vr entstehen. Dies kann zu einer Veränderung der Blattabstände (gap) innerhalb des Papierstroms führen. Um nach der Seitenausrichtung bzw. hinter der Ausrichtstrecke wiederum konstante Blattabstände herzustellen, kann das Walzenpaar 3b am Ende der Ausrichtstrecke rampengesteuert beschleunigt werden. Dazu wird innerhalb der Ausrichtstrecke die Geschwindigkeit va kleiner gewählt als die Prozeßge- schwindigkeit Vo- Des weiteren wird zumindest die am aus- gangsseitigen Transportwalzenpaar 3b angeordnete Walze 5 mit einem Freilauflager 10 (siehe Figur 4) versehen. Dieses Freilauflager 10 bringt die Antriebsachse 9 mit der Antriebswalze 5 in Eingriff, wenn sich die Antriebswalze 9 in Trans- portrichtung bewegt, schaltet aber frei, wenn die Antrieb- sachse 9 steht oder sich die Antriebswalze 5 aufgrund der schnelleren Bewegung des ausgangsseitigen Transportwalzenpaars 3b schneller dreht als die Antriebswalze 9. Damit kann das zwischen Antriebswalzen 3b und ausgangsseitigem Kugel- Walzen-Paar 5 liegende Blatt innerhalb der Ausrichtstrecke frei beschleunigt werden.
Das Freilauflager besitzt einen Freilauf in Transportrichtung und arretiert entgegen der Transportrichtung. Weist auch das eingangsseitige Kugel-Walzenpaar einen solchen Freilauf auf, so kann das Papierblatt zerstörungsfrei aufgenommen werden, wenn es mit höherer Eingangsgeschwindigkeit (v0 > vr) in die Ausrichtstrecke einläuft.
In Figur 5 ist das Transportblech 6 und der Anschlag 1 in einer Schnittdarstellung gezeigt. Sie sind zu einer V-förmigen Aufnahme 27 miteinander verbunden, so daß das Papierblatt 2 sicher aufgenommen wird. Der Anschlag 1 weist dazu einen schräg nach oben verlaufenden Schenkel 28 auf, das Transport- blech 6 die geprägten Vertiefungen 29.
Die Erfindung wurde am Beispiel eines Druckgeräts beschrieben. Dabei ist klar, daß die Erfindung auch für Ausrichtstrecken an anderen Geräten zur Verarbeitung von Blättern oder Dokumenten verwendbar ist. Dabei kommt es nicht darauf an, ob nur ein Blatt ausgerichtet wird oder ein Dokument, das mehrere Blätter umfaßt wie z.B. eine Broschüre oder ein Briefkuvert. Die Erfindung ist somit in Druckgeräten, Kopiergeräten, Vorlage-Scannern oder auch in anderen Geräten zur Verarbeitung von Dokumenten verwendbar, beispielsweise in Ku- vertieranlagen, in Kollatoren, in Dokumentzuführ- oder Dokumentabführeinrichtungen . Bezugszeichenliste
1 Anschlag
2 Aufzeichnungsträger ( Papierblatt ) 3a vorderes Walzenpaar
3b hinteres Walzenpaar
4 Kugel
5 Antriebswalze
6 Lauffläche 7 Kugelkäfig
8 Referenzkante
9 Antriebsachse
10 Freilauf
11 Druckgerät 12 Druckstation
13 Eingabefächer
14 Zuführkanal
15 Externes Vorratsmodul
16 Verbindungskanal (Tunnel) 17 Fixierstation
18 Ausgabepfad
19 Papierausgabefächer 19a Ausgabe-Schnittstelle
20 Gerätesteuerung 21 Antrieb im Druckaggregat
22 Antrieb im Tunnel
23 Steuerung des Vorratsmoduls
24 Eingangs-Schnittstelle
25 Vorrats-Schnittstelle 26 Anschlagsnahe Blattkante
26a hinterer Teil der Kante 26
26b vorderer Teil der Kante 26
27 Aufnahme
28 Schenkel 29 Vertiefungen des Transportblechs (=Lauffläche) A = Haupttransportrichtung b = Abstand zwischen Anschlag und Eingriffspunkt Walze/Kugel
S = Transportversatz (bei Einlauf) v0 = Geschwindigkeit der Walzenpaare va = Geschwindigkeit der Rollen/Walzenanordung vr = Geschwindigkeits-Komponente in Transportrichtung

Claims

Patentansprüche :
1. Verfahren zum Ausrichten eines blattförmigen Aufzeichnungstragers (2) in einem Blattverarbeitungsgerat (11), wobei
(a) der Aufzeichnungsträger (2) von einer Eingabeposition (bei 3a) über eine Ausrichtstrecke (6) in einer Transportrichtung (A) zu einer Ausgabesposition (bei 3b) transportiert wird,
(b) der Aufzeichnungsträger (2) während der Transportbewegung quer zur Transportrichtung (A) zu einem Anschlag
(1) , an dem er ausgerichtet wird, bewegt wird,
(c) der in Transportrichtung (A) hinten liegende Teil (26a) der anschlagseitigen Kante (26) des Aufzeichnungs- trägers (2) vor deren vorderem Teil (26b) an den Anschlag (1) bewegt wird,
(d) der Transport in der Transportrichtung (A) mittels mehrerer, längs der Transportrichtung (A) angeordneter, angetriebener Walzen (5) erfolgt, die jeweils eine zur
Transportrichtung (A) in einem spitzen Winkel (α) geneig- te Drehachse (9) aufweisen und
(d) das AufZeichnungsmaterial (2) an den Walzen (5) jeweils durch das Eigengewicht einer mit der Walze (5) zusammenwirkenden Kugel (4) an die Walze (5) angepreßt wird, wodurch eine Friktion zwischen Walze (5) und Aufzeichnungsträger (2) entsteht.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei über die Ausrichtstrecke
(6) zwei jeweils selbständige Geräte (11, 15), insbeson- dere ein Aufzeichnungsträger-Vorratsmodul (15) mit einem Druckgerät (11), miteinander verbunden werden.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Walzen (5) jeweils mit konstanter Geschwindigkeit an- getrieben werden.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei während dem Ausrichten die Transportgeschwindigkeit in Transportrichtung (A) konstant ist.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Transportgeschwindigkeit in Transportrichtung (A) , insbesondere nach dem Ausrichten, verändert wird, wodurch am Ende (bei 3b) der Ausrichtstrecke ein konstanter Blattabstand aufeinanderfolgender Blätter (2) erzeugt wird.
6. Vorrichtung zum Ausrichten eines blattförmigen Aufzeichnungstragers (2) in einem Blattverarbeitungsgerat (11), insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit
(a) einer Ausrichtstrecke (6) über die der Aufzeichnungsträger (2) von einer Eingabeposition (bei 3a) in einer Transportrichtung (A) zu einer Ausgabeposition (bei 3b) transportiert wird,
(b) einem Anschlag (1) an den der Aufzeichnungsträger (2) während der Transportbewegung quer zur Transportrichtung (A) zum Ausrichten bewegt wird, wobei
(c) eine Transporteinrichtung (4, 5, 9) vorgesehen ist, durch die der in Transportrichtung (A) hinten liegende Teil (26a) der anschlagseitigen Kante (26) des Aufzeich- nungsträgers (26) zeitlich vor deren vorderem Teil (26b) an den Anschlag (1) bewegt wird.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Transporteinrichtung (4, 5, 9) mindestens eine Antriebswalze (5) umfaßt, deren Antriebsachse (9) in eine spitzen Winkel (α) zur Transportrichtung (A) steht.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Antriebswalze (5) eine mit Reibungsschicht versehende Oberfläche aufweist, wobei die Reibungsschicht aus einem Polyurethan-Material besteht und einen Reibungskoefizienten zwischen 1 und 2 hat.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, wobei jeder Antriebs- walze (5) eine frei in einem Kugelkäfig (7) gelagerte Kugel (4) zugeordnet ist, die insbesondere nur durch ihr Eigengewicht den vorbeilaufenden Aufzeichnungsträger (2) gegen die Antriebswalze (5) drückt, wodurch eine Friktion zwischen Antriebswalze (5) und Aufzeichnungsträger (2) entsteht.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei die Antriebswalze über einen Freilauf (10) mit der Antriebsachse (9) verbunden ist, durch den der Aufzeichnungsträ- ger (2) in Transportrichtung (A) frei bewegbar ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, wobei mehrere angetriebene Kugel-Walzenpaare (4,5) vorgesehen sind, die jeweils so angeordnet sind, daß das kleinste, in dem Gerät verarbeitbare Format des Aufzeichnungstragers (2) ständig mit mindestens einem Kugel-Walzenpaar (4, 5) im Eingriff ist.
12. Druck- oder Kopiergerät mit einer Ausrichtvorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, wobei die Ausrichtvor- richtung zwischen einer Blatt-Eingabestation (bei 3a) und einer Druckstation (12) angeordnet ist.
13. Abtastgerät mit einer Ausrichtvorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, wobei die Ausrichtvorrichtung zwischen einer Vorlagen-Eingabestation und einer Abtasteinrichtung angeordnet ist.
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