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Dokumentenidentifikation DE60310151T2 20.09.2007
EP-Veröffentlichungsnummer 0001348661
Titel Positionsgeber
Anmelder Océ-Technologies B.V., Venlo, NL
Erfinder Spoorenberg, Christophorus Lambertus, 5913 VE Venlo, NL;
Bruggeling, Hendrik Frederik Paul, 5991 XK Baarlo, NL;
Beeren, Roel Paul Marie, 5961 RC Horst, NL;
Rothoff, Franciscus Johannes Hermanus, 5941 AZ Velden, NL
Vertreter TER MEER STEINMEISTER & Partner GbR Patentanwälte, 33617 Bielefeld
DE-Aktenzeichen 60310151
Vertragsstaaten DE, FR, GB, NL
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 18.03.2003
EP-Aktenzeichen 030759724
EP-Offenlegungsdatum 01.10.2003
EP date of grant 06.12.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 20.09.2007
IPC-Hauptklasse B65H 31/10(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP
IPC-Nebenklasse B65H 43/00(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   B65H 31/26(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Blattablageeinrichtung für eine Blattverarbeitungsvorrichtung, mit einem Zuführungsabschnitt zum sequentiellen Zuführen von Blättern oder Sätzen von Blättern von der besagten Blattverarbeitungsvorrichtung, wenigstens einem entlang einer Führung bewegbaren Blattstapelelement zum Unterstützen des Ablegens der von dem besagten Zuführungsabschnitt zugeführten Blätter oder Sätze von Blättern in der besagten Blattablageeinrichtung und einer Sensoranordnung zum Detektieren der Position eines Blattstapelelements entlang der besagten Führung, wobei die Sensoranordnung eine stationäre lineare regelmäßige Anordnung von aktiven Elementen und ein sich gemeinsam mit dem besagten Blattstapelelement bewegendes passives Element umfaßt.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Eine regelmäßige Anordnung von aktiven Sensoren zum Bestimmen einer Blattstapelablage ist aus US-A-6 318 718 bekannt. Dieses Dokument offenbart einen Drucker mit einer Kopienstapelablage, die abgesenkt werden kann, um mehr Blätter aufzunehmen, wobei gleichzeitig das obere Ende des Blattstapels nahe an der Blattausstoßöffnung der Druckmaschine gehalten wird. Da die Last der Blätter auf der Ablage mit der Position der Ablage zunimmt, ist der die Ablage bewegende Motor mit einem Getriebe versehen. Eine Anzahl von Sensoren ist entlang des Weges der Ablage positioniert. Wenn die Ablage einen Sensor passiert, wird die Getriebeübersetzung für diese Position nachgestellt. Die Sensoren sind relativ weit voneinander entfernt plaziert, und die Anordnung ist daher nicht für eine kontinuierliche Ablagepositionsbestimmung geeignet. Es wird keine Information bezüglich der Art der verwendeten Sensoren gegeben.

US 2001/05 4791 A1 offenbart einen Drucker, bei dem die Höhe eines Blattstapels auf einer bewegbaren Ablage durch Absenken eines flachen Elementes auf den Stapel bestimmt wird. In einer Ausführungsform wird die exakte Position des flachen Elementes unter Verwendung einer Reihe optischer Sensoren bestimmt.

Optische Sensoren haben den Vorteil, daß sie keinen physischen Kontakt mit dem Objekt benötigen, welches sie detektieren sollen. Ein Nachteil optischer Sensoren ist jedoch, daß sie im wesentlichen ein An/Aus-Verhalten haben, so daß die Auflösung der Positionsbestimmung gleich der Teilung der Sensoren ist. Wenn eine hohe Auflösung benötigt wird, müssen viele optische Sensoren pro mm montiert werden, was zu hohen Kosten führt. Außerdem sind optische Sensoren recht empfindlich gegenüber Verschmutzung durch Staub. In einer Blattablageeinrichtung ist Staub in Form von Papierfasern allgegenwärtig, und ein Sensorausfall ist zu erwarten, erst recht, wenn kleine Sensoren zur Erzielung einer hohen Auflösung verwendet werden.

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG

Vor diesem Hintergrund ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Blattablageeinrichtung der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen mit einer Sensoranordnung, die zweckmäßig und zuverlässig eine Detektierung der Position einer Mehrzahl von Blattstapelelementen, wie beispielsweise Ablageplattformen und Blattfängern, erlaubt.

Dieses Ziel wird gemäß Anspruch 1 dadurch erreicht, daß eine Sensoranordnung zur Verfügung gestellt wird, bei der die besagten aktiven und passiven Elemente von einer Art sind, die durch die Verwendung von elektrischen oder magnetischen Feldern miteinander wechselwirken, und bei der die aktiven Elemente nahe beieinander in der regelmäßigen Anordnung positioniert sind. Diese Konstruktion ermöglicht es, die Position des passiven Elements mit einer höheren Auflösung als der Teilung der aktiven Elemente zu bestimmen, weil das passive Element von wenigstens zwei aktiven Elementen gleichzeitig erfaßt werden kann und deren Meßwerte interpoliert werden können.

Eine sehr einfache Form der Interpolation wäre es, eine Position in der Mitte zwischen zwei aneinandergrenzenden aktiven Elemente zu wählen, wenn beide durch das passive Elemente aktiviert werden. Eine verfeinerte Lösung wäre es, eine gewichtete Interpolation der Meßwerte der zwei aneinandergrenzenden aktiven Elemente zu berechnen.

Somit werden weniger aktive Elemente pro mm für eine bestimmte Auflösung benötigt, was die Kosten verringert, zusätzlich zu der Tatsache, daß solche Sensoren, wie sie bei der vorliegenden Erfindung ausersehen sind, ohnehin günstiger als optische Sensoren sind.

Es wurde festgestellt, daß Papierstaub Messungen, die auf elektrischen oder magnetischen Feldern beruhen, nicht stört, während er dies bei optischen Sensoren tut. Dies führt zu einer höheren Zuverlässigkeit und zu einer höheren Meßgenauigkeit, so daß die oben erwähnte Interpolation auch zuverlässiger ist.

In einer ersten Ausführungsform umfaßt die regelmäßige Anordnung aktiver Elemente eine regelmäßige Anordnung von leitfähigen Feldern, die parallel zu einem leitfähigen Streifen oder einer zweiten regelmäßigen Anordnung von leitfähigen Feldern angeordnet sind, und das besagte passive Element umfaßt eine leitfähige Platte. Bei dieser Art von Sensor basiert die Messung auf der elektrischen Kapazität der Anordnung eines leitfähigen Feldes, der leitfähigen Platte und des leitfähigen Streifens/der regelmäßigen Anordnung von leitfähigen Feldern. Dies ist eine extrem einfache und kosteneffiziente Ausführungsform, die leicht herunterskaliert werden kann, um eine hohe Positionsauflösung zu erreichen.

In einer zweiten Ausführungsform umfaßt die regelmäßige Anordnung aktiver Elemente eine regelmäßige Anordnung von Hall-Effekt-Sensoren, und das besagte passive Element umfaßt einen Magneten. Hall-Sensoren sind billig, vergleichsweise unempfindlich für Staub und klein genug, um eine gute Positionsauflösung zur Verfügung zu stellen.

In einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung ist die regelmäßige Anordnung aktiver Elemente an der Führung oder sogar, falls möglich, innerhalb der besagten Führung fixiert, so daß sie gut vor äußeren Einflüssen geschützt ist. Vorzugsweise erstreckt sich die regelmäßige Anordnung aktiver Elemente über die Hubhöhe der Ablageplattform, so daß die Position der Ablage über die gesamte Hubhöhe bekannt ist.

Die Blattablageeinrichtung kann eine oder mehrere weitere, übereinander angeordnete, entlang der Schiene bewegbare Ablageplattformen und ein passives Element umfassen, welches sich gemeinsam mit den weiteren Ablageplattformen bewegt. Somit kann eine Mehrzahl von Stapeln auf der Blattablageeinrichtung gebildet werden, und ein fertiger Stapel kann abtransportiert werden, während ein weiterer gebildet wird.

Die Blattablageeinrichtung kann auch einen oder mehrere entlang der Schiene bewegbare Blattfänger und ein passives Element umfassen, welches sich gemeinsam mit den Blattfängern bewegt. Durch Detektieren der Position der Blattfänger ist die Stapelhöhe und somit der Füllgrad der Ablageplattform bekannt.

Weitere Gegenstände, Merkmale, Vorteile und Eigenschaften des erfindungsgemäßen Positionsdetektors werden anhand der detaillierten Beschreibung deutlich werden.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

In dem folgenden detaillierten Abschnitt der vorliegenden Beschreibung wird die Erfindung detaillierter mit Bezug auf die in den Zeichnungen dargestellten beispielhaften Ausführungsformen erläutert werden, wobei:

1 eine Ausführungsform einer Blattablageeinrichtung in Kombination mit einer Druckvorrichtung veranschaulicht;

2 eine detaillierte Seitenansicht der Blattablageeinrichtung ist;

3 eine detaillierte Draufsicht eines Mechanismus zum Erzeugen von versetzten Stapeln ist;

4 eine detaillierte Ansicht eines Blattfängers ist;

5 eine detaillierte Ansicht eines Blattfängers ist, wenn der Stapel sich gegen die Registerbarriere hochbiegt;

6 eine erste Ausführungsform der Sensoranordnung zeigt;

7 ein Detail der Sensoranordnung in einer ersten Ausführungsform zeigt;

8 eine zweite Ausführungsform der Sensoranordnung zeigt;

9 ein Detail der Sensoranordnung in einer zweiten Ausführungsform zeigt;

10 ein Detail einer optischen Sensoranordnung zeigt; und

11 eine detaillierte Seitenansicht der Blattablageeinrichtung ist, die Höhensensoren und ein Hochbiegen des Stapels auf der Zuführungsseite veranschaulicht.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG

Zweckmäßigerweise ist die Blattablageeinrichtung an der Ausgabe einer papierverarbeitenden Maschine angeordnet. Die Blattablageeinrichtung wird im folgenden mit einer papierverarbeitenden Maschine in Form einer Druckvorrichtung veranschaulicht werden. Es ist offensichtlich, daß die Blattablageeinrichtung zusammen mit jeder anderen Art einer papierverarbeitenden Vorrichtung betrieben werden könnte, wie beispielsweise mit Kopierern, Bildgebungseinrichtungen usw.

Die in 1 gezeigte Druckvorrichtung 1 weist an sich bekannte Mittel zum Drucken eines Bildes auf einem empfangenden Blatt auf. Diese zu druckenden Bilder können auf Originaldokumenten vorliegen, die einer an der Oberseite der Druckvorrichtung 1 gelegenen Abtaststation 2 zugeführt werden. Zu druckende Bilder können auch in digitaler Form einer Steuereinrichtung 8 der Druckvorrichtung 1 von einer über ein Netzwerk 4 angeschlossenen Workstation 3 zugeführt werden. Ein Druckzyklus zum Kopieren eines Originalsatzes, der über die Abtaststation 2 zugeführt wird, wird durch Betätigen eines Startknopfes 6 an der Operatorsteuerkonsole 5 der Druckvorrichtung 1 gestartet.

Ein Druckzyklus zum Drucken eines über die Workstation 3 zugeführten Bildsatzes kann gestartet werden durch Betätigen eines an der Workstation 3 vorgesehenen Startknopfes 7, über die Steuereinrichtung 8 oder durch Betätigen eines Startknopfes 6, der an der Operatorsteuerkonsole 5 der Druckvorrichtung 1 vorgesehen ist.

In der in 1 gezeigten Druckvorrichtung 1 bildet der Blattransportpfad 10 den Pfad zum Fördern der in der Druckvorrichtung gedruckten Blätter zu einer Blattendbehandlungsstation 11.

Die Endbehandlungsstation 11 enthält eine Blattsammelablage 12 (nicht im Detail gezeigt), auf der eine Anzahl von gedruckten Blättern, die zu einem Satz gehören, gesammelt und von einem Heftklammerer 14 geklammert werden können, woraufhin Ausstoßwalzenpaare 13 den Satz einer Blattablageeinrichtung 15 zuführen, die einen Teil einer Blattablagestation 11 bildet.

Die in 2 gezeigte Blattablageeinrichtung 15 weist zwei übereinander angeordnete Ablageplattformen 16 und 17 auf, auf denen Blätter sequentiell gestapelt werden. Die Ablageplattformen werden entlang eines Paares von Führungsschienen 21, 22 in Form zweier hohler Aluminiumprofile geführt, die auch als Registerbarriere für zugelieferte Blätter dienen. Jeder der Ablageplattformen 16, 17 kann auf eine Ablageposition in Bezug auf den von dem Ausstoßwalzenpaar 13 gebildeten horizontalen Ausstoßpfad eingestellt werden, um von dem Ausstoßwalzenpaar 13 ausgestoßene Blätter zu empfangen. Jede Ablageplattform ist mit zwei Blattfängern 71 zum Verhindern des Zurückprallens hereinkommender Blätter versehen, wie unten in Verbindung mit 4 und 5 beschrieben werden wird.

Die vertikale Verschiebung der Ablageplattformen wird durch ein mit jeder Ablageplattform 16, 17 verbundenes Spindelantriebssystem bewirkt (2). Jeder Spindelantrieb weist einen Gleichstrommotor (nicht gezeigt) auf, der den Spindelschaft über ein Untersetzungsgetriebe 32 antreibt. Die Spindelschäfte 33, die die Plattformen antreiben, erstrecken sich vertikal neben den Ablageplattformen. Ein Gewindering 35, der eine relative Drehung des Spindelschaftes 33 in eine vertikale Bewegung überträgt, umgreift jeden Spindelschaft 33 mit Gewindeeingriff. Jeder Gewindering 35 trägt eine jeweilige Ablageplattform 16, 17.

Die vertikale Position der ausgewählten Ablageplattform 16, 17 oder des obersten Blattes darauf ist immer gerade unterhalb des von dem Ausstoßwalzenpaar 13 gebildeten Ausstoßpfads. 1 zeigt die untere Ablageplattform 16 in einer unteren Ablageposition, in der eine Anzahl von Blättern sich auf der Ablageplattform 16 befindet, und die darüberliegende Ablageplattform 17befindet sich in einer über dem von dem Ausstoßwalzenpaar 13 gebildeten Ausstoßpfad gelegenen Parkposition.

Da die Ablageplattform 17 unabhängig von der Ablageplattform 16 in der Höhe einstellbar ist, kann die Ablageplattform 17 in einer Ablageposition plaziert werden, ohne daß die untere Ablageplattform 16 über die in 1 gezeigte untere Ablageposition hinaus nach unten bewegt werden muß.

Im Ergebnis ist die Endbehandlungsstation 11 mit der an sie angrenzenden Blattablageeinrichtung 15 sehr gut geeignet, um an der Oberseite einer Druckvorrichtung 1 abzulegen, deren Oberseite mit der Abtaststation 2 auf einer normalen Arbeitshöhe eines stehenden Bedieners von etwa 100 cm gelegen ist. In der wie in 1 gezeigten Druckvorrichtung 1 mit der Endbehandlungsstation 11 ist die Entnahmehöhe für auf den Ablageplattformen 16 und 17 abgelegte Blätter zwischen 100 cm und 160 cm bei einer gesamten Blattablagekapazität von etwa 2400 Blättern. Die durch die festen Ausstoßwalzen 13 definierte Blattablagehöhe beträgt etwa 133 cm, und diese Höhe entspricht der Ablagehöhe, bei der die untere Ablageplattform 16 in ihrer unteren Ablageposition ist.

Ein Klopfer 51 ist vorgesehen, um einen Blattstapel mit glatten Seiten zu produzieren, indem die Kante des Stapels in Richtung auf die von den Führungsschienen 21, 22 gebildete Registerbarriere gestoßen wird. Ein Exzentermechanismus 52 treibt den Klopfer an. Der Klopfer bewegt sich schnell und bei Bedarf wiederholt gegen den Stapel.

Die Ablageeinrichtung ist mit einem Mechanismus (3) zum Bilden von versetzten Stapeln ausgestattet. Dazu bewegen sich die Ablageplattformen 16, 17 horizontal zwischen zwei Versatzpositionen in einer Richtung senkrecht zu der Zuführungsrichtung. Die Ablageplattform wird in ihre zwei Versatzpositionen durch einen Elektromotor (nicht gezeigt) bewegt, der mit einem herkömmlichen Kurbelmechanismus gekoppelt ist, um die Drehbewegung des Elektromotors in eine Hin- und Herbewegung umzusetzen. Die Kurbel 43 ist auf dem Antriebsschacht des Elektromotors montiert und drehgelenkig mit einem Ende eines Verbindungselements 41 verbunden. Das Verbindungselement 41 ist wie drei übereinandergesetzte Ringe geformt, so daß eine longitudinale Flexibilität erzeugt wird, die es dem Verbindungselement 41 erlaubt, als federndes Element zu wirken. Das Verbindungselement 41 ist an seinem anderen Ende drehgelenkig mit einem Arm 45 verbunden. Der Arm 45 ist an seinem freien Ende mit einer Drehzapfenstange 47 versehen, die von einer hakenförmigen Stange 49 umgriffen wird. Mit jeder der Ablageplattformen 16, 17 ist eine hakenförmige Stange 49 verbunden. Die Drehzapfenstange 47 erstreckt sich aufwärts entlang der vollen Hubhöhe der Ablageplattformen 16, 17. Die hakenförmigen Stangen 49 gleiten entlang der Drehzapfenstange 47, wenn die Ablageplattformen 16, 17 sich vertikal bewegen. Eine halbe Umdrehung des Elektromotors entspricht einer Bewegung von einer Versatzposition zu der anderen. Die Position der Kurbel wird durch den Sensor 63 optisch detektiert. Das Signal des Sensors 63 wird an die Steuereinrichtung 8 gesendet. Die Steuereinrichtung 8 meldet wiederum, daß die Bewegung zu stoppen ist, wenn oder kurz bevor eine Versatzposition erreicht worden ist.

Jede im Detail in 4 und 5 dargestellte Ablageplattform ist mit zwei Blattfängern 71 versehen. Die Blattfänger sind passiv aufwärts und abwärts entlang der Führungsschienen bewegbar und ruhen mit ihrem Gewicht auf den Ablageplattformen 16, 17 oder auf einem Blattstapel auf der Ablageplattform 16, 17. Ein Hauptteil des Gewichts der Blattfänger 71 ruht auf den gestapelten Blättern/der Ablageoberfläche über eine Rolle 73. Die Rolle 73 erlaubt eine Bewegung der Blätter relativ zu den Blattfängern 71 in einer zu der Zuführungsrichtung der hereinkommenden Blätter im wesentlichen senkrechten Richtung, ohne eine laterale Kraft auf die gestapelten Blätter auszuüben. Dies stellt sicher, daß die Integrität der gestapelten Blätter ungestört bleibt, wenn die Ablageplattform sich seitlich bewegt, um aufeinanderfolgende Blattsätze gegeneinander zu versetzen, wie mit Bezug zu 3 erläutert wurde. Die Rollen 73 sind vorzugsweise als Kugelsegment oder als konischer Kegelstumpf geformt, um eine geneigte Oberfläche zur Verfügung zu stellen, die die Vorderkante hereinkommender Blätter unter die Rolle führt.

Die Blattfänger 71 sind mit einer geneigten Oberfläche versehen, um eine Verengung zum Einfangen der Vorderkante von auf die Ablageplattform 16, 17 zugeführten Blättern zu bilden. Die Blätter werden mit einer hohen Geschwindigkeit gegen die Blattfänger 71 zugeführt. Dies bewirkt, daß das Blatt unter die Blattfänger 71 gezwungen wird und die Blattfänger 71 angehoben werden.

Eine Zunge 75 ist drehgelenkig an einer Drehachse 76 aufgehängt, die zur Spitze jedes der Blattfänger 71 hin plaziert ist. Das frei bewegbare Ende der Zunge 75 ruht auf den gestapelten Blättern oder auf der Ablageplattform 16, 17. Alternativ kann die Zunge 75 federnd an dem Blattfänger 71 aufgehängt sein (nicht gezeigt). Die Drehbewegung der Zunge 75 wird durch einen Stift 77 begrenzt, der an dem Blattfänger befestigt ist und in eine Öffnung 78 in der Zunge 75 hineinragt.

Die Blatterfassungsoberfläche der Zunge ist ähnlich geneigt wie der Blattfänger 71 und vorzugsweise leicht gekrümmt. Die Blatterfassungsoberfläche der Zunge 75 steht über die Blatterfassungsoberfläche des Blattfängers 71 über, so daß sie die Vorderkante hereinkommender Blätter erfaßt. Die Blattfänger 71 und ihre Zungen 75 führen die Vorderkante des hereinkommenden Blattes in Richtung auf die Ablageplattform 16, 17 oder den Stapel auf der Ablageplattform 16, 17 herab, bis sie an die Registerbarriere 21, 22 anstößt.

Die Blatterfassungsoberfläche der Zunge ist mit einem Gewebe 74 bedeckt, welches einen niedrigen Reibungskoeffizienten in einer Richtung und einen hohen Reibungskoeffizienten in der entgegengesetzten Richtung hat. Das Gewebe 74 ist so an der Zunge 75 angeordnet, daß die hereinkommenden Blätter dem niedrigen Reibungskoeffizienten in der Zuführungsrichtung ausgesetzt sein werden und den hohen Reibungskoeffizienten in der entgegengesetzten Richtung. Das für die Verwendung mit der Erfindung bevorzugte Gewebe 74 hat geneigte Borsten in einem Florgewebe. Das zur Verwendung auf der Kontaktoberfläche der Zunge 75 bevorzugte Florgewebe 74 wird hergestellt durch durch eine Baumwollunterschicht gewebte Nylonfäden, um die beabsichtigte Vorderseite des Gewebes zur Verfügung zu stellen, mit Nylonfaden-Erstreckungen zwischen Stichöffnungen, die das Doppelte der benötigten Florlänge betragen. Diese Erstreckungen werden dann geschnitten, um die Fäden zu erzeugen, und diese werden "gebraten" (engl.: "panned"), was die Behandlung der Fäden mit einer erhitzten Oberfläche in einer Richtung ist, um eine Schräge zu erzeugen. Da die Fäden dieselbe Schräge haben, ist der Reibungskoeffizient in Richtung der Schräge wesentlich geringer als der Reibungskoeffizient in der der Schräge entgegengesetzten Richtung.

Das Gewebe 74 wird auf der Zunge 75 mit der Schräge in der Papierzuführungsrichtung plaziert. Da die Blätter mit hoher Geschwindigkeit zugeführt werden, können sie dazu tendieren, von der Ablageregisterbarriere zurückzuprallen, nachdem sie an die Registerbarriere anstoßen, die in dieser Ausführungsform durch Oberflächen 51 und 52' der zwei Führungsschienen 21, 22 gebildet wird. Der hohe Reibungskoeffizient des Filzgewebes in der Richtung entgegengesetzt der Zuführungsrichtung stellt sicher, daß die Blätter auch dann nicht zurückprallen, wenn sie mit einiger Geschwindigkeit an die Registerbarriere 21, 22 anstoßen.

Die auf der Ablageplattform gestapelten Blätter neigen manchmal dazu, sich gegen die Registerbarriere hochzubiegen (vgl. 5). Der hochgebogene Stapel drückt die Blattfänger weiter nach oben, und somit wird die Verengung aufgeweitet. In herkömmlichen Blattfängern 71 wird dies eine Verengung verursachen, die zu weit ist, um eine ausreichende Reibungskraft auszuüben, um das Blatt davon abzuhalten, von der Registerbarriere zurückzuprallen. Weil die Zunge 75 frei bewegbar ist, ruht ihre Blatterfassungsoberfläche auf der Oberseite der gestapelten Blätter und wird daher auch in Kontakt mit der Vorderkante hereinkommender Blätter sein, wenn die gestapelten Blätter gegen die Registerbarriere 21, 22 hochgebogen sind.

Wie in 6 bis 10 gezeigt ist, ist die Blattablageeinrichtung mit einer Sensoranordnung zum Detektieren der Positionen der Ablageplattformen 16, 17 und der Blattfänger 71 versehen, wie in 2 gezeigt. Die Sensoranordnung umfaßt eine regelmäßige Anordnung von aktiven Elementen 80, die für einen besseren Schutz gegen Einflüsse von außen innerhalb der Führungsschienen 21, 22 angeordnet sein können. In einer ersten, in 6 und 7 dargestellten Ausführungsform arbeitet die Sensoranordnung mit kapazitiver Detektierung. Die regelmäßige Anordnung aktiver Elemente 80 wird durch regelmäßig beabstandete leitfähige Felder 81 gebildet. Die Teilung der leitfähigen Felder hängt von der benötigten Meßgenauigkeit ab. In der beispielhaften Anordnung erweist sich eine Teilung von 5 mm oder weniger als zufriedenstellend. Ein nichtleitender Bereich ist zwischen aufeinanderfolgenden leitfähigen Feldern 81 vorgesehen. Ein Streifen leitfähigen Materials 82 erstreckt sich parallel zu der regelmäßigen Anordnung leitfähiger Felder 81. Die regelmäßige Anordnung 80 kann beispielsweise auf einer Leiterplatte hergestellt sein. Die Leiterplatte 85 ist innerhalb der Führungsschiene 21 plaziert. Die unteren und oberen Ablageplattformen 16, 17 und die entsprechenden Blattfänger 71 sind mit dem passiven Element der Sensoranordnung in Form einer leitfähigen Platte 83 versehen. Die leitfähigen Platten 83 sind so angeordnet, daß ihre horizontale Erstreckung ausreichend ist, um im wesentlichen den leitfähigen Streifen 82 und ein leitfähiges Feld 81 zu überdecken. Die vertikale Ausdehnung der leitfähigen Platten 83 bestimmt die Verläßlichkeit und die Auflösung des gemessenen Wertes. Es hat sich erwiesen, daß eine vertikale Ausdehnung von zweimal der Teilung der leitfähigen Felder zufriedenstellende Resultate ergibt. Die Dicke der leitfähigen Platten kann sehr klein gewählt werden, solange die Platten gute Leiter sind. Die leitfähigen Platten 83 werden in der Führungsschiene 21 geführt. Die leitfähigen Platten 83 an den Blattfängern 71 sind direkt an einem Element des Blattfängers befestigt, das in die Führungsschiene 21 hineinragt. Die leitfähigen Platten 83, die sich gemeinsam mit den Ablageplattformen 16, 17 bewegen, sind an einem Trägerelement 79 (4) befestigt. Das Trägerelement 79 ist in der Führungsschiene 21 geführt. Ein Stift 65 erstreckt von dem Trägerelement 79 in eine Buchse 64 in der jeweiligen Ablageplattform 16, 17. Die lateral ausgedehnte Buchse erlaubt es, daß sich die Ablageplattform lateral bewegt, um, wie oben beschrieben, versetzte Stapel zu erzeugen. Wenn die leitfähige Platte 83 sich mit der jeweiligen Ablageplattform 16, 17 oder dem jeweiligen Blattfänger 71 nach oben oder nach unten bewegt, bewegt sie sich in einem geringen Abstand, beispielsweise 0,2 mm, über den leitfähigen Streifen 82 und abwechselnd über leitfähige Felder 81 und nichtleitende Bereiche zwischen den leitfähigen Feldern 81.

Eine Untersteuereinheit 86 mißt die elektrische Kapazität zwischen jedem der leitfähigen Felder 81 und dem leitfähigen Streifen 82. Wenn die leitfähige Platte 83 ein leitfähiges Feld 81 und den leitfähigen Streifen 82 überdeckt, ist die mit diesem speziellen leitfähigen Feld verbundene elektrische Kapazität viel größer als die mit einem nicht überdeckten leitfähigen Feld verbundene Kapazität. Die Unterkontrolleinheit 86 mißt die mit jedem leitfähigen Feld 81 verbundene elektrische Kapazität und wandelt die Signale von der regelmäßigen Sensoranordnung 80 in ein Positionssignal um, das an die Steuereinrichtung 8 gesendet wird. Durch Interpolation kann die Positionsauflösung leicht um einen Faktor 5, verglichen mit der Teilung der leitfähigen Felder, erhöht werden.

Alternativ kann der Streifen leitfähigen Materials 82 durch eine zweite regelmäßige Anordnung leitfähiger Felder ersetzt werden, die sich parallel zu der ersten Anordnung leitfähiger Felder erstreckt (nicht gezeigt). In dieser Ausführungsform mißt die Untersteuereinheit 86 die Kapazitäten der Paare von leitfähigen Feldern aus den jeweiligen regelmäßigen Anordnungen 81 und 82.

In einer zweiten bevorzugten Ausführungsform, die in 8 und 9 gezeigt ist, arbeitet die Sensoranordnung mit dem Hall-Effekt. Die regelmäßige Anordnung aktiver Elemente ist aus einer regelmäßigen Anordnung von regelmäßig beabstandeten Hall-Sensoren 81 aufgebaut. Die oberen und unteren Ablageplattformen 16, 17 und die jeweiligen Blattfänger 71 sind mit dem passiven Element der Sensoranordnung in Form eines Magneten 84 versehen. Wenn sich der Magnet 84 mit den jeweiligen Ablageplattformen 16, 17 oder Blattfängern 74 nach oben oder unten bewegt, bewegt er sich in einem geringen Abstand über den Hall-Sensoren 81. In der Untersteuereinheit 86 werden die Signale von den Hall-Sensoren in ein Positionssignal umgewandelt und an die Steuereinrichtung 8 gesendet.

Die Konfiguration der Magnete und Hall-Sensoren ist so gewählt, daß in jeder relativen Position des Magneten wenigstens ein und höchstens zwei Hall-Sensoren von einem Magnet aktiviert werden. Auf diese Weise ist durch Verwendung von Interpolation die tatsächliche Positionsauflösung größer als der wechselseitige Abstand der Hall-Sensoren. Beispielsweise wird ein wechselseitiger Abstand der Sensoren von 10 mm gewählt, und der Abstand der Magnete und der regelmäßigen Sensoranordnung ist 3 mm. Es werden Magnete verwendet, die an der Position der regelmäßigen Sensoranordnung eine Feldstärke von 70 Gauß bei einem Abstand von 9 mm vom Kern des Magneten haben. Dies erlaubt es, die lineare Position des Magneten mit einer Auflösung von wenigstens 5 mm (Position des Sensors oder Position auf halbem Wege zwischen zwei Sensoren) zu bestimmen, und sogar besser, wenn ein verfeinerter Interpolationsalgorithmus verwendet wird.

Lediglich zum Vergleich zeigt 10 eine herkömmliche Sensoranordnung, die mit Licht arbeitet. Eine regelmäßige Anordnung aktiver Elemente ist aus einer regelmäßigen Anordnung regelmäßig beabstandeter optischer Sensoren 81 aufgebaut, von denen jeder eine LED 90 und eine Photozelle 91 aufweist. Die oberen und unteren Ablageplattformen 16, 17 und die jeweiligen Blattfänger 71 sind mit einem passiven Element der Sensoranordnung in Form eines Reflektors 89 versehen. Wenn der Reflektor 89 sich mit der jeweiligen Ablageplattforme 16, 17 oder dem Blattfänger 71 nach oben oder unten bewegt, bewegt er sich über die Sensoren und reflektiert das Licht, das von der LED 90 des Sensors, dem er gegenübersteht, ausgesandt wird, auf die entsprechende Photozelle 91.

Es ist unmittelbar klar, daß diese Anordnung empfindlich für Papierstaub ist, der sich auf den Sensoren absetzt und die LED, die Photozelle und/oder den Reflektor verdunkelt, und weil von den sich bewegenden Blättern ständig Papierstaub erzeugt wird, ist diese Sensoranordnung weniger verläßlich verglichen mit den oben beschriebenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.

Die Fänger 71 werden immer auf dem Stapel ruhen. Sowohl die Position der Blattfänger 71 als auch der Ablagen 16, 17 ist bekannt. Somit kann der Abstand zwischen der Ablageplattform 16, 17 und dem Blattfänger 71 verwendet werden, um die Stapelhöhe zu bestimmen. Diese Information wird von der Steuereinrichtung 8 verwendet, um zu bestimmen, wann eine Ablageplattform 16, 17 voll ist, z.B. um zu der anderen Ablageplattform 16, 17 zu wechseln, oder wann beide Ablageplattformen voll sind, um einen Alarm auszugeben, daß die Stapeleinrichtung geleert werden muß.

Höhendetektoren, wie in 11 gezeigt, stellen sicher, daß die Oberkante eines Stapels von abgelegten Blättern auf der aktiven Ablageplattform 16, 17 immer an der richtigen Höhe ist, um ein neues Blatt von dem Ausstoßwalzenpaar 13 zu empfangen, indem die Position der Ablageplattform 16, 17 nachgestellt wird. Die Höhendetektoren werden durch zwei übereinander angeordnete Sensoren gebildet. Ein Sensor weist ein Paar von LEDs 93, 93' und eine einzelne Photozelle 95 auf, und der andere Sensor weist ein Paar von LEDs 94, 94' und eine einzelne Photozelle 96 auf. Andere Anzahlen von Photozellen können in Erwägung gezogen werden, beispielsweise eine Photozelle für jede LED, oder eine einzige Photozelle für alle vier LEDs (die dann in einer phasenverschobenen gepulsten Weise betrieben werden würden). Das Paar der LEDs 93, 93' (94, 94') des jeweiligen Sensors richtet ein im wesentlichen horizontales Lichtbündel von der Zuführungsseite des Stapels in Richtung auf die jeweilige Photozelle 95 (96) an der Registerbarrierenseite des Stapels. Die LEDs 93, 93' (94, 94') eines Paares sind lateral beabstandet. Die jeweilige Photozelle 95 (96) ist im lateralen Mittelpunkt des Stapels angeordnet. Die LEDs 93, 93' (94, 94') richten daher zwei Lichtstrahlen diagonal über den Stapel in Richtung auf jede der Photozellen 95 (96). Der Ausgang der Photozelle 95 (96) ist nur dann aktiv, wenn sie Licht von beiden LEDs 93, 93' (94, 94') empfängt.

Die Photozellen 95, 96 sind mit der Steuereinrichtung 8 verbunden. Ein erstes Paar von LEDs 94, 94' und eine erste Photozelle 96 sind an der minimalen Ablagehöhe angeordnet, während ein zweites Paar von LEDs 93, 93' und eine zweite Photozelle 95 an der maximalen Ablagehöhe angeordnet sind. Wenn der Ausgang der ersten Photozelle 96 aktiv ist, versorgt die Steuereinrichtung 8 den entsprechenden Gleichstrommotor mit Energie, um die aktive Ablageplattform 16, 17 zu heben, bis die erste Photozelle 96 inaktiv wird. Wenn die zweite Photozelle 95 inaktiv wird, versorgt die Steuereinrichtung 8 den entsprechenden Gleichstrommotor mit Energie, um die aktive Ablageplattform 16, 17 abzusenken, bis die zweite Photozelle 95 aktiv wird. Wenn die Ablageplattform 16, 17 in der richtigen Position ist, sollte der Ausgang der ersten Photozelle 96 inaktiv und der Ausgang der zweiten Photozelle 95 aktiv sein.

Während dem Stapel ein Blatt zugeführt wird, werden die Höhendetektoren für eine kurze Zeitspanne deaktiviert, weil das hereinkommende Blatt die LEDs 93, 93', 94, 94' verdecken wird.

Die gestapelten Blätter tendieren manchmal dazu, eine Aufwerfung auf der Zuführungsseite des Stapels auszubilden, was beispielsweise durch Heftklemmern verschlimmert wird, die den Stapel auf der Klammerungsseite schneller wachsen lassen. Dieser Effekt ist in 11 veranschaulicht. Die Höhendetektoren stellen sicher, daß die aktive Ablageplattform 16, 17 abgesenkt werden wird, um die Aufwerfung auszugleichen, um sicherzustellen, daß die von dem Ausstoßwalzenpaar 13 zugeführten Blätter nicht die Seite des Stapels treffen. Dies kann jedoch zu einer Situation führen, beispielsweise wenn die Aufwerfung auf der Zuführungsseite groß ist, bei der die Blattfänger 71 zu niedrig in Bezug auf das Ausstoßwalzenpaar 13 positioniert sind und die Vorderkante der hereinkommenden Blätter nicht unter den Blattfängern 71 gefangen werden wird, sondern stattdessen über den Blattfängern 71 entlanggeht. In dieser Situation wird die Kontrolle über den Stapelprozeß vollständig verlorengehen. Die Steuereinrichtung 8 vergleicht deshalb die Höhe der Blattfänger 71mit der Höhe des Zuführungswalzenpaars 13, und wenn die Höhendifferenz zwischen den Blattfängern 71 und dem Zuführungswalzenpaar einen voreingestellten Schwellwert überschreitet, wird der Zuführungsprozeß gestoppt und ein Alarm ausgelöst.

Obwohl die vorliegende Erfindung anhand einer Ausführungsform mit zwei Ablageplattformen und zwei Führungsschienen beschrieben worden ist, ist es für Fachleute klar, daß dies lediglich ein Beispiel einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist. Es ist beispielsweise möglich, lediglich eine Führungsschiene oder eine Plattform zu verwenden, oder mehr als zwei Führungsschienen oder mehr als zwei Plattformen zu verwenden.


Anspruch[de]
Blattablageeinrichtung für eine Blattverarbeitungsvorrichtung, aufweisend:

– einen Zuführungsabschnitt zum sequentiellen Zuführen von Blättern oder Sätzen von Blättern von der besagten Blattverarbeitungsvorrichtung,

– wenigstens ein Blattstapelelement (16, 17), das entlang wenigstens einer Führung (21, 22) bewegbar ist, zum Unterstützen des Ablegens der von dem besagten Zuführungsabschnitt zugeführten besagten Blätter oder Sätze von Blättern in der besagten Blattablageeinrichtung, und

– eine Sensoranordnung zum Detektieren der Position eines Blattstapelelements entlang der besagten Führung, wobei die besagte Sensoranordnung eine stationäre lineare regelmäßige Anordnung von aktiven Elementen (80) und ein sich gemeinsam mit dem besagten Blattstapelelement bewegendes passives Element (83) aufweist,

dadurch gekennzeichnet, daß

die besagten aktiven und passiven Elemente von einer Art sind, die durch die Verwendung von elektrischen oder magnetischen Feldern miteinander wechselwirken, und daß die aktiven Elemente nahe beieinander in der regelmäßigen Anordnung positioniert sind.
Einrichtung nach Anspruch 1, weiter aufweisend eine Positionsberechnungseinheit zum Berechnen einer Position eines passiven Elements auf Basis von Interpolation von Meßwerten mehrerer aktiver Elemente der regelmäßigen Anordnung. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die besagte regelmäßige Anordnung aktiver Elemente (80) eine regelmäßige Anordnung von leitfähigen Feldern (81) aufweist, die parallel zu einem leitfähigen Streifen (82) oder einer zweiten regelmäßigen Anordnung von leitfähigen Feldern angeordnet sind, und das besagte passive Element (83) eine leitfähige Platte aufweist. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die besagte regelmäßige Anordnung aktiver Elemente (80) eine regelmäßige Anordnung von Hall-Effekt-Sensoren (81) aufweist und das besagte passive Element einen Magneten (84) aufweist. Einrichtung nach Anspruch 3 oder 4, bei der das besagte Blattstapelelement (16, 17) eine Ablageplattform zum Ablegen von durch den besagten Zuführungsabschnitt zugeführten Blättern oder Sätzen von Blättern aufweist. Einrichtung nach Anspruch 5, bei der das besagte Blattstapelelement (16, 17) eine oder mehrere weitere, übereinander angeordnete Ablageplattformen, die entlang der besagten Führung (21, 22) bewegbar sind, und ein passives Element (83), das sich gemeinsam mit den besagten weiteren Ablageplattformen bewegt, aufweist. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, bei der das besagte Blattstapelelement (16, 17) einen oder mehrere entlang der besagten Führung (21, 22) bewegbare Blattfänger (71) und ein sich gemeinsam mit den besagten Blattfängern bewegendes passives Element (83) aufweist. Einrichtung nach Anspruch 1, bei der die besagte stationäre regelmäßige Anordnung aktiver Elemente (80) an der besagten Führung (21, 22) fixiert ist. Einrichtung nach Anspruch 8, bei der die besagte stationäre regelmäßige Anordnung aktiver Elemente (80) innerhalb der besagten Führung (21, 22) plaziert ist. Einrichtung nach Anspruch 8 oder 9, bei der sich die besagte stationäre regelmäßige Anordnung aktiver Elemente (80) über die Hubhöhe der besagten Ablageplattform erstreckt.






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