DE69110005T2

DE69110005T2 - Gerät und Verfahren für kombiniertes Ausrichten und Positionieren von Kopierblättern.

Info

Publication number: DE69110005T2
Application number: DE69110005T
Authority: DE
Inventors: Steven R Moore
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1990-11-05
Filing date: 1991-11-05
Publication date: 1996-01-04
Anticipated expiration: 2011-11-06
Also published as: CA2051201C; US5078384A; EP0485167A3; CA2051201A1; EP0485167B1; DE69110005D1; EP0485167A2; JP3153585B2; JPH04286563A

Description

Die Erfindung betrifft allgemein eine elektrophotographische Druckmaschine und insbesondere das Gerade- und Ausrichten der Führungskante zum Zuführen von Substraten oder Blättern zu einem Druckformierungs-Abschnitt der Druckmaschine.
In der Vergangenheit enthielten Papierbehandlungs-Vorrichtungen des Typs, zu dem elektrophotographische Druckmaschinen gehören, eine Art von Ausrichtsystem, um das Kopierblatt mit einem entwickelten Bild richtig auszurichten und eine genaue Übertragung des Bildes auf das Blatt zu ermöglichen. Mit Bezug auf einen Reprographie-Prozessor wird anerkannt werden, daß die Ausrichtung von Kopierblättern beispielsweise eine Synchronisierung der Vorderkante des Kopierblatts mit der Vorderkante des auf dem Photorezeptor entwickelten Bildes in Verbindung mit einem Geraderichten van nicht gerade zugeführten Blättern enthalten muß.
Beispielsweise lehrt US-PS 4 128 327 (Sugiyama u.a.) die Verwendung von Primär- und Sekundär-Walzen für das Vorschieben eines Kopierblatts zu dem Photorezeptor in einem elektrophotographischen System. Die zwischen den Primärwalzen und dem Photorezeptor liegenden Sekundärwalzen werden mit der Bearbeitungsdrehzahl kontinuierlich angetrieben. Nachdem das Blatt die Sekundärwalzen erreicht, hören die Primärwalzen mit dem Antrieb auf und lassen zu, daß das Blatt von den Sekundärwalzen angetrieben wird, um das Blatt mit dem Bild an dem Photorezeptor zu synchronisieren. Bei einer gleichartigen Ausführung offenbart US-PS 4 391 510 (Cherian) die Verwendung von magnetisch doppelt betätigten Sprachspulen, deren Anker benutzt werden, um Blätter auszurichten und gerade zu stellen, die daraufhin synchron mit dem Bild am Photorezeptor zu dem Photorezeptor gefördert werden. Ein abschließendes Beispiel eines Blattausrichtsystems ist in US-PS 4 487 407 (Baldwin) geoffenbart, wo eine Hinterkantenausrichtung vollführt wird durch Aufnehmen von Antriebsbändern mit davon abstehenden stiftartigen Teilen, die benutzt werden, um ein Blatt über Berührung seiner Abschlußkante vorzuschieben und auszurichten.
Bei einem typischen Blattvorschub- und Geradericht-System ist es allgemein bekannt, mehrere unterschiedlich angetriebene Walzen zu verwenden, um das zuzuführende Blatt mit einer Drehung zu versehen. Beispielsweise offenbart US-PS 4 438 917 (Janssen u.a.) ein Gerät zum Zuführen von Blättern mit einem Paar unabhängig gesteuerter Servomotore, von denen jeder Motor eine Spaltwalze antreibt, die das Kopierblatt transportiert. Fühler sind in dem Transportpfad angeordnet, um für die Blattposition bezeichnende Signale zu erzeugen, wobei die Signale wiederum der Servomotor-Steuerung zum differentiellen Steuern der Walzen zugeführt werden, um eine Blattausrichtung zu erreichen. Dazu beschreibt Lofthus ein darauf bezogenes Geradericht- und Seitenausricht-System in US-PS 4 971 304 (dieses Dokument ist äquivalent zur JP-A-63 147 745) gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und mit kreiszylindrischen Walzen.
Noch weiter offenbart US-PS 4 500 086 (Garavuso) einen rotierenden Wende-Mechanismus mit einer Antriebswelle und zwei mit Abstand angebrachten Kränzen, wobei jeder Kranz eine Befestigung für Primär- und Sekundärwalzen schafft, wodurch die Primärwalze im Uhrzeigersinn angetrieben wird, während die Sekundärwalze im Gegenuhrzeigersinn angetrieben wird. Anfangs wird ein Blatt dadurch transportiert, daß es die Primärwalzen berührt. Auf eine Betätigung eines Fühlers hin wird einer der Kränze um einen vorbestimmten Winkel gezogen, wodurch die Primärwalze dazu gebracht wird, den Kontakt mit dem Blatt zu verlieren, während die Sekundärwalze mit dem Blatt in Berührung kommt. Die beiden Walzen, die mit dem Blatt in Berührung sind, haben umgekehrte Drehrichtung und bringen dadurch das Blatt dazu, dich um einen zentralen Punkt zwischen den Kränzen zu drehen.
Im allgemeinen sprechen die erwähnten Patentschriften das Problem des Verschmierens und Verunreinigens nicht an, das durch den Schlupf des Kopierblatts bezüglich des Photorezeptors nach dem Anhängen eines Kopierblatts an dem aufgeladenen Photorezeptor verursacht wird. Insbesondere kann irgendeine relative Fehlanpassung der Geschwindigkeiten der Photorezeptorfläche und des Blatts ein Verschmieren des auf das Kopierblatt übertragenen Bildes ergeben, das beispielsweise dadurch erzeugt wird, daß das Blatt unter Beeinflussung durch die Ausrichtwalzen steht, während es gleichzeitig an den Photorezeptor angehängt ist.
Bei einem Blattzuführsystem, das in US-PS 4 155 440 (Bagdanski u.a.) beschrieben ist, wird ein Dokumentbehandlungs-Gerät dazu ausgelegt, einen Brief um einen Winkel von 90º zu drehen mittels einer Vielzahl von Zuführwalzen, die mit unterschiedlichen Effektiv-Drehzahlen angetrieben werden. Darüberhinaus enthält das Gerät zwei Wellen mit daran befestigten "D"-förmigen Abnahmewalzen. Die Walzen an den Wellen sind jeweils gegeneinander angedrückt und sind ausgelegt, durch eine mit der Welle verbundene Ein-Umdrehungskupplung angetrieben zu werden, wodurch ein zwischen den jeweiligen Walzen angeordneter Brief zur nächsten Bearbeitungsstation übertragen wird.
Noch eine weitere Blattzuführ-Vorrichtung ist geoffenbart in US-PS 3 861 670 (Kraft), wo ein Einzelblatt von einem Blattstapel zugeführt wird, indem der Stapel in Eingriff mit einer Zuführwalze bewegt wird. Eine Rückhaltewalze kommt mit der Zuführwalze in Berührung und bildet einen Spalt dazwischen, so daß die Zuführwalze das oberste Blatt des Stapels berührt, während die Rückhaltewalze das Zuführen von mehren Blättern durch die Zuführwalze verhindert. Die Rückhaltewalze kann in Form eines Hufeisens statt eines Zylinders gestaltet sein.
Es wäre außerordentlich wertvoll, wenn es möglich wäre, Kopierblätter, die in Fortschreitrichtung verschiedene Längen besitzen, gerade zu richten und mit einem entwickelten, an der Oberfläche eines Photoleiters enthaltenen Bild auszurichten, öhne däs Blatt nach dem Anhängen des Blattes an der Oberfläche des Photoleiters anzutreiben. Weiter könnte ein solches System eine Beschädigung des Kopierblattes infolge einer körperlichen Berührung mit der vorderen oder hinteren Kante des Blattes vermeiden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung schließt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Gerade- und Ausrichten von Blättern die Verwendung von zwei oder mehr wahlweise ansteuerbaren Antriebswalzen ein, die zusammen mit Fühlern für die Blattschräglage und die Lage der Vorderkante betrieben werden zum Reibantrieb der Blätter mit unterschiedlichen Längen mit konstanter Geschwindigkeit zu einer vorbestimmten Ausrichtposition, nachdem die Schrägstellung der Blätter im wesentlichen beseitigt wurde.
Insbesondere schafft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zum Gerade- und Ausrichten eines Blattes unbekannter Länge mit einer Anfangsschräglage von unbekannter Größe und Richtung und einer nicht bekannten Vorderkantenposition längs einer Ablaufrichtung, welche Vorrichtung enthält wahlweise steuerbares Antriebsmittel mit mindestens zwei unabhängig steuerbaren und voneinander mit Abstand angeordneten Blattantriebswalzen, von denen jede Antriebswalze mit einer zugeordneten Mitlaufwalze einen jeweiligen Blattantriebsspalt zum Reibantrieb von Blättern in der Bearbeitungsrichtung bestimmt; welche Blattantriebswalzen im wesentlichen kreisförmig sind und einen exzentrischen Flächenbereich besitzen; Schräglage-Erfassungsmittel, das zwei Vorderkanten-Erfassungsfühler umfaßt, die in Ablaufrichtung nach den Blattantriebsspalten angeordnet sind, um jede Anfangs-Schräglage von in die Vorrichtung eintretenden Blättern zu erfassen; Vorderkanten-Erfassungsmittel mit einem dritten Fühler, der in Ablaufrichtung vor dem Blattantriebsspalt positioniert ist; und Vorderkanten-Verfolgungsmittel zum Verfolgen der Position der Vorderkante eines Blattes; Steuermittel, welches in Reaktion darauf, daß der dritte Fühler die Vorderkante eines Blattes erfaßt, ein nicht-differentielles Ansteuern der Blattantriebswalzen beginnt, die in Stillstand sind, während ihre exzentrischen Bereiche gegenüber ihren jeweiligen Mitlaufwalzen gegenüberstehen; wobei das Steuermittel das Antriebsmittel zum ersten differentiellen Antreiben der Blattantriebswalzen ansteuert in Reaktion auf das Erfassensergebnis durch das Schräglage-Erfassungsmittel zum Beseitigen jeder Anfangs-Schräglage, und zum zweiten nicht-differentiellen Antreiben der Blattantriebswalzen in Reaktion darauf, daß das Vorderkanten-Verfolgungsmittel die Vorderkante des Blattes auf eine vorbestimmte Position ausrichtet, und zum Anhalten der Antriebswalzen in einer solchen Position, daß die exzentrischen Bereiche ihren jeweiligen Mitlaufwalzen gegenüberliegen, um dadurch die auf das Blatt ausgeübte Reibantriebskraft im wesentlichen zu reduzieren, wenn das Blatt die vorbestimmte Position erreicht.
Die vorliegende Erfindung ergibt auch ein Elektrographie-System mit einer Vorrichtung zum Gerade- und Ausrichten von Kopierblättern variabler Länge mit einer Anfangs-Schräglage unbekannter Größe und Richtung und unbekannten Vorderkanten-Positionen längs einer Bearbeitungsrichtung, wobei die Vorrichtung enthält wahlweise steuerbares Antriebsmittel mit mindestens zwei unabhängig steuerbaren und voneinander mit Abstand angeordneten Blattantriebswalzen, von denen jede Antriebswalze mit einer zugeordneten Mitlaufwalze einen jeweiligen Blattantriebsspalt zum Reibantrieb von Blättern in der Bearbeitungsrichtung bestimmt; welche Blattantriebswalzen im wesentlichen kreiszylinderförmig sind und einen exzentrischen Flächenbereich besitzen; Schräglage-Fühlermittel, das zwei Vorderkanten-Erfassungsfühler umfaßt, die in Vorschubrichtung nach den Blattantriebsspalten positioniert sind, um jede Anfangs-Schräglage von in die Vorrichtung eintretenden Blättern zu erfassen; Vorderkanten-Erfassungsmittel, das einen dritten Fühler umfaßt, der in Ablaufrichtung vor dem Blattantriebsspalt positioniert ist; und ein Vorderkanten-Verfolgungsmittel zum Verfolgen der Position der Vorderkante eines Blattes; Steuermittel, das in Reaktion darauf, daß der dritte Fühler die Vorderkante eines Blattes erfaßt, ein nicht-differentielles Ansteuern der Blattantriebswalzen beginnt, die im Stillstand sind, während ihre exzentrischen Bereiche den jeweiligen Mitlaufwalzen gegenüberliegen; wobei das Steuermittel das Antriebsmittel zum ersten differentiellen Antreiben der Blattantriebswalzen ansteuert in Reaktion auf das Erfassungsergebnis durch dar Schräglagen-Erfassungsmittel zum Beseitigen jeder Anfangs-Schräglage, und zum zweiten nichtdifferentiellen Antreiben der Blattantriebswalzen in Reaktion darauf, daß das Vorderkanten-Verfolgungsmittel die Vorderkante des Blattes an eine vorbestimmte Position ausrichtet; und zum Anhalten der Antriebswalzen in einer solchen Position, daß die exzentrischen Bereiche ihren jeweiligen Mitlaufwalzen gegenüberliegen, um dadurch die auf das Blatt übertragene Reibantriebskraft im wesentlichen zu reduzieren, wenn das Blatt die vorbestimmte Position erreicht.
Die vorliegende Erfindung schafft weiter ein Verfahren zum Gerade- und Ausrichten eines Blattes mit den Schritten:
Erfassen der Vorderkante des Blattes unter Benutzung eines Fühlers, der in Bearbeitungsrichtung vor einem Paar von Blattantriebsspalten positioniert ist, welche bestimmt sind durch ein Paar Antriebswalzen und ein Paar jeweiliger Mitlaufwalzen;
Beginnen eines nicht-differentiellen Antriebs der Antriebswalzen auf das Erfassen der Vorderkante des Blattes hin, wobei die Antriebswalzen das Blatt mit seiner Einlauf-Geschwindigkeit annehmen und durch Reibung antreiben; Verfolgen der Position der Vorderkante des Blattes; Erfassen einer Anfangs-Schräglage des in die Vorrichtung eintretenden Blattes unter Benutzung von zwei weiteren Vorderkanten-Erfassungsfühlern, die in Bearbeitungsrichtung nach den Blattantriebsspalten positioniert sind;
Bestimmen des im Blatt vorhandenen Schräglagewinkels; differentielles Antreiben der Antriebswalzen in Abhängigkeit von dem Schräglagewinkel, um die Anfangs-Schräglage zu beseitigen; und darauffolgendes nicht-differentielles Antreiben der Antriebswalzen zum Ausrichten der Vorderkante des Blatts an einer vorbestimmten Position in Synchronisation mit einem an einem photoleitenden Teil enthaltenen Tonerpulverabbild, und Anhalten der Antriebswalze in einer solchen Position, daß die exzentrischen Bereiche der Antriebswalzen ihren jeweiligen Mitlaufwalzen gegenüberliegen, um dadurch im wesentlichen die auf das Blatt angelegte Reibantriebskraft zu beseitigen, wenn das Blatt die vorbestimmte Position erreicht.
Nur als Beispiel wird eine Ausführung der Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen die gleichen Bezugszeichen für gleichartige Teile festgesetzt wurden, und in denen zeigt:
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer elektrophotographischen Druckmaschine;
Fig. 2 eine Endansicht der Gerade- und Ausricht-Anordnung der Maschine nach Linie 2-2 der Fig. 1;
Fig. 3 eine Draufsicht auf die Gerade- und Ausricht-Anordnung und den zugeordneten Papierpfad;
Fig. 4 eine Darstellung eines Teils des Steuersystems der Druckmaschine;
Fig. 5 ein Flußdiagramm, das die Abfolge der Vorgänge bei der Gerade- und Ausricht-Anordnung abbildet;
Fig. 6A-6E Darstellungen der Relativpositionen der Antriebswalzen und des Kopierblatts in der Gerade- und Ausricht- Anordnung; und
Fig. 7 ein Diagramm der Geschwindigkeit der Blattantriebswalzen der Fig. 6A-6E im Zeitverlauf.
Für ein allgemeines Verständnis einer elektrophotographischen Druckmaschine, in der eine erfindungsgemäße Gerade- und Ausricht-Anordnung aufgenommen sein kann, wird auf Fig. 1 Bezug genommen, die schematisch die verschiedenen Komponenten derselben abbildet. Obwohl die dargestellte Vorrichtung zum Geraderichten und Ausrichten von Kopierblättern besonders gut zur Verwendung mit der Maschine aus Fig. 1 ausgelegt ist, sollte es aus der nachfolgenden Diskussion offensichtlich werden, daß sie gleich gut zur Verwendung mit einer breiten Vielzahl von Geräten geeignet ist.
In der elektrophotographischen Maschine nach Fig. 1 wird eine Trommel 10 mit einer photoleitenden Oberfläche 12 in der durch Pfeil 14 angezeigten Richtung durch die verschiedenen Bearbeitungsstationen hindurchgedreht zur Erzeugung einer Kopie eines Originaldokuments. Anfangs dreht die Trommel 10 ihre photoleitende Oberfläche 12 durch die Ladestation A, die ein Korona- Erzeugungsgerät 16 zum Aufladen der Fläche 12 auf ein hohes und im wesentlichen gleichmäßiges Potential benutzt.
Danach dreht die Trommel 10 den geladenen Anteil der photoleitenden Fläche 12 durch die Belichtungsstation B, wo der Belichtungsmechanismus 18 die geladenen Oberfläche beleuchtet zur Erzeugung eines elektrostatischen latenten Abbildes entsprechend den Informationsbereichen des Originaldokuments. Beispielsweise kann der Belichtungsmechanismus 18 eine stationäre transparente Platte zum Auflegen des Originaldokuments, Beleuchtungslampen und eine oszillierende Spiegel- und Linsenanordnung enthalten, die sich zeitlich abgestimmt mit der photoleitenden Fläche bewegt zur Erzeugung von fortschreitenden Lichtabbildungen, die durch eine Apertur auf die geladene photoleitende Fläche 12 projiziert werden.
Die Tormmel 10 dreht sich dann weiter, um das elektrostatische latente Abbild an der photoleitenden Fläche 12 durch die Entwicklungsstation C hindurchtreten zu lassen. Die Entwicklungsstation C enthält eine Entwicklereinheit, die allgemein mit Bezugszeichen 20 angezeigt ist und ein Gehäuse für einen Vorrat von Entwicklungsmaterial besitzt. Das Entwicklungsmaterial umfaßt allgemein magnetische Trägerpartikel mit daran triboelektrisch anhängenden Tonerpartikeln. Die Entwicklereinheit 20 ist vorzugsweise ein Magnetbürsten-Entwicklungssystem, bei dem das Entwicklermaterial durch ein Magnetflußfeld bewegt wird, das die Ausbildung einer Bürstenform veranlaßt, wodurch das latente elektrostatische Abbild an der photoleitenden Fläche 12 entwickelt wird, in dem die Fläche 12 mit der Bürste in Kontakt gebracht wird. Auf diese Weise werden die Tonerpartikel elektrostatisch von dem latenten Abbild abgezogen und bilden dabei an der photoleitenden Fläche 12 ein entwickeltes Tonerabbild.
Gleichzeitig mit der Entwicklung des Tonerabbilds wird ein Kopierblatt durch eine Blattzuführ-Vorrichtung 22 zur Übertragungsstation D vorgeschoben. Im Betrieb drehen sich Zuführwalzen 32 in Richtung des Pfeils 34, um das oberste Blatt von dem Stapel 36 zu der Gerade- und Ausricht-Station G vorzuschieben, wo die einzelnen Blätter durch zwei oder mehrere Walzenpaare, bestehend aus Walzen 24 und 26, geradegerichtet und in Position gebracht werden, um so das Blatt mit dem an der photoleitenden Fläche 12 vorhandenen entwickelten Tonerabbild in Ausrichtung zu bringen. Allgemein werden die Walzenpaare differentiell durch getrennte (nicht dargestellte) Motore angetrieben, um das Blatt geradezurichten, und es durch einen Pfad vorzuschieben, der durch Führungen 38 und 40 in der durch Pfeil 39 bezeichneten Richtung gebildet ist. Allgemein wird das Blatt vorgeschoben, bis es in der Übertragungsstation D ausreichend an die photoleitende Fläche angehängt ist.
Die Übertragungsstation D enthält ein Korona-Erzeugungsgerät 42, das Ionen auf die Rückseite des Blattes auf sprüht, um das Blatt an die photoleitende Fläche 12 anhängen zu lassen, während gleichzeitig das Tonerpulver-Abbild auf die vordere Fläche des Blatts gezogen wird. Darauffolgend wird das Blatt von der photoleitenden Fläche abgezogen und durch einen Endlosband-Förderer 44 in Richtung des Pfeils 43 zur Schmelzstation E vorgeschoben.
Die Schmelzstation E enthält eine Schmelzanordnung 46 mit einer Schmelzwalze 48 und einer Stützwalze 50, die zwischeneinander einen Schmelzspalt bestimmt. Nach dem Schmelzvorgang wird das Kopierblatt durch Walzen 52 zum Aufnahmefach 54 vorgeschoben.
Nach Abtrennen des Kopierblattes von der photoleitenden Fläche 12 wird unvermeidbar Resttoner an der photoleitenden Fläche zurückbleiben, wodurch ein Reinigungsvorgang zum Entfernen des Resttoners erforderlich wird. Die Reinigungsstation F enthält ein (nicht dargestelltes) Korona-Erzeugungsgerät zum Neutralisieren der an der photoleitenden Fläche zurückbleibenden elektrostatischen Ladung, wie auch der Aufladung der Resttonerpartikel. Die neutralisierten Tonerpartikel können dann von der photoleitenden Fläche 12 abgenommen werden durch eine drehbar angebrachte (nicht dargestellte) Faserbürste, die damit in Berührung steht. Nach dem Reinigen wird die photoleitende Fläche 12 einer (nicht gezeigten) Löschlampe ausgesetzt, wobei das davon ausgesendete Licht dazu dient, irgendwelche elektrostatischen Restladungen, die an der photoleitenden Fläche zurückgeblieben sind, vor dem Beginn des nächsten Bilderzeugungs-Zyklus zu entfernen.
In den Fig. 2 und 3 ist die an Station G benutzte Gerade- und Ausricht-Anordnung dargestellt, und hier wird das Blatt P in Richtung des Pfeils 110 zwischen Führungen 38 und 40 vorgeschoben. Allgemein ist ein Paar von Spaltwalzenpaaren 62 und 64 in Benutzung, die jeweils Antriebswalzen 24 und 25 und Mitlaufwalzen 26 und 27 umfassen, die mit dem dazwischenliegenden Blatt P in Reibeingriff treten.
Die Antriebswalzen 24 und 25 sind allgemein mit einer Gummi- oder Kunststoff-Oberfläche versehen, die für einen schlupffreien Eingriff mit den dazwischen durchlaufenden Blättern geeignet ist. Insbesondere werden die Walzen 24 und 25 in Fig. 1 gezeigt als D-förmige Walzen mit einem ebenen oder eingetieften Abschnitt an ihrem Außenumfang, wodurch sich ein Abschnitt während einer jeden Umdrehung ergibt, in dem keine Berührung mit den jeweiligen Mitlaufwalzen 26 bzw. 27 stattfindet. Bei der vorliegenden Erfindung besitzen die Antriebswalzen 24 und 25 einen Durchmesser von 5,6 cm (2,2 inch) und eine ebene oder vertiefte Fläche, die einen Winkelbogen von etwa 58º einnimmt, so daß sich ein effektiver Antriebsumfang mit einer Länge von ca. 14,7 cm (5,8 inch) ergibt. Antriebswalzen 24 und 25 können jede exzentrische Form besitzen, die in geeigneter Weise einen zeitweiligen Berührungsverlust mit der jeweiligen Mitlaufwalze ergibt.
Die Antriebswalzen 24 und 25 in Fig. 2 und 3 werden jeweils zur gesteuerten Drehung von Antriebswellen 70 und 72 gehalten, die antriebsmäßig mit unabhängig steuerbaren Antriebsmitteln in Eingriff stehen, wie Motoren 62 und 84, über Zeitsteuerungsriemen 74 und 76, die an einem Ende durch Antriebswellen 70 und 72 abgestützt sind und an dem anderen Ende an Motorwellen 78 bzw. 80. Die Motore 82 und 84 sind allgemein nach Aufbau und Betriebs-Eigenschaften gleichartig und bei dieser bestimmten Ausführung umfassen sie Schrittmotore.
Die Bewegung des Blattes P wird durch mindestens drei Fühler S&sub1;, S&sub2; und S&sub3; überwacht. Die Fühler S&sub1; und S&sub2; sind mit entsprechendem Abstand an einer zur Richtung des Papierblattlaufes senkrechlen Linie Y-Y' angebracht, etwas nach den Spaltwalzenpaaren in Förderrichtung. Die Fühler S1 und S2 haben den gleichen Relativabstand wie die Spaltwalzenpaare und sind gegen die Zentrallinie des Blattpfades so versetzt, daß sie bei der Bewegung nicht mit den Spaltwalzenpaaren oder dem vorschiebenden Blatt stören. Der Fühler S&sub3; ist in Papierlaufrichtung vor dem Spaltwalzenpaar an einer Position angeordnet, die zwischen den Spaltwalzenpaaren zentriert und gegen die Zentrallinie des Blattpfades versetzt ist. Zusätzlich ist der Fühler S&sub3; an einer Position etwa 1,5 cm (0,6 inch) in Papierlaufrichtung vor der durch Linie X-X' dargestellten Spalt-Zentrallinie angeordnet, während die Fühler S&sub1; und S&sub2; an einer Position angeordnet sind, die etwa 0,5 cm (0,2 inch) in Papierlaufrichtung nach der Zentrallinie X-X' liegt. Die Fühler S&sub1;, S&sub2; und S&sub3; sind optische Reflexionsfühler, die bei Bedeckung durch Papierblätter oder dergleichen ein aktives Signal erzeugen.
In Fig. 4 steuert die Steuerung 150 den Betrieb der Repromaschine oder eines Teils derselben und umfaßt, wie gut bekannt, eine Mikrosteuerung oder einen Mikroprozessor, der zur Ausführung von Steuerinstruktionen fähig ist. Dazu ist die Steuerung 150 geeignet zur Überwachung des Zustandes der Fühler S&sub1;, S&sub2; und S&sub3; entsprechend den Steuerbefehlen, um ein gesteuertes Ausgangssignal in Abhängigkeit davon zu erzeugen. Ein derartiges gesteuertes Ausgangssignal wird an die Motoransteuerkarten 156 und 158 übertragen, die wiederum Impulse an die Schrittmotore 82 bzw. 84 abgeben für die jeweilige Steuerung der erforderlichen Bewegung und Drehgeschwindigkeit der Antriebswalzen 24 und 25.
Im Betrieb arbeitet die Gerade- und Ausricht-Anordnung entsprechend dem Flußdiagramm nach Fig. 5, wodurch die relativen Drehlagen der Antriebswalzen 24 gesteuert werden, während das Blatt P zwischen dem Spaltwalzenpaar 62 hindurchtritt, wie in Fig. 6A-6E gezeigt, entsprechend dem in Fig. 7 angezeigten Geschwindigkeits/Zeit-Profil der Antriebswalzen. Wie in Fig. 6A dargestellt, bedeckt die Vorderkante L des Blattes P zuerst den Fühler S&sub3;, wodurch der Zeitpunkt t&sub0; hergestellt und die Steuerung 150 im Verfahrensschritt 210 unterrichtet wird. Die Steuerung 150 signalisiert unmittelbar den Motoransteuerkarten, daß die Beschleunigung der Schrittmotoren beginnt, Verfahrensschritt 212, so daß die Antriebswalzen 24 und 25 sich mit der Blatt-Geschwindigkeit drehen, wenn das Blatt den Antriebswalzenspalt erreicht, wie in Fig. 6B dargestellt und als Zeitpunkt t&sub1; in Fig. 7 bezeichnet. Bei der angezeigten Ausführung beträgt die Geschwindigkeit, mit der das Blatt ankommt, annähernd 63,5 cm/s (25 inch pro Sekunde (in/s)). Demzufolge muß die Beschleunigungszeit für die Antriebswalzen (t&sub1; - t&sub0;) annähernd 0,01617 s betragen, was einen Blattweg von ca. 1,0 cm (0,4 inch) darstellt.
Bei der als Beispiel angeführten Ausführung ist die maximale korrigierbare Schräglage begrenzt auf 100 Milliradian (mrad), was sich überträgt auf die Möglichkeit von 1 cm (0,4 inch) Versatz quer zu dem Abstand von 10,2 cm (4 inch) zwischen den Walzen 24 und 25, wenn die Vorderkante L die jeweiligen Antriebswalzenspalte erreicht. Allgemein wird diese mögliche Schräglage dadurch berücksichtigt, daß der Fühler S&sub3; an einer Position von etwa 1,5 cm (0,6 inch) in Papierförderrichtung vor der Mittellinie (X-X') des Antriebswalzenspaltes gesetzt wird, um die mögliche Schräglage der Vorderkante wie auch die Antriebswalzen-Beschleunigung einzurichten. Es sollte bemerkt werden, daß das Ansetzen der Fühler und die restlichen mit der Gerade- und Ausricht-Station G verbundenen Parameter eine Funktion der Verfahrens-Parameter sind, die durch das Reprographie-System bestimmt werden.
Nach Anlage an dem Blatt P werden die Walzen 24 und 25 in nicht-differentieller Weise angetrieben, um das Blatt an den Fühlern S&sub1; und S&sub2; vorbei vorzuschieben. Die Steuerung 150 erfaßt die Zeitpunkte, an welchen beide Fühler S&sub1; und S&sub2; durch das Blatt P bedeckt werden, mit t&sub3; bzw. t&sub2;, Verfahrensschritt 214 und Fig. 6C, so daß die Steuerung das bei dem vorschiebenden Blatt vorhandene Schrägstellungsmaß bestimmen kann.
Nach der Bestimmung des Schrägstellungsmaßes an der Vorderkante L signalisiert die Steuerung den jeweiligen Motoransteuerkarten, daß sie mit ihrem unterschiedlichen Antrieb der Schrittmotoren zum Zeitpunkt t&sub3; beginnen sollen, um das Blatt P entsprechend dem Verfahrensschritt 218 gerade zu richten. Wie in Fig. 7 gezeigt, bei der die Geschwindigkeitsprofile 110 und 112 die unterschiedlichen Geschwindigkeiten der Antriebswalzen 24 bzw. 25 darstellen, wird die Antriebswalze 25 für einen kurzen Zeitraum auf eine höhere Geschwindigkeit beschleunigt, um das Blatt P gerade zu richten. Insbesondere wird die Walze 25 während des Zeitraums t&sub3; - t&sub4; auf eine Geschwindigkeit über der Blatt-Nenngeschwindigkeit beschleunigt und daraufhin wieder auf diese zurückgeführt, um die linke Seite des Blattes P gemäß Fig. 3 dazu zu veranlassen, einen größeren Weg als die rechte Seite zurückzulegen und dadurch im wesentlichen die anfängliche Schräglage des Blattes zu beseitigen, bis es bei dem Gerade- und Ausricht-Abschnitt G angekommen ist. Bei der bevorzugten Ausführung ist die Beschleunigung der Antriebswalzen 24 und 25 auf maximal das Zweifache der Schwerkraft-Beschleunigung beschränkt (d.h. 29 = 1961 cm/s² (772 in/s²)), um einen Schlupf zwischen Antriebswalzen und dem Blatt zu verhindern.
Zum Zeitpunkt t&sub4; sollte deswegen das Blatt P vollständig gerade ausgerichtet sein und zu einem etwas später liegenden Zeitpunkt, z.B. t&sub5;, werden die Antriebswalzen dann abgebremst auf eine Ausgabe-Bearbeitungs-Geschwindigkeit von 25,4 cm/s (10 in/s) bei der vorliegenden Ausführung, wie in Fig. 7 und im Verfahrensschritt 220 der Fig. 5 angegeben. Im allgemeinen kann dsa Blatt so beschleunigt oder abgebremst werden, wie es erforderlich ist, um nicht nur die gewünschte Blattausgabe- Geschwindigkeit zu erzielen, sondern auch noch den Ausrichtzustand der geradegerichteten Vorderkante mit dem an der photoleitenden Fläche 12 nach Fig. 1 vorhandenen Tonerabbild zu steuern. Die angestrebte Ausrichtungsposition für die bevorzugte Ausführung ist in Fig. 3 als Linie Z-Z' dargestellt. Wiederum sollte das System eine Abbremsgrenze von 2 g einhalten, um einen Blattschlupf zu vermeiden. Insbesondere wird der durch t&sub5; bis t&sub6; bezeichnete Zeitraum benutzt, um die Geschwindigkeit des Blattes P auf eine gewünschte Ausgabe- Geschwindigkeit zu bringen, und diese Zeitlänge wird bestimmt durch die Position der Vorderkante L relativ zu der Zeit und der Position, die für das Ausrichten der Vorderkante an der photoleitenden Fläche 12 (Position Z-Z') gewünscht wird. Die Relativposition der Vorderkante L wurde durch die Steuerung 150 verfolgt mit Bezug auf die anfängliche Bedeckung des Fühlers S&sub2;, wodurch die Position der Vorderkante festgelegt wurde, und auf die nachfolgende gesteuerte Drehung der Antriebswalze 24, wodurch die Position der Vorderkante zu einem Zeitpunkt tx bezüglich des Fühlers S&sub1; durch die Fläche unter der Geschwindigkeits-Profilkurve für die Walze 24 angezeigt wird, hier also die schraffierte Fläche 114.
Nach der Abbremsung auf die gewünschte Ausgabe-Geschwindigkeit zum Zeitpunkt t&sub6; läßt die Steuerung 150 beide Antriebswalzen 24 und 25 mit einer konstanten Geschwindigkeit rotieren, Verfahrensschritt 222, bis die durch Fig. 6D und den Zeitpunkt t&sub7; der Fig. 7 bezeichnete Position erreicht wird. Zum Zeitpunkt t&sub7; sollte die Vorderkante L des Blattes P mit der photoleitenden Fläche 12 in Berührung sein und durch die vorher beschriebenen elektrostatischen Kräfte durch sie dort gehalten werden. Es ist wichtig zu bemerken, daß das zwischen den Zeitpunkten t&sub5; und t&sub7; dargestellte Geschwindigkeitsprofil von der Relativposition der Vorderkante L, bezogen auf das an der photoleitenden Fläche 12 vorhandene Tonerabbild abhängt. Idealerweise wird die Vorderkante L der Übertragungsstation D an der Linie Z-Z' mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit von 25,4 cm/s (10 in/s) bei der vorliegenden Ausführung synchron mit dem Tonerabbild angeboten werden. Deshalb hängt die tatsächliche Form des Profils zwischen t&sub5; und t&sub7; von dem Zeitpunkt ab, an dem das Blatt anfangs der Kontrolle der Gerade- und Ausricht-Station G übergeben wurde.
Gleichzeitig wird bei Erreichen der in Fig. 6D dargestellten Antriebswalzenposition kein zusätzliches Vorschieben des Blattes durch die Antriebswalzen 24 oder 25 mehr ausgeführt. Dementsprechend wird das Blatt P sich weiter so fortbewegen, wie es durch die Drehung der Trommel 10 gezogen wird, wobei die Vorderkante L des Blattes an der Tormmel anhängt, und dadurch wird es ermöglicht, daß die Gerade- und Ausrichtung der Blätter mit unterschiedlicher Länge in der Verfahrensrichtung vor sich gehen kann, ohne das Blatt nach dem anfänglichen Anhaften des Blattes P än dar photoleitenden Fläche 12 weiter antreiben zu müssen.
Daraufhin werden die Antriebswalzen 24 und 25 zu der durch Fig. 6E bezeichneten Position vorgeschoben, wo sie im Verfahrensschritt 224 angehalten werden, um es zu ermöglichen, daß der hintere Anteil des Blatts P sich ungehindert durch die jeweiligen Spaltflächen bewegen kann. Schließlich wartet die Steuerung 150, bis die Fühler S&sub1; und S&sub2; freigegeben werden, Verfahrensschritt 226, bevor die Antriebswalzen im Verfahrensschritt 210 wieder initialisiert werden.
Bei einer bevorzugten Ausführung ist der Umfang der Antriebswalzen 24 und 25 geringfügig größer als nötig, um den zum Geraderichten des Blattes erforderlichen Sonderlaufweg zu berücksichtigen. Damit wird das Blatt P mit Reibantrieb über die Linie Z-Z' angetrieben, während welcher Zeit die Vorderkante L ausreichend an der photoleitenden Fläche anhängt, wobei die Nennlänge dieser Überdeckungszone annähernd 1 cm (0,4 inch) beträgt. Um ein Verschmieren des Tonerbildes zu verhindern, während sich die Vorderkante L in der Überdeckungszone befindet, kann die Ausgabe-Geschwindigkeit der Antriebswalzen während des Zeitraums t&sub6; bis t&sub7; auf etwa 1 bis 2% höher eingestellt werden, als die Oberflächen-Geschwindigkeit der Trommel 10 beträgt. Die relative Fehlanpassung der Geschwindigkeiten der Trommel 10 und des Blattes P ergibt dann die Ausbildung einer Aufwerfung im Blatt P zwischen der Linie X-X' und der Linie Z-Z'. Im allgemeinen ist die Größenordnung der während dieses relativ kurzen Zeitraums ausgebildeten Aufwerfungsfalte bei 0,198 cm (0,078 inch) bei einer 2%-igen Geschwindigkeits- Fehlanpassung.
So wird ein Verfahren und eine Vorrichtung beschrieben, durch die das Gerade- und Ausrichten eines Kopierblatts ermöglicht wird zum Zwecke des genauen Anbietens des Blattes zum Annehmen eines Tonerabbilds von einem photoleitenden Teil einer Reprographie-Maschine. Das Verfahren und die Vorrichtung benutzen bzw. enthalten eine Vielzahl von Fühlern zum Bestimmen der Position eines Kopierblatts und eine Steuerung zum Analysieren dar davon abgegebenen Signale und zum steuern der Umdrehungs- Geschwindigkeit von zwei oder mehr D-förmigen Antriebswalzen, die mit dem Blatt in Reibberührung stehen.

Claims

1. Vorrichtung zum Gerade- und Ausrichten eines Blattes, welche Vorrichtung umfaßt:

wahlweise ansteuerbares Antriebsmittel (24, 25) mit mindestens zwei unabhängig steuerbaren und voneinander mit Abstand angeordneten Blattantriebswalzen (24, 25), von denen jede Antriebswalze mit einer zugeordneten Mitlaufwalze einen jeweiligen Blattantriebsspalt zum Reibantrieb von Blättern in der Bearbeitungsrichtung bestimmt;

Schräglage-Erfassungsmittel, welches zwei Vorderkanten-Erfassungsfühler (S1-S2) umfaßt, die in Ablaufrichtung nach den Blattantriebsspalten positioniert sind, um jede Anfangs-Schräglage von in die Vorrichtung eintretenden Blättern zu erfassen;

dadurch gekennzeichnet, daß die Blattantriebswalzen (24, 25) im wesentlichen kreiszylinderförmig sind mit einem exzentrischen Flächenbereich;

daß Vorderkanten-Erfassungsmittel vorgesehen ist, das einen dritten Fühler (S3) umfaßt, der in Ablaufrichtung vor dem Blattantriebsspalt positioniert ist; und ein Vorderkanten- Verfolgungsmittel (S1, S2, S3) zur Verfolgung der Position der Vorderkante eines Blattes;

daß Steuermittel (150) vorgesehen ist, welches in Reaktion darauf, daß der dritte Fühler (S3) die Vorderkante eines Blattes erfaßt, ein nicht-differentielles Ansteuern der Blattantriebswalzen beginnt, die in Stillstand sind, wobei deren exzentrische Bereiche ihren jeweiligen Mitlaufwalzen (26, 27) gegenüberstehen;

daß das Steuermittel das Antriebsmittel zum ersten differentiellen Antreiben der Blattantriebswalzen ansteuert in Reaktion auf dar Erfassungsergebnis durch das Schräglage- Erfassungsmittel zum Beseitigen jeder Anfangs-Schräglage, und zum zweiten nicht-differentiellen Antreiben der Blattantriebswalzen in Reaktion darauf, daß das Vorderkanten- Verfolgungsmittel die Vorderkante des Blattes auf eine vorbestimmte Position ausrichtet; und zum Anhalten der Antriebswalzen in einer solchen Position, daß die exzentrischen Bereiche ihren jeweiligen Mitlaufwalzen gegenüberliegen, um dadurch die auf das Blatt ausgeübte Reibantriebskraft im wesentlichen zu reduzieren, wenn das Blatt die vorbestimmte Position erreicht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Steuermittel wahlweise das Antriebsmittel ansteuert, um das Blatt zu veranlassen, die vorbestimmte Position mit einer vorher festgelegten konstanten Geschwindigkeit zu erreichen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der das Steuermittel wahlweise das Antriebsmittel ansteuert, um zu veranlassen, daß das Blatt die vorbestimmte Position zu einer vorher festgelegten Zeit erreicht.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der die exzentrischen Bereiche der Antriebswalzen (24, 25) jeweils einen ebenen oder vertieften Abschnitt am Außenumfang jeder Antriebswalze umfassen, wodurch die normale Kontaktkraft zwischen der Blattantriebswalze und ihrer Mitlaufwalze beseitigt wird, wenn der ebene oder vertiefte Abschnitt den Spaltbereich erreicht.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, bei der der Bereich eine konkave Vertiefung umfaßt.

6. Elektrophotographische Druckmaschine mit einer Gerade- und Ausricht-Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche zum Gerade- und Ausrichten eines Kopierblatts mit einer Anfangs-Schräglage unbekannter Größe und Richtung und einer unbekannten Vorderkanten-Position längs einer Bearbeitungs- Richtung in der Maschine.

7. Verfahren zum Gerade- und Ausrichten eines Blattes, mit den Schritten:

Erfassen der Vorderkante eines Blattes unter Benutzung eines Fühlers (S&sub3;), der in Bearbeitungs-Richtung vor einem Paar von Blattantriebsspalten positioniert ist, welche bestimmt sind durch ein Paar Antriebswalzen (24, 25) und ein Paar jeweiliger Mitlaufwalzen (26, 27);

Beginnen eines nicht-differentiellen Antriebs der Antriebswalzen (24, 25) auf das Erfassen der Vorderkante des Blattes hin, wobei die Antriebswalzen das Blatt mit seiner Einlauf-Geschwindigkeit annehmen und durch Reibung antreiben;

Verfolgen der Position der Vorderkante des Blattes; Erfassen einer Anfangs-Schräglage des in die Vorrichtung eintretenden Blattes unter Benutzung von zwei weiteren Vorderkanten-Erfassungsfühlern (S&sub1;-S&sub2;), die in Bearbeitungs-Richtung nach den Blattantriebsspalten positioniert sind;

Bestimmen des bei dem Blatt vorhandenen Schräglagewinkels; differentielles Antreiben der Antriebswalzen in Abhängigkeit von dem Schräglagewinkel, um die Anfangs-Schräglage zu beseitigen; und darauffolgendes nicht-differentielles Antreiben der Antriebswalzen zum Ausrichten der Vorderkante des Blatts in einer vorbestimmten Position in Synchronisation mit einem an einem photoleitenden Teil enthaltenen Tonerpulverabbild; und Anhalten der Antriebswalzen in einer solchen Position, daß exzentrische Bereiche der Antriebswalzen ihren jeweiligen Mitlaufwalzen gegenüber liegen, um dadurch im wesentlichen die an dem Blatt angreifende Reibungs-Antriebskraft zu beseitigen, sobald das Blatt die vorbestimmte Position erreicht.