DE60115488T2

DE60115488T2 - Hochkapazität auffangbehälter für dokumentproduktionsmaschinen

Info

Publication number: DE60115488T2
Application number: DE60115488T
Authority: DE
Inventors: Margaret Motamed
Original assignee: Electronics for Imaging Inc
Current assignee: Electronics for Imaging Inc
Priority date: 2000-09-14
Filing date: 2001-09-04
Publication date: 2006-07-27
Anticipated expiration: 2021-09-05
Also published as: US6572293B1; US20050062221A1; US20080211170A1; AU8706901A; AU2001287069B2; US6832865B2; US7552923B2; US7204484B2; WO2002022481A2; DE60115488D1; US20030185614A1; EP1324938A2; WO2002022481A3; EP1324938B1; US7367559B2; US20070085264A1

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung betrifft eine Dokumentreproduktionsvorrichtung und betrifft insbesondere einen einfachen und kostengünstigen Ausgabe-Auffangbehälter mit hoher Kapazität für Dokumentproduktionsvorrichtungen, wie beispielsweise Kopiergeräten, Druckern und Faxgeräten.
Beschreibung des verwandten Standes der Technik
A. Ausgabe-Auffangbehälter mit hoher Kapazität
In dem Stand der Technik von Ausgabebehältern gab es allgemein eine Gruppe von großen, komplizierten und kostspieligen Kopiergeräten mit hohem Durchsatz und ähnlich großen, komplizierten und kostspieligen Ausgabesammelvorrichtungen von hoher Kapazität, wie beispielsweise Ablagen mit vertikaler Verstellung, gemischte Ablagen, Sortierer, vertikal neu positionierbare Blattausgabeöffnungen und „Mailbox"-Systeme. Teilweise liegt dies daran, weil Kopiergeräte mit hohem Durchsatz oftmals an nachfolgende Maschinen in einer Produktionslinie gekoppelt werden müssen können, was erfordert, dass das obere Ende des Ausgabestapels auf einem vergleichsweise präzisem Höhenniveau aufrecht erhalten werden muss, damit das nächste Gerät in der Produktionslinie übernehmen kann. Wo eine nachfolgende Weiterverarbeitung nicht erforderlich ist, gab es jedoch zuvor kein einfaches, kostengünstiges Ausgabe-Stapelablagesystem, das als letzte Station für solche Kopiergeräte mit hohem Durchsatz zur Verfügung stand und nicht unter den zahlreichen Nachteilen litt, denen sich die vorliegende Erfindung widmet.
In vergleichbarer Weise gab es eine Gruppe von kleineren, langsameren und kostengünstigeren Kopiergeräten mit kleinen, ortsfesten Ausgabeablagen von begrenzter Kapazität. Ausgabeablagen von hoher Kapazität oder Systeme mit Vertikalverstellung oder mehreren Ablagen waren im Allgemeinen entweder für solche kleineren Geräte nicht verfügbar oder zu kostspielig, um für die typischen Anwendungen solcher Geräte geeignet zu sein.
Bei sämtlichen Typen von Dokumentproduktionsvorrichtungen, wie beispielsweise Kopiergeräten, Druckern und Faxgeräten, insbesondere bei Kopiergeräten mit hoher Geschwindigkeit und hohem Durchsatz, läuft die Produktion so ab, dass die Produktion der Blätter, die von dem Kopiergerät ausgeführt wird, oftmals die Kapazität von gegenwärtig verfügbaren Auffangbehältersystemen übersteigt. Ausgabeablagen von hoher Kapazität, die oftmals im Stand der Technik als „Stapelvorrichtung" bezeichnet werden, sind besonders erwünscht für die gesammelte Ausgabe von Kopiergeräten oder Druckern mit schneller oder mehrfacher Aufgabenabarbeitung. Stapelablagen von hoher Kapazität sind auch für die gesammelte Ausgabe von mehreren (über ein Netzwerk miteinander verbundenen) Benutzer-Kopiergeräten und -Druckern von beliebiger Geschwindigkeit für die gesammelte Ausgabe wünschenswert.
Zur weiteren Erläuterung des Hintergrunds von Schwierigkeiten beim Stapeln von Blättern im Allgemeinen sei ausgeführt, dass ausgegebene Blätter für gewöhnlich von oben herab auf einer Seite in eine Ausgabeablage ausgeworfen werden. Eine normale Ausgabestapelung erfolgt durch Auswerfen von Blättern oder Sätzen von Blättern von oben herab auf einer Seite auf das oberste Blatt des Stapels von Blättern, auf das dieses zusätzlich ausgeworfene Blatt oder dieser Satz von Blättern ebenfalls gestapelt abgelegt werden muss. Typischer Weise werden Blätter oder Sätze im Allgemeinen horizontal (oder unter einem kleinen ursprünglich aufwärts zeigenden Neigungswinkel) ausgeworfen und diese bewegen sich hauptsächlich aufgrund von Trägheit weiter horizontal. Das heißt, dass die Blätter oder die Sätze in dem Stapelprozess typischerweise nicht wirkungsvoll kontrolliert oder geführt werden, wenn diese einmal in die Ausgabeablage freigegeben wurden. Die Blätter oder Sätze fallen aufgrund der Schwerkraft in die Ablage, um sich auf der Oberseite des Stapels abzulegen. Eine solche Ablage wird jedoch behindert durch den vergleichsweise großen Luftwiderstand des Blattes oder des Satzes gegen die Bewegung in dieser Richtung. Dennoch muss für Kopiergeräte mit hohem Durchsatz der Ablagevorgang mit hoher Geschwindigkeit ausgeführt werden, weil eine lange Ablagezeit nicht gewünscht ist. Somit ist ein langsames Herabfallen auf den Stapel nicht gewünscht.
Eine gestapelte Ablage ist noch schwieriger dort zu bewerkstelligen, wo es Abweichungen in der Dicke, dem Material, dem Gewicht und den Zuständen (beispielsweise Kräuselungen) der Blätter gibt. Unterschiedliche Größen oder Typen von Blättern, beispielsweise mit Reitern versehene Blätter oder Deckblätter oder Z-förmig gefaltete Einlagen oder andere Einlagen, können gar in den Stapel untergemischt werden. Die Auswurftrajektorie und der Stapelvorgang sollten deshalb den sich ändernden aerodynamischen Bedingungen von solchen sich unterschiedlich rasch bewegenden Blättern oder Sätzen Rechnung tragen. Ein sich schnell bewegendes Blatt oder Satz kann als variable Luftschicht wirken, um das Anheben oder Herabfallen der vorderen Kante des Blattes aerodynamisch zu beeinflussen, wenn dieses ausgeworfen wird. Dieser Luftschichteffekt kann aufgrund von Kräuselungen in dem Blatt, durch die Fixierung, das Farbdrucken etc. stark beeinflusst werden. Deshalb wird oftmals für eine Trajektorie mit aufwärts zeigendem Ausgabewinkel und für eine erhebliche Auswurfhöhe gesorgt, und zwar in gutem Abstand oberhalb der Oberseite des Stapels. Ansonsten kann sich die vordere Kante des einlaufenden Dokuments auf der Oberseite des sich bereits in der Ausgabeablage befindlichen Stapels verfangen oder anstoßen oder darüber verwellt werden, was zu einem schwerwiegenden Papierstauzustand führen kann. Wenn jedoch eine Dokument-Auswurfhöhe zu hoch eingestellt wird, um all diesen möglichen Stapelungsproblemen Rechnung zu tragen, wird die Zeitdauer des Ablagevorgangs für sämtliche Blätter oder Sätze stark erhöht und andere potentielle Probleme, beispielsweise ein Verstreuen, hervorgerufen.
Ein Verstreuen innerhalb eines Stapels führt zu mindestens vier Problemen. Erstens macht eine Verstreuung, falls das Kopiergerät Sätze von Ablagemerkmalen aufweist, die dazu gedacht sind, um für eine getrennte Ausführung oder unterschiedliche Ausführung von Aufgaben zu sorgen, innerhalb eines Stapels eine solche eingestellte unterschiedliche Ausführung schwieriger. Zweitens führen wahrscheinlich fehlausgerichtete Blätter oder Sätze zu einer Beschädigung, beispielsweise einem Verkrümmen, Falten, Abrieb oder einer Abnutzung von Blatträndern, und zwar aus ihrer Ausrichtung zu dem gesamten Stapelrand. Drittens ist es für eine Bedienperson schwieriger, einen größeren Stapel, innerhalb von dem einzelne Blätter nicht gut zueinander ausgerichtet sind, zu greifen und aus der Stapelvorrichtung zu entnehmen. Viertens kann ein fehlausgerichteter Stapel nicht ohne Weiteres in einen Kasten oder einen anderen Transportbehälter von entsprechenden Abmessungen geladen werden.
Aus den vorstehend angeführten Gründen kann man erkennen, dass die Höhe des oberen Endes des Stapels innerhalb eines gewünschten Bereichs aufrechterhalten werden sollte. Deshalb ist normalerweise eine Vertikalverstellungsvorrichtung für die Ablage oder eine vertikal neu positionierbare Blatt-Auswurföffnung vorgesehen, um eine vergleichsweise konstante Lagebeziehung der Höhe der Blattausgabe zu der Höhe der Oberseite des Stapels für Ausgabeablagen von hoher Kapazität aufrechtzuerhalten.
Zahlreiche Vorrichtungen zu dem Zweck, mit verschiedenen solcher allgemeinen Probleme beim gestapelten Ablegen von Blättern fertig zu werden, werden in dem US-Patent Nr. 4,385,758, US-Patent Nr. 4,469,319, US-Patent Nr. 5,005,821, US-Patent Nr. 5,014,976, US-Patent Nr. 5,014,977, US-Patent Nr. 5,033,731 und dem darin genannten Stand der Technik gelehrt. Systeme, die Blätter „herunter schlagen" oder den Ablagevorgang unterstützen, sind bekannt, führen jedoch zu höheren Kosten und zu einer höheren Komplexität und können die vordere Kante des ausgeworfenen Blatts zu früh ablenken, was nicht erwünscht ist. Systeme mit „herunter schlagen" können auch oftmals zu Störungen beim Herausnehmen des Blattstapels oder beim Beschicken mit einem Blattstapel führen und so zu Beschädigungen führen. Stapelablagesysteme sollen Idealerweise auch vergleichsweise „offene" Ablagen bereit halten, welche einen offenen Zugriff der Bedienperson auf die Ausgabestapelablage oder den -kasten nicht beeinträchtigen sollten, damit der darin befindliche Blattstapel einfach herausgenommen werden kann.
Viele Versuche sind im Stand der Technik unternommen worden, um Blattstapel-Ausgabeablagen von hoher Kapazität bereit zu stellen. Unter diesen befinden sich: US-Patent Nr. 5,609,333 (das ein Blattstapel-Höhenkontrollsystem beschreibt); US-Patent Nr. 5,318,401 (das ein Stapelablagesystem mit einer in nicht-vertikaler Richtung zurückweichenden Höhenverstellvorrichtung beschreibt, was zu quadratischen Stapeln führt); US-Patent Nr. 5,346,203 (das ein Stapelablagesystem von hoher Kapazität mit variabler Höheneingabe und einer Stapelausrichtung beschreibt); US-Patent Nr. 4,329,046 (das ein Verfahren zum Betreiben einer Reproduktionsvorrichtung mit einem unbegrenzten Auffangbehälter für einen Betrieb mit mehreren Betriebsarten beschreibt); US-Patent Nr. 4,141,546 (das eine kleine Ablage-/Sortiervorrichtung beschreibt); US-Patent Nr. 4,012,032 (das ein Blatthandhabungssystem mit einem Aufnahmebehälter zur Verwendung in einem Nicht-Stapel-Betrieb und eine Mehrzahl von Auffangfächern zur Verwendung in einer Mischbetriebsart beschreibt); US-Patent Nr. 4,026,543 (das ein Steuersystem beschreibt, das einen Kopie-Zählwert, einen Tangenten-Kopie-Zählwert und eine Dokumentverfolgungsanzeige dazu verwendet, um für eine automatische Steuerung von Kopie-Überläufen zu sorgen); US-Patent Nr. 4,134,581 (das ein System mit mehreren Mischbehältern beschreibt, die als ein virtueller Behälter behandelt werden).
In diesen Systemen gibt es allgemein zwei Lösungsansätze, um die Kapazität der Auffangbehälter zu erhöhen. Der erste Lösungsansatz verwendet mehrere Aufnahmebehälter, -fächer oder -briefkästen (aus Vereinfachungsgründen werden diese als „Ablagen" bezeichnet). Diese Ablagen können vertikal oder horizontal relativ zu einer ortsfesten Ausgabeöffnung neu positionierbar sein oder die Kopiergerät-Ausgabeöffnung kann vertikal oder horizontal relativ zu einer ortsfesten Ablage oder zu ortsfesten Ablagen neu positionierbar sein oder eine gewisse Kombination aus bewegbaren Ablagen und bewegbaren Ausgabeöffnungen kann eingesetzt werden. Obwohl mehrere Ablagen verwendet werden, haben diese einzelnen Ablagen normaler Weise begrenzte Kapazitäten, was entweder eine zusätzliche Steuerung zum Wechsel der Ablage oder ein Herunterfahren des Systems oder einen zusätzlichen Eingriff einer Bedienperson erforderlich macht.
Bei dem zweiten Lösungsansatz wird ein einzelner großer Auffangbehälter verwendet, sind jedoch vergleichsweise mächtige, komplizierte und kostspielige Höhenverstellungsmechanismen erforderlich, um entweder den Auffangbehälter abzusenken oder die Kopiergerät-Ausgabeöffnung anzuheben, wenn der Stapel anwächst, um das obere Ende des Stapels innerhalb eines akzeptablen Bereichs unterhalb der Blattausgabeöffnung zu halten. Soweit dies gegenwärtig bekannt ist, beinhaltet der Stand der Technik keine Kombination aus einem einzelnen großen Auffangbehälter mit einer vertikal neu positionierbaren Ausgabeöffnung.
Andere Systeme, beispielsweise US-Patent Nr. 3,871,643, lehren Sortiersysteme mit zwei Sortierabschnitten. Insbesondere wechselt die Steuerung von einem Abschnitt zu dem nächsten Abschnitt, um einen Kopierauftrag weiter abzuarbeiten. Außerdem wird das Reproduktionsgerät nach einer vorübergehenden Unterbrechung seinen Betrieb wieder aufnehmen, falls die Fächer in beiden Abschnitten der Sortiervorrichtung Kopierblätter enthalten und ist der Auftrag nicht vollständig abgearbeitet, wenn Kopierblätter in einem der Abschnitte entfernt wurden.
Das Hinzufügen von mehreren Fächern und Ablagen, von Auffangbehältern mit einem Höhenverstellmechanismus oder von vertikal neu positionierbaren Kopiergerät-Ausgabeöffnungen erhöht die Komplexität der Elemente des Kopiergerätes und deren Steuerung, mit einer entsprechenden Verringerung der zu erwartenden Zuverlässigkeit und einer Erhöhung der Kosten. Es wäre deshalb wünschenswert, einen Auffangbehälter von hoher Kapazität für Dokumentproduktionsgeräte bereit zu stellen, beispielsweise für Fotokopiergeräte, Drucker und Faxgeräte, mit einer minimalen Anzahl von Aufnahmeablagen und/oder komplexen Mechanismen, der dennoch Betriebsanforderungen mit hohem Durchsatz bei minimalem Eingriff durch eine Bedienperson genügen kann. Weil ein solches Gerät nicht zur Verfügung steht, ist es im Stand der Technik nicht bekannt, Stapel von Kästen aus Karton als billige Ausgabe-„Ablagen" von hoher Kapazität zu verwenden.
B. Geneigte Ausgabeablagen
Für eine bessere Ausrichtung beim Stapelvorgang zum Erzielen von schönen und quadratischen Stapeln mit gleichmäßigen Seiten wird im Stand der Technik bevorzugt die sequentielle Ausgabe von Blättern oder Sätzen auf eine geneigte Oberfläche verwendet. Zunächst ist dies die geneigte Oberfläche der leeren Ausgabeablage und dann ist dies die entsprechend geneigte Oberfläche des Stapels oder Satzes, der zuvor darauf gestapelt abgelegt wurde. Falls die Oberfläche der Ausgabeablage nach oben geneigt ist, weg von der Kopiergerät-Ausgabeöffnung und in die Ablage, ist dies im Stand der Technik als „Bergauf"-Stapeln bekannt. Dieser Vorgang wird „Bergab-Stapeln" genannt, falls die Ausgabeablage abwärts geneigt ist, weg von der Kopiergerät-Ausgabeöffnung. Es gibt viele Vorteile, wenn entweder eine „Bergauf"-Stapelung oder eine „Bergab"-Stapelung verwendet wird, einerseits grundsätzlich und andererseits, was das gestapelte Ablegen in einer kombinierten Vorrichtung zum Heften oder anderweitigen Binden oder Nachbearbeiten anbelangt. Unterschiedliche Größen von Blättern können unter Verwendung der selben Papierbahn und des selben Ablagesystems gestapelt abgelegt werden, unter Ausnutzung der Schwerkraft und Unterstützung des Stapelns gegen eine einfache sich innerhalb oder außerhalb des Gerätes befindliche Ausrichtungsoberfläche, und deshalb ist diese Vorgehensweise im Vergleich kostengünstiger als mehrere komplizierte aktive Stapel-Ausrichtungsvorgänge oder -Ausrichtungssysteme, wie diese beispielsweise Systeme mit Klappen, Flossen, Mischern, Anlageabschnitten etc. erfordern.
Ein „Bergauf"-Stapeln beruht in wünschenswerter Weise auf einer Stapelausrichtung auf einer auf der Innenseite befindlichen Seite der Ausgabeablage, das heißt auf der Seite angrenzend an das Kopiergerät. Dieser Vorgang verlangsamt automatisch die ausgeworfenen Blätter aufgrund ihrer anfänglichen „bergauf"-Bewegung. Die Blätter kehren dann ihre Bewegung um, um gegen eine aufrechte Wand oder einen Rand angrenzend an, aber unterhalb der Ausgabeöffnung zurückzurutschen. Einlaufende Blätter werden so nicht von dem Rand des Stapels in der Ablage gefangen, solange die nachfolgenden Blätter oder Sätze oberhalb des oberen Endes des Stapels einlaufen, der natürlich in seiner Länge/Höhe anwächst, wenn der Kopiervorgang weiter fortschreitet.
Der Stand der Technik hält keine einzelne Ausgabeablage von hoher Kapazität bereit, die rasch und in einfacher Weise konfiguriert werden kann, um für einen Bergauf-, Horizontal- oder Bergab-Ausgabestapelvorgang zu sorgen, ohne dass eine Vertikalverstellvorrichtung für die Ablage oder eine vertikal neu positionierbare Blattausgabeöffnung verwendet wird.
C. Ausrichtung des Stapelrands
Aus dem Stand der Technik ist bekannt, ein Stapelsystem mit einer Höhenverstellvorrichtung für die Ausgabeablage bereit zu stellen. Das obere Ende eines Stapels in der Ausgabeablage wird für einen solchen Stapelvorgang auf einer geeigneten Höhe gehalten, die Ausgabeablage und ihr gesamter Inhalt wird jedoch nach unten bewegt, wenn der Stapel anwächst, so dass das obere Ende des Stapels auf der selben allgemeinen Relativstellung unterhalb der Kopiergerät-Ausgabeöffnung verbleibt.
Im Stand der Technik ist die Stapel-Ausrichtungsoberfläche normalerweise eine ortsfeste vertikale Oberfläche, die sich nicht relativ zu dem Kopiergerät und dessen Ausgabeöffnung bewegt, und nicht eine einstückig ausgebildete aufrechte Seite der Ablage selbst, beispielsweise in einem Sortierfach oder einer anderen herkömmlichen Stapelablage. Das heißt, dass die Ausrichtungsoberfläche, gegen welche die ausgeworfenen Blätter oder Stapel ausgerichtet werden, typischer Weise die vertikale Oberfläche der Seite des Gerätes oder der Höhenverstellvorrichtung selbst ist, gegen die die Blätter oder Sätze sich beim Stapeln ausrichten können.
Teilweise widmet sich eine solche ortsfeste Ausrichtungsoberfläche dem Problem, dass dann, wenn anstelle einer herkömmlichen Ausrichtungsseitenwand, die einstückig ausgebildet ist mit (und im Wesentlichen senkrecht zu) der Stapelablage (die sich mit dieser bewegt), diese Ausrichtungswand es erfordert, dass die Höhe im gesamten Bewegungsbereich der Höhenverstellvorrichtung der Ausgabeablage entspricht. Ansonsten würden Blätter oder Sätze von Blättern, die höher abgelegt wurden als die Ausrichtungswand, von dem Stapel abgleiten. In der leeren, vollständig angehobenen Stellung einer solchen Ausgabeablage würde sich eine solche Ausrichtungsseitenwand mit fester Höhe in nicht akzeptabler Weise über die Oberseite des Geräts hinaus erstrecken und/oder den Blatteinlauf in die Ablage versperren, falls diese sich auf der Seite des Ablage zum „Bergauf"-Stapeln befindet.
Auch bei einer solchen Ausgabeablage, die für ein Stapeln von hoher Kapazität ausgelegt ist, müssen die zuerst einlaufenden Blätter eine erhebliche Strecke herabfallen, bevor diese auf der Oberseite des Stapels oder der Ablage zur Ruhe kommen. Diese große Fallstrecke neigt dazu, die Anzahl der vorstehend erörterten Stapelungsprobleme zu erhöhen, beispielsweise dass Blätter oder Sätze in einer anderen als flachen Orientierung gegen das obere Ende des Stapels zur Ruhe kommen und/oder dass eine erhebliche Streuung innerhalb des Stapels auftritt.
Die vorstehenden Systeme mit ortsfesten Ausrichtungsoberflächen leiden jedoch an zahlreichen Nachteilen. Weil die Seitenränder der Blätter sich in dem Stapel relativ zu der Ausrichtungsoberfläche bewegen, hebt eine Reibung der Blattränder gegen die Ausrichtungsfläche die Blattränder relativ zu der abwärts gerichteten Bewegung der Ausgabeablage an, was die Blattränder verschleißt und den Stapel stört, so dass dieser weniger eben, schön und quadratisch ist. Dieser Effekt ist im Stand der Technik als „Kletterpflanzeneffekt" (creep) bekannt. Mit der längeren Nutzungsdauer von Kopiergeräten mit hohem Durchsatz führt die Reibung über die Zeit auch zu einem Abrieb auf der Ausrichtungsoberfläche, so dass diese weniger glatt wird, was die Probleme des Anhebens und Schlingerns noch verstärkt. Ortsfeste Ausrichtungsoberflächen müssen auch vergleichsweise lang sein, um für eine hohe Kapazität zu sorgen, und deshalb sind diese vergleichsweise voluminös.
Ein vorheriger Lösungsansatz, um dem Problem von ortsfesten Ausrichtungsoberflächen zu begegnen, kann man in dem US-Patent Nr. 5,346,203 sehen, in welchem ein Stapelausrichtungs- und Kantenausrichtungssystem mit variabler Höhe mit Hilfe von zahlreichen kleinen bandähnlichen flexiblen Blättern bereitgestellt wird, die sich aufwärts in Entsprechung zu einer aufwärts gerichteten Bewegung einer vertikal neupositionierbaren Blattausgabeöffnung entrollen. Wie auch bei den zuvor erörterten Ablage-Höhenverstellsystemen hat dieses System jedoch die Nachteile einer Komplexität, der Kosten und der begrenzten Interkonnektivität; insbesondere betrifft dies Systeme mit mehreren Ausgabeablagen und/oder Briefkästen (Mailbox-Systeme).
Es ist deshalb gewünscht, ein einfaches, vergleichsweise sanftes Stapelausrichtungs- und Kantenausrichtungssystem mit variabler Länge bereit zu stellen, das der Ausgabeablagehöhe unmittelbar und automatisch entspricht und keine externe Energiequelle oder kein externes Steuersystem erfordert.
McKenzie beschreibt in dem US-Patent Nr. 3,907,281 eine Papier-Fangvorrichtung (A) mit einem Stapelrahmen mit zueinander beabstandeten Seitenwänden (12, 14) und einer Rückwand (16), die sich zwischen den Seitenwänden (12, 14) erstreckt, um einen länglichen Papieraufnahmebereich festzulegen, der zumindest ein oberes Ende (20) und ein unteres Ende (22) aufweist. Innerhalb des Papieraufnahmebereichs ist eine Papiertrageplatte (50) angeordnet, die selektiv zwischen einer ersten Position, die an das obere Ende (20) angrenzt und einer zweiten Position bewegt werden kann, die zum unteren Ende (22) hin vorgesehen ist. Ein Rückstellmittel (70) drückt die Platte (50) in Richtung der ersten Position und ist so ausgelegt, dass das Gewicht der auf der Platte (50) aufgenommenen Blätter P die von dem Rückstellmittel ausgeübte Kraft überwindet, um die Platte (50) aus der ersten Position zu der zweiten Position zu bewegen.
Hirakawa et al. beschreibt in dem US-Patent Nr. 4,667,953 eine Stapelvorrichtung (8) zum Stapeln von gewellten Kartonageblättern (3). Die Stapelvorrichtung (8) umfasst eine vordere Platte (10) zum Stoppen der weiteren Bewegung der Blätter (3) und einen vertikal beweglichen Tisch (9) zum gestapelten Ablegen von Blättern darauf. Ein Hydraulikzylinder (23) weist eine Stange auf, deren distales Ende mit Hilfe einer Kette (24), die über ein Kettenrad (25) gewickelt ist, mit einem Tisch (9) verbunden ist. Zwischen den Kettenrädern (25) und (27) erstreckt sich eine Kette (26). Noch eine weitere Kette (28) ist an einer Zwischenposition an dem Tisch (9) befestigt und erstreckt sich zwischen den Kettenrädern (27) und (29). Somit wird der Tisch (9) mit Hilfe eines Magnetventils (33) angehoben oder abgesenkt.
Mazzarelli et al. beschreibt in IBM Techn. Discl. Bulletin No. XP-002066918 eine Papierstapelvorrichtung mit einem Papierbehälter (10), der in einem von Federn (14) und (16) gehaltenen Wagen (12) beweglich gelagert ist. Die Höhe des Papiers in dem Kasten ändert sich mit dem Gewicht des Papiers, um eine konstante Fallhöhe für das von einer Führung (18) in den Kasten einlaufende Papier aufrecht zu erhalten.
Kooiman beschreibt in dem US-Patent Nr. 4,357,127 eine Vorrichtung, die eine äußere Mantelfläche umfasst, die zwei seitliche Elemente (1, 2) und ein vorderes und ein hinteres Element (3, 4) aufweist. Die seitlichen Elemente (1, 2) sind jeweils entlang der vertikalen äußeren Wänden gekrümmt, um zwei vertikale Pfosten (5) auszubilden, die über horizontal angeordnete Querträger (6) miteinander verbunden sind. Eine Anzahl von Federn (13) sind auf dem vertikalen Flansch des Querträgers (6) eingehängt, und zwar durch deren Eingriff in entsprechende Löcher (16) in letzterem. Die unteren Enden der Federn (13) sind in eine Querstrebe (15) eingehängt, die äußere Schenkel aufweist, die an dem Träger (16) befestigt sind, die Form eines Parellelepipeds haben und an einem oberen Ende und einem unteren Ende (17) vorgesehen sind, das die Stapeltragefläche des Trägers (16) ausbildet.
Greive et al. beschreibt in der deutschen Patentanmeldung Nr. DE 199 07 444 eine Zuführvorrichtung (1) einer Vorrichtung zur Verarbeitung von Blättern (beispielsweise einer Druckmaschine), die Seitenrahmen (2, 3), eine Ablageplatte (4) zwischen den Rahmen (2, 3) zum Aufnehmen eines Stapels (6) von Blättern umfasst. Eine Einrichtung zum Anheben und Absenken des Stapels (6) von Blättern ist auf dem seitlichen Rahmen (2, 3) angeordnet. Die Einrichtung besteht aus vier Zugmitteln (11–14), bei denen es sich um flexible Stahlbänder handelt, sowie aus Wenderollen (16–19).
Um dies zu rekapitulieren, die Beschränkungen des Standes der Technik zu Auffangbehältern mit hoher Kapazität sind erheblich. Ein einfacher ortsfester Auffangbehälter mit hoher Kapazität ohne eine vertikal repositionierbare Blattausgabeöffnung ist nicht praktikabel, weil dies entweder eine hohe ortsfeste Seitenwand erfordert oder der Auffangbehälter sehr tief liegt, so dass ausgeworfene Blätter oder Sätze zu weit herabfallen müssten und die vorgenannten Probleme bezüglich Verstreuen, Fehlorientierung, Verweilen, Falten etc. vorliegen würden. Vertikal neu positionierbare Kopiergerät-Ausgabeöffnungen, Auffangbehälter-Hebevorrichtungen, mehrfache Ablagen/Fächer/Briefkästen sind sämtliche vergleichsweise komplex und erfordern einen hohen Wartungsaufwand, erfordern externe Stromversorgungen und Steuerungen und sind entsprechend kostspielig, sowohl am Anfang als auch über die Zeit.
Die Erfindung ist durch die Merkmale von Patentanspruch 1 definiert. Bevorzugte Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung werden in den abhängigen Patentansprüchen beansprucht.
Die vorliegende Erfindung stellt einen einfachen, eine hohe Kapazität aufweisenden, einstellbaren Blattstapel-Auffangbehälter bereit, der zur Verbindung sowohl mit großen Kopiergeräten mit hohem Durchsatz als auch mit kleinen, weniger kostspieligen Geräten geeignet ist, welcher das obere Ende einer Stapelhöhe innerhalb eines akzeptablen Bereichs relativ zu der Blattausgabeöffnung halten kann, und zwar ohne eine externe Stromversorgung oder Steuerung, wobei eine präzise Stapelhöhen-Steuerung nicht erforderlich ist. Die verschiedenen Einstellungen hinsichtlich des Auffangbehälterwinkels, des Stapelwinkels, der tatsächlichen Federkraft, der Gesamtgewicht-Kapazität und der gesamten Stapelhöhe, die von der Erfindung zugelassen werden, ermöglichen, dass ein Nutzer die Erfindung für zahlreiche Anwendungen anpassen und optimieren kann. Die Erfindung sorgt somit in einzigartiger Weise für die Möglichkeit einer Erweiterung, einer Verkleinerung und für eine Kompatibilität zwischen Dokumentproduktionsgeräten von unterschiedlichen Größen, Typen und Marken.
In Kürze betrifft die vorliegende Erfindung einen einfachen, preiswerten Auffangbehälter mit hoher Kapazität. Der offenbarte Auffangbehälter erhöht automatisch die Kapazität, weil sich der Stapel von Kopien darin ansammelt, und zwar ohne externe Stromversorgung oder Steuerung, während gleichzeitig eine vergleichsweise konstante Höhe relativ zu der Kopiergerät-Ausgabeöffnung beibehalten wird, und kehrt automatisch in seine ursprüngliche Stellung zurück, wenn dieser teilweise oder vollständig entladen wird.
Die Erfindung erzielt diese Vorteile durch die Verwendung einer trampolin-artigen Anordnung, die eine Stapelauflagebühne mit Hilfe von Federn hängend lagert, und zwar um ihren Umfang herum von einem Rahmen, der abnehmbar an dem Kopiergerät angebracht ist. Wenn sich die Kopien auf der Bühne anreichern, bewirkt das Gewicht der Kopien eine Dehnung der Federn und eine Vergrößerung der Kapazität des Auffangbehälters. Die Federn wirken als energiespeichernde Rückstellelemente, welche die Bühne in ihre unbeladene Stellung zurückkehren lassen, wenn der Stapel von Kopien aus dem Behälter entnommen wird, und diese dienen auch als Ausrichtungsflächen mit variabler Länge, um den angesammelten Stapel schön und quadratisch zu halten. Vorzugsweise weisen die Federn eine vergleichsweise glatte Außenfläche auf, was beispielsweise bei Teleskop-Zylinderhülsen um Metall-Spiralfedern, elastischen Seilen oder Bändern oder Bungee-Seilen der Fall ist, um die Seiten des Stapels gerade zu halten und zu verhindern, dass die Blätter sich behindern oder aneinander reiben, wenn die Länge des Stapels zunimmt, um so ein Abheben oder ein Verkräuseln der Blätter relativ zu der Bühne und der Ausrichtungsfläche zu minimieren, andere bekannte Rückstelleinrichtungen, beispielsweise Gewichte und Seilumhängrollen, könnten jedoch alleine oder in Kombination mit Federn verwendet werden.
Die Erfindung stellt einen verbesserten Ausgabe-Stapelvorgang von mehreren bedruckten Blättern bereit, beispielsweise von mehreren Sätzen oder Aufträgen von dünnen Kopierblättern, die sequenziell von einem Kopiergerät ausgegeben werden, mit einer insgesamt gestapelten Ausrichtung für eine nachfolgende Handhabung bzw. Weiterbearbeitung, insbesondere für große Stapel, und zwar zu vergleichsweise niedrigen Kosten und ohne den Nachteil, dass ein Stapelvorgang und eine Ausrichtung der Orientierungen erforderlich wäre. Außerdem wird ein Stapelsystem mit einer Ausrichtungsfläche mit variabler Länge offenbart, die mit einer vertikal bewegbaren Stapelauflagebühne gekoppelt ist.
Die Erfindung ist besonders geeignet zur Anwendung bei einem Stapeln von zuvor gemischten Kopieausgabe-Blattsätzen aus einem Kopiergerät mit hoher Kapazität, das eine Sammelvorrichtung und eine Nachbearbeitungsstation umfassen kann, wobei eine solche Ausgabe ein Stapeln einer vergleichsweise großen Anzahl von fertigen Kopien in einem vergleichsweise hohen Stapel erfordern kann. Solchermaßen gestapelt abgelegte Kopien können individuelle Blätter oder Sätze sein, die auch unbearbeitet sein können oder die geheftet, geklebt, gebunden oder in anderer Weise nachbearbeitet und/oder versetzt sein können.
Die Erfindung stellt außerdem einen Auffangbehälter mit hoher Kapazität zum Stapeln von beträchtlichen Mengen der Ausgabe aus einem Kopiegerät auf einer Stapelauflagebühne bereit, womit optional eine unter einem beträchtlichen Winkel relativ zu der Horizontalen geneigte Stapelfläche zum Aufnehmen und zum Ausrichten von Blättern gegen eine aufrechte Stapelrand-Ausrichtfläche bereitgestellt wird. Hierbei wird mit einer geringen oder überhaupt keiner relativen Bewegung zwischen der Ausrichtfläche und dem Stapelrand diese Stapelrand-Ausrichtfläche automatisch hinsichtlich ihrer Länge variiert, und zwar unterhalb der Kopiergerät-Ausgabeöffnung und oberhalb der Stapelauflagebühne, und zwar im Zusammenwirken mit der Änderung der Stapellänge/-höhe, die von der Bühne gehalten wird.
Die Erfindung überwindet die vorgenannten sowie andere Probleme und Beschränkungen des Standes der Technik, ohne dass eine extern mit Strom versorgte Ablage-Hebevorrichtung oder eine Ausgabeöffnung mit variabler Höhe erforderlich wäre, wobei dennoch die gewünschte Ausgabe und die Stapelpositionen für die ausgeworfenen Blätter oder Sätze keinen Beschränkungen unterliegen.
Das Kopiergerät kann in einem Einzelmodus, der einfache Stapel erzeugt, oder in Mehrfach-Betriebsarten betrieben werden, mit Heften, ungehefteten Sätzen und/oder gehefteten Sätzen, wobei die Sätze und Stapel in dem Auffangbehälter zueinander versetzt sind. Durch das Hinzufügen eines einfachen Detektors kann das Kopiergerät vorübergehend zum Stillstand gebracht werden, wenn das obere Ende des Stapels relativ zu der Blatt-Ausgabeöffnung eine bestimmte Höhe erreicht, um ein Überlaufen oder einen Stau zu verhindern, wobei dann der Betrieb erneut aufgenommen und dieser fortgesetzt wird, solange bis der Auffangbehälter geleert ist und der gerade verarbeitete Auftrag entweder beendet oder abgebrochen ist.
Was die speziellen Hardwarekomponenten anbelangt, die mit der beanspruchten Vorrichtung oder mit Alternativen verwendet werden können, so wird man es zu schätzen wissen, dass, wie dies normalerweise der Fall, zahlreiche geeignete solchermaßen bestimmte Hardwarekomponenten an sich in anderen Vorrichtungen oder Anwendungen bekannt sind, einschließlich der genannten Bezugsdokumente und deren gewerbliche Anwendungen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1A ist eine isometrische Ansicht eines einfachen Auffangbehälters mit hoher Kapazität vom „Trampolin-Stil", mit Federn, die ausgelegt sind, um die Blätter vertikal zu stapeln.
1B ist eine Teil-Seitenansicht desselben einfach aufgebauten Auffangbehälters von hoher Kapazität vom „Trampolin-Stil", die einen vergleichsweise kleinen Stapel von ausgegebenen Blättern zeigt, die vertikal gestapelt sind.
1C ist eine Teil-Seitenansicht desselben Auffangbehälters mit hoher Kapazität vom „Trampolin-Stil", die einen vergleichsweise großen Stapel von ausgegebenen Blättern zeigt, der auf der Stapelauflagebühne vertikal nach unten verstellt wurde, wobei gleichzeitig die Höhe des oberen Endes des Stapels innerhalb eines akzeptablen Bereichs relativ zu der Ausgabeöffnung des Kopiergerätes gehalten wird.
1D ist eine Seitenansicht desselben Auffangbehälters mit hoher Kapazität vom „Trampolin-Stil", die eine zu der Seite des Dokumentenproduktionsgeräts abgewinkelte Klammer des Rahmens zeigt, um das Gewicht von großen Stapeln von ausgegebenen Blättern zu tragen.
1E ist eine Seitenansicht desselben einfachen Auffangbehälters mit hoher Kapazität vom „Trampolin-Stil", die eine Schenkelklammer von dem Rahmen zu dem Boden nahe der Seite des Dokumentenpoduktionsgeräts zeigt, um das Gewicht von vergleichsweise größeren Stapeln von ausgegebenen Blättern zu tragen, und die auch eine Bewegungsbegrenzungseinrichtung zeigt, um zu verhindern, dass die Stapelauflagebühne sich zu weit nach unten bewegt und die Federn überdehnt.
1F ist eine Seitenansicht eines einfachen Auffangbehälters mit hoher Kapazität vom „Trampolin-Stil" mit einem großen Rahmen, der sich nach unten bis zu dem Rahmen auf sämtlichen Seiten des Stapels erstreckt, wobei ein Teil des Rahmens angrenzend an die Dokumentenproduktionsvorrichtung ebenfalls als Führungsstrecke dient, um die Stapelauflagebühne zu führen und zu stabilisieren, wenn diese sich abwärts bewegt, um das Gewicht von extrem großen Stapeln von ausgegebenen Blättern zu tragen.
2 ist eine isometrische Ansicht eines alternativen einfachen Auffangbehälters mit hoher Kapazität vom „Trampolin-Stil", mit Federn, die ausgelegt sind, um Blätter vertikal zu stapeln und um einen Zugriff einer Bedienperson zum Herausnehmen von Blättern zu erleichtern.
3A zeigt eine isometrische Ansicht eines keilförmigen Klotzes, der auf der Ausgabeauflage positioniert werden kann, um entweder ein „Aufwärts"- oder „Abwärts"-Stapeln zu erzielen, was von dessen Orientierung abhängt, oder der insgesamt entfernt werden kann, um ein flaches gestapeltes Ablegen zu erzielen.
3B zeigt ein Aufwärts-Stapeln, das dadurch erreicht wird, dass die untere Seite des Keils zu der Seite des Auffangbehälters angrenzend zu dem Kopiergerät und unterhalb der Ausgabeöffnung des Kopiergeräts plaziert wird.
3C zeigt ein Bergab-Stapeln, das dadurch erzielt wird, dass die hohe Seite des Keils zu der Seite der Ausgabeablage abgewandt von dem Kopiergerät und gegenüberliegend der Ausgabeöffnung des Kopiergeräts platziert wird.
4 zeigt eine Stapelrandausrichtfläche von variabler Länge, die ein breites Band umfasst, das vom oberen Ende des Ausgabeablage-Halterahmens in der Art einer „Fensterjalousie" abgerollt wird, um für eine glatte Ausrichtfläche zu sorgen, die sich nicht relativ zu dem Stapel bewegt.
5 zeigt eine alternative Stapelrand-Ausrichtfläche mit variabler Länge, die aus einem breiten Band besteht, das sich über eine Rolle am oberen Ende des Ausgabeablage-Halterahmens bewegt, wobei ein Ende des Bands an der Stapelauflagebühne angebracht ist und das andere Ende des Bands an einer Feder angebracht ist, die mit dem Rahmen verbunden ist.
6 zeigt einen alternativen einfachen Auffangbehälter mit hoher Kapazität, bei dem das Rückstellelement ein Teleskop-Zylinder ist, der komprimiert wird, wenn die Blätter auf der Stapelauflagebühne gestapelt abgelegt werden.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die speziell hier dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Die speziellen Ausführungsbeispiele, die offenbart werden, zeigen einen Auffangbehälter von hoher Kapazität, der sich vertikal abwärts bewegt, entweder mit einer ebenen oder mit einer geneigten Stapelfläche, unter einem ausgewählten Stapelwinkel relativ zu der horizontalen Richtung. Durch das Hinzufügen von vergleichsweise einfachen Winkeleinstelleinrichtungen, wie beispielsweise Klammern von variabler Länge oder Keilen, die an dem Rahmen angebracht werden, kann eine im Wesentlichen nicht-vertikal abwärts gerichtete Bewegung des Auffangbehälters erreicht werden und gleichzeitig die Oberfläche der Ausgabeauflage im Wesentlichen unter einem rechten Winkel zu der Richtung der Bewegung gehalten werden, wodurch die Ausrichtung und die Fähigkeit des Systems zum gestapelten Ablegen in quadratischer Form optimiert wird.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Stapelnder Ausgabe-Auffangbehälter von hoher Kapazität
Die 1 zeigt einen einfachen Stapel-Auffangbehälter 100 von hoher Kapazität vom „Trampolin-Stil", mit Federn als Rückstellelementen 120, die einen Rahmen 110 mit einer Stapelauflagebühne 130 verbinden, wobei die Federn 120 ausgelegt sind, um einen vertikalen Stapel von Blättern oder Sätzen, die von einem Dokumentenproduktionsgerät, wie beispielsweise einem Kopiergerät, einem Drucker oder einem Faxgerät, ausgegeben werden, einzufangen und sich ansammeln zu lassen. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel legt der Rahmen 110 eine rechteckförmige Öffnung fest, die etwas größer ist als die ungefähre Größe der einzufangenden und zu stapelnden Blätter. Mit dem Rahmen 110 verbunden oder als Teil von diesem ausgebildet sind Kopplungs- bzw. Verbindungsmittel vorgesehen, die aus dem Stand der Technik bekannt sind, wie beispielsweise Haken 115, die zur Verbindung bzw. Kopplung des Rahmens 110 mit dem Kopiergerät verwendet werden. Die Federn 120 verbinden den Rahmen 110 mit der Stapelauflagebühne 130, wobei die proximalen Enden 121 der Federn 120 mit dem Rahmen 110 verbunden sind und die distalen Enden 122 der Federn mit dem Umfang einer rechteckförmigen Stapelauflagebühne 130 verbunden und um diese herum angeordnet sind, wobei diese in etwa die Größe der gestapelt abzulegenden Blätter aufweist. Die Stapelauflagebühne 130 wird auf diese Weise mit Hilfe der Federn 120 von dem Rahmen 110 hängend gelagert und kann sich frei nach unten in einer in etwa vertikalen Richtung in Reaktion auf das Gewicht eines sich ansammelnden Stapels von Blättern oder Sätzen bewegen, die von dem Kopiergerät ausgegeben werden.
Die Rechteck-Abmessungen des Rahmens 110 und der Stapelauflagebühne 130 können variiert werden, in Entsprechung zu den Abmessungen der gestapelt abzulegenden Blätter, wobei eine vergleichsweise präzise Ausrichtung der Blattränder erwünscht ist. Alternativ kann, wenn eine weniger präzise Ausrichtung gefordert ist, ein einziger großer Behälter für sämtliche Papier- oder Dokumentgrößen ausreichen, die ein bestimmtes Kopiergerät verarbeiten kann. Als weitere Alternative kann ein Behälter so dimensioniert sein, dass der Stapel in einer Richtung gerade in diesen hinein passt, jedoch in einer anderen Richtung mit vergleichsweise großem Spiel hinein passt, was beispielsweise einen seitlichen Versatz von Sätzen oder Aufträgen zulässt. Als zusätzliche weitere Alternative kann der Rahmen 110 in einer solchen Weise aufgebaut sein, dass die Längen seiner Seiten im Einsatz von einer Bedienperson angepasst werden können, so dass ein einzelner Auffangbehälter 100 ausgelegt sein kann, um eine Mehrzahl von unterschiedlich dimensionierten Rechtecken zu definieren, in Entsprechung zu den genauen Abmessungen der gestapelt abzulegenden Blätter und anderen Faktoren, wie beispielsweise einem Versatz. Die selben Maßnahmen können in Bezug zu der Stapelauflagebühne 130 vorgesehen werden.
Bei den gezeigten bevorzugten Ausführungsbeispielen sind die Federn 120 ausgelegt, um für eine Dreieckaufhängung und eine seitliche Stabilität der Stapelauflagebühne 130 zu sorgen, wenngleich die Federn 120 ausgelegt sein könnten, um gerade herab zu hängen oder in irgendeiner anderen Anordnung vorzuliegen. Außerdem kann ein Dämpfungsmittel oder können mehrere Dämpfungsmittel in der Art von Stoßdämpfern vorgesehen sein, um ein Hin- und Herwackeln und eine Resonanzbewegung des Stapels in Reaktion auf zyklische rhythmische Bewegungen oder Bewegungen, die durch den Betrieb des Kopiergerätes verursacht werden, weiter zu reduzieren.
Während die Blätter oder Sätze aus der Ausgabeöffnung des Kopiergerätes ausgeworfen werden, bewegen sich diese über das obere Ende des Rahmens 110, bis diese auf der entgegen gesetzten Seite des Rahmens 110 auftreffen, wobei dann die seitwärts gerichtete Bewegung des ausgeworfenen Blatts oberhalb der durch den Rahmen 110 festgelegten rechteckförmigen Öffnung gestoppt wird. Das Blatt oder der Satz fällt dann durch die rechteckförmige Öffnung des Rahmens 110 herab, und zwar anfänglich auf das obere Ende der Stapelauflagebühne 130 und anschließend auf das obere Ende der Stapels, der sich in dem Auffangbehälter 100 ansammelt. Wenn oder bevor der Auffangbehälter 100 seine maximale Kapazität erreicht, wird dieser teilweise oder vollständig von einer Bedienperson geleert, wodurch das Gewicht des Stapels verringert oder eliminiert wird und die Federn 120 eine erneute Positionierung der Stapelauflagebühne 130 nach oben ermöglichen, so dass entweder die unbelastete Stapelauflagebühne 130 oder das obere Ende des Stapels relativ zu der Höhe der Ausgabeöffnung des Kopiergerätes auf einer Höhe innerhalb eines akzeptablen Bereichs 170 gehalten werden kann.
Vorzugsweise ist ein Abschnitt oder sind mehrere Abschnitte des Rahmens 110 auf der Seite gegenüber liegend der Ausgabeöffnung des Kopiergerätes höher angeordnet als die Ausgabeöffnung, um für einen Anschlag 111 zu sorgen, so dass Blätter, die unter einem Winkel, der im Wesentlichen aufwärts oder horizontal gerichtet ist, ausgeworfen werden, nicht über den Rahmen 110 hinaus fliegen werden, sondern statt dessen an dem Anschlag 111 anstoßen und von diesem eingefangen werden.
Wenngleich das in den Figuren dargestellte bevorzugte Ausführungsbeispiel Metall-Sprungfedern 120 verwendet, können zahlreiche alternative energiespeichernde Rückstellmittel vorgesehen sein, beispielsweise Federn mit verschiedenen Auslegungen (aufgewickelt, Blattfeder, Torsionsbalken), elastische Seile oder Bänder, die aus einem Gummi oder Elastomermaterial bestehen, Bungee-Seile, druckbeaufschlagte Kolben-Zylinder-Einrichtungen, Gewichte und/oder Seillenkrollen, und zwar alleine oder in Kombination miteinander.
Die Federn 120 dehnen sich in Reaktion auf das Gewicht des Stapels, der sich auf dem oberen Ende der Stapelauflagebühne 130 ansammelt, so dass die Stapelauflagebühne 130 sich abwärts bewegen kann und einen Stapel mit zunehmender Länge aufnehmen kann, wobei gleichzeitig die Höhe des oberen Endes des sich ansammelnden Stapels relativ zu der Ausgabeöffnung des Kopiergerätes innerhalb eines gewünschten Bereichs 170 gehalten wird. Weil das Gewicht des Stapels linear mit der Länge des Stapels zunimmt, sind Federn zur Verwendung als Rückstellelemente besonders geeignet, weil diese einfach ausgelegt werden können, so dass diese inhärent eine linear ansteigende Federkonstante aufweisen können, die direkt proportional zu der vertikalen Linearbewegung der Stapelauflagebühne 130 ist. Elastische Seile oder Bänder werden besonders zur Verwendung als Federn 120 bevorzugt, weil diese in einfacher Weise mit einer vergleichsweise glatten Außenfläche ausgelegt werden können, die weniger häufig als andere Arten von Federn die Ränder von Blättern oder Stapeln in dem Auffangbehälter 100 einfangen oder einklemmen wird.
Außerdem unterstützt die Energiespeicherkapazität der Federn 120 eine Bedienperson beim Anheben von Blätter und/oder Stapeln, um diese aus dem Auffangbehälter 100 herauszunehmen.
Wenn sich die Federn 120 unter dem Gewicht des Stapels, der sich auf der Oberseite der Stapelauflagebühne 130 angesammelt hat, dehnen, wirken die Federn 120 außerdem zugleich als Ausrichtungsflächen 140 mit variabler Länge, um einen im Wesentlichen ausgerichteten, geraden Stapel zu bewirken, ohne die Notwendigkeit eines zusätzlichen Elements, um für eine Ausrichtungsfläche zu sorgen. Wenngleich bei dieser Ausführungsform eine gewisse Bewegung zwischen der Oberfläche der Federn 120, wenn diese sich dehnen, und den Rändern der Blätter oder Sätze, die sich auf dem Stapel ansammeln, vorliegt, ist eine solche Relativbewegung deutlich geringer als diejenige, die dann auftreten würde, wenn eine Ausrichtungsfläche vorliegen würde, die in Relation zu der Bewegung der Stapelauflagebühne 130 ortsfest ist, wie dies im Stand der Technik der Fall ist. Indem auf diese Weise die Relativbewegung zwischen der Ausrichtfläche und den Rändern der Blätter oder Sätze, die sich in dem Auffangbehälter 100 ansammeln, verringert wird, wird die Reibung und ein daraus resultierendes Verbiegen, Anheben und Verweilen der Ränder des Stapels entsprechend reduziert. Die vergleichsweise glatte Außenoberfläche der bevorzugten elastischen Seile oder Bänder, die als Federn 120 wirken, verringert weiter die Reibung, ein Verbiegen, Anheben oder Verwellen, und erleichtert auf diese Weise zusätzlich die Ausrichtung und die Begradigungswirkung der Federn 120.
Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel sorgt der Auffangbehälter 120 für eine ausreichende Kapazität, so dass eine ständige Überwachung und Aufmerksamkeit einer Bedienperson nicht erforderlich sein wird, und ein Zeitraum von mindestens einigen Minuten wird zwischen Ereignissen verstreichen, wenn eine Bedienperson den Stapel von Blättern und/oder Sätzen, die sich in dem Auffangbehälter 100 angesammelt haben, verkleinern oder herausnehmen muss. Falls dies jedoch gewünscht ist, kann bzw. können einer oder mehrere einfache Detektoren und/oder Wechselvorrichtungen von der Art, wie diese aus dem Stand der Technik gut bekannt sind, hinzugefügt werden, um Signale für das Kopiergerät oder eine Bedienperson bereitzustellen, um diese zu warnen, wenn sich der Vorgang einer maximalen Kapazität des Auffangbehälters 100 gerade annähert oder diese erreicht ist, und falls dies außerdem gewünscht ist, um zu bewirken, dass das Kopiergerät die Ausgabe so lange unterbricht, bis der Stapel in dem Auffangbehälter 100 herausgenommen oder zumindest verkleinert wurde.
Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel werden eine Änderung in der Kapazität der Stapelhöhe, der Gewichtskapazität und in dem Bereich der akzeptablen Stapelhöhe relativ zu der Ausgabeöffnung des Kopiergerätes mittels verschiedener Kombinationen von Federn 120 mit unterschiedlichen Längen und effektiven Federkonstanten ausgelegt und/oder durch zusätzliche Befestigungsstellen an dem Rahmen 110 und der Stapelauflagebühne 130, um für eine Anpassung an unterschiedliche Anzahlen, Größen und Anordnungen von Federn 120 zu sorgen. Falls dies gewünscht ist, kann außerdem das Merkmal einer Einstellbarkeit mit Hilfe von verschiedenen Einrichtungen, die aus dem Stand der Technik bekannt sind, hinzugefügt werden, beispielsweise Schrauben, Einstelleinrichtungen, welche die Befestigungsstellen der Federn 120 bewegen bzw. verstellen, um deren Spannung oder Vorspannung zu verändern.
Je nach der gewünschten Höhe und Kapazität des Auffangbehälters 100 kann der Rahmen 110 vollständig von den Haken 115 gehalten und an diesen abgehängt sein, die mit dem Kopiegerät verbunden sind, in Kombination mit ausladenden Kräften gegen die Seitenfläche des Kopiergerätes, einer Reibung und dem Trägheitsmoment, das durch das Gewicht des Auffangbehälters 100 und dem darin aufgenommenen Stapel erzeugt wird, wie in den meisten der Figuren dargestellt. Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel, das in der 1D dargestellt ist, wird für eine zusätzliche Gewichts-Abstützfähigkeit für große Stapel durch zumindest eine abgewinkelte Klammer 112 in Gestalt eines Haltewinkels gesorgt, dessen oberes Ende an dem Rahmen 110 befestigt ist und dessen unteres Ende an der Seitenfläche des Kopiergerätes abgestützt ist. Bei einem weiteren alternativen Ausführungsbeispiel, das in der 1E gezeigt ist, wird für eine zusätzliche Gewichts-Abstützfähigkeit durch einen Schenkel 113 gesorgt, dessen oberes Ende an dem Rahmen 110 befestigt ist und dessen unteres Ende auf einem Boden oder einer anderen horizontalen Oberfläche benachbart zu dem Kopiergerät ruht. Bei einer weiteren alternativen Ausführungsform, die in der 1F dargestellt ist, wird für eine extreme Gewichts-Abstützfähigkeit durch Vergrößern des Rahmens 110 gesorgt, so dass dessen unterer Abschnitt unmittelbar auf einem Boden oder einer anderen horizontalen Oberfläche, die an das Kopiergerät angrenzt, ruht. Um zu verhindern, dass die Stapelauflagebühne 130 sich weiter abwärts bewegt, als dies gewünscht ist, und um so die Höhe und/oder das Gewicht des Stapels zu begrenzen, kann eine einstellbare Bewegungs-Begrenzungsvorrichtung 114 vorgesehen sein, um die Unterseite der Stapelauflagebühne 130 zu berühren und eine weitere Abwärtsbewegung der Stapelauflagebühne 130 zu verhindern, wie in der 1E und in der 1F dargestellt.
Wie ebenfalls in der 1F dargestellt ist, kann eine Führungsschiene 116 vorgesehen sein, um die Stapelauflagebühne 130 zu führen und zu stabilisieren, wenn diese sich unter dem Gewicht eines extrem großen Stapels weiter nach unten bewegt. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel, das in der 1F gezeigt ist, stellt die Führungsschiene 116 einen integralen Bestandteil eines großen Rahmens 110 dar, um so die Komplexität und Anzahl von Bauteilen zu minimieren. Alternativ kann die Führungsschiene 116 ein abnehmbares Bauelement darstellen, das zur Erweiterung der Rahmen 110 mit unterschiedlichen Größen zur Verfügung steht.
Die Haken 115 können in unterschiedlicher Weise ausgelegt sein, um für eine maximale Kompatibilität mit unterschiedlichen Größen, Typen, Modellen und Marken von Kopiergeräten zu sorgen. Diese Vorgehensweisen umfassen untereinander austauschbare Rahmen mit integralen Haken einer gewünschten Konfiguration oder Rahmen mit abnehmbaren Haken, die in Entsprechung zu der Konfiguration, die zur Verbindung mit einem bestimmten Kopiergerät erforderlich ist, ausgetauscht werden können.
Gemäß der 2 ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Rahmens 110 und der Federn 120 gezeigt, die eine längsweise Öffnung auf einer Seite des Auffangbehälters 100 festlegen, um einen Zugang der Bedienperson zum Herausnehmen von Blättern und/oder Sätzen aus dem Auffangbehälter 100 zu erleichtern. Die in der 2 gezeigte Zugangsöffnung ist auf der Seite des Rahmens 110 gegenüberliegend der Blatt-Ausgabeöffnung vorgesehen, kann jedoch so ausgelegt sein, dass diese auf irgendeiner der drei Seitenflächen, die nicht an das Kopiergerät angrenzen, vorgesehen sein kann.
Keil zum Einstellen des Winkels der Stapelauflagebühne
Gemäß der 3A ist ein einfacher keilförmiger Keil bzw. Klotz 131 zum Einstellen des Winkels der Stapelauflagebühne gezeigt. Von oben betrachtet ist der Keil 131 rechteckförmig. Der Keil 131 passt durch den Rahmen 110 und ruht auf der Oberseite der Stapelauflagebühne 130 und ist ansonsten so dimensioniert, dass dieser kompatibel zu der Größe der Blätter und/oder Sätze ist, die sich in dem Auffangbehälter 100 ansammeln sollen. Von der Vorderseite aus betrachtet ist eine Seite des Keils 131 deutlich höher als die andere Seite, so dass dann, wenn der Keil 131 auf der Oberseite der Stapelauflagebühne 130 platziert wird, entweder für einen Bergauf-Stapelvorgang oder einen Bergab-Stapelvorgang je nach der Orientierung des Keils 131 gesorgt werden kann. Falls ein horizontaler Stapelvorgang gewünscht ist, wird der Keil 131 nicht verwendet und ruhen die Blätter oder Sätze, die von dem Kopiergerät ausgegeben werden, unmittelbar auf der Oberseite der Stapelauflagebühne 130. Wie in der 3B gezeigt, wird ein Bergauf-Stapeln dadurch erreicht, dass die untere Seite des Keils 131 an der Seitenfläche des Auffangbehälters 100 angrenzend an das Kopiergerät sowie unterhalb der Ausgabeöffnung des Kopiergerätes platziert wird. Ein Bergab-Stapeln wird durch Umkehren der Orientierung des Keils 131 erreicht, so dass die hohe Seite sich unterhalb der Ausgabeöffnung und angrenzend an das Kopiergerät befindet, wie in der 3C gezeigt. Der Keil 131 kann mit Hilfe eines mechanischen Eingriffs in die Federn 120 und deren Befestigungsstellen auf der Stapelauflagebühne 130 in seiner Position gehalten werden, wobei das Gewicht des Stapels auf dem Keil 131 ruht, oder mit Hilfe eines anderen Befestigungsmittels, wie dies im Stand der Technik bekannt ist, beispielsweise mit Hilfe eines Klettverschlusses, eines ein- oder doppelseitigen Klebebandes, Klebstoffs, von Schrauben, Clipsen etc. oder verschiedenen Kombinationen dieser Elemente.
Stapelrand-Ausrichtfläche von variabler Länge
Die 4 zeigt eine Seitenansicht einer Stapelrand-Ausrichtfläche 140 von variabler Länge, die aus einem bandartigen flexiblen Blech oder einer Membran besteht, das bzw. die von dem oberen Ende des Auffangbehälter-Halterahmens 110 in der Art einer „Fensterjalousie" abgerollt ist, um für eine glatte Ausrichtfläche zu sorgen, die sich nicht relativ zu dem Stapel bewegt. Vorzugsweise wird eine einzige Stapelrand-Ausrichtfläche 140 verwendet, die in etwa so breit ist wie die Seite des Rahmens 110, von der diese abgerollt wird, aber bei alternativen Ausführungsbeispielen können zwei oder mehr „Bänder", die schmäler sind, eingesetzt werden. Obwohl das Material der Stapelausrichtfläche 140 mit variabler Länge flexibel genug ist, um abgerollt oder gewölbt zu werden, sorgt die Anzahl und Anordnung der Federn 120 für eine ausreichende seitliche Abstützung und Abstützung in Längsrichtung, so dass das Material nicht über einen Bereich hinaus verformt wird, der für eine gewünschte Stapelrand-Ausrichttoleranz akzeptabel ist.
Wie in der 4 gezeigt, kann für eine Stapelrand-Ausrichtfläche 140 von variabler Länge eine einzige Rolle eines solchen Materials vorgesehen sein, und zwar auf der Seite des Rahmens 110 angrenzend an das Kopiergerät. Die Rolle aus dem flexiblen Material für die Stapelrand-Ausrichtfläche 140 ist unter ausreichendem Abstand unterhalb der Ausgabeöffnung des Kopiergerätes angeordnet, so dass diese nicht die ausgeworfenen Blätter und/oder Sätze stört, sondern es zulässt, dass die Blätter und/oder Sätze auf der Oberseite des Stapels aus dem Auffangbehälter 100 heraus gleiten. Bei alternativen Ausführungsbeispielen kann sich die Rolle auf irgendeiner Seite des Rahmens 110 befinden oder kann eine oder können mehrere zusätzliche Rollen auf beliebigen zwei oder drei oder sämtlichen vier Seiten des Rahmens 110 vorgesehen sein. Die Länge der Stapelrand-Ausrichtfläche 140 wird in Entsprechung zu der maximal gewünschten Stapelhöhe oder Ausgabekapazität des Auffangbehälters 110 festgelegt und wird je nach speziellen Anwendungen variieren.
Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist ein Ende der Stapelrand-Ausrichtfläche 140 von variabler Länge an einer Walze oder Rolle 141 befestigt und um diese gewickelt, die in der Nähe eines oberen Rands des Rahmens 110 angeordnet ist, und ist das andere Ende an der Stapelauflagebühne 130 befestigt. Wie in der 4 gezeigt, wird die Stapelrand-Ausrichtfläche 140 von variabler Länge und von dem „Fensterjalousie"-Typ von der Rolle 141 abgerollt und erneut aufgerollt, und zwar in Entsprechung zu der Aufwärts- und Abwärtsbewegung der Stapelauflagebühne 130 und in Reaktion auf die Höhe und das Gewicht des Stapels in dem Auffangbehälter 100. Wie wiederum in der 4 gezeigt, kann die Feder 120 gesondert zu einer Rollen-Aufwickelfeder 142 angeordnet sein, die vorgesehen ist, um die Stapelrand-Ausrichtfläche 140 von variabler Länge getaucht zu halten und zu veranlassen, dass diese sich erneut zurück auf die Rolle 141 aufwickelt, wenn sich die Stapelauflagebühne 130 nach einem Entladevorgang nach oben bewegt. Alternativ könnte die Funktionalität von gewissen Federn der Federn 120 in einer Rollen-Aufwickelfeder 142 integriert sein und können gewisse Federn der Federn 120 nicht vorhanden sein.
Die 5 zeigt eine alternative Stapelrand-Ausrichtfläche 140 von variabler Länge, die sich über eine Rolle 141 bewegt, die benachbart zu einem oberen Rand der Rahmens 110 angeordnet ist, wobei ein Ende der Stapelrand-Ausrichtfläche 140 von variabler Länge an der Stapelauflagebühne 130 befestigt ist und das andere Ende an einer Feder 120 befestigt ist, die ihrerseits an dem Rahmen 110 befestigt ist.
Die 6 zeigt einen alternativen einfachen Auffangbehälter 100 von hoher Kapazität, bei dem das Rückstellelement ein Teleskopzylinder 124 ist, der sich komprimiert, wenn die Blätter gestapelt auf der Stapelauflagebühne 130 abgelegt werden. Die Spitze des oberen Endes des Zylinders 124 berührt die Unterseite der Stapelauflagebühne 130, während das untere Ende des Zylinders 124 auf dem Boden ruht. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Zylinder 124 abgedichtet und kann dieser entweder in der Art einer abgedichteten „Druckluftfeder" oder hydraulisch unter zusätzlicher Verwendung eines Reservoirs und einer Pumpe mit Druck beaufschlagt werden. Der Zylinder 124 kann im Voraus mit Druck beaufschlagt werden bzw. „vorgespannt" werden, falls dies gewünscht ist, so dass dieser solange nicht mit der Kompression beginnen wird, solange ein gewünschtes minimales Stapelgewicht erreicht ist. Alternativ kann der Zylinder 124 im Wesentlichen mit keinem Druck beaufschlagt werden, solange dieser komprimiert ist, wenn sich die Blätter auf der Stapelauflagebühne 130 ansammeln.
Allgemeinheit der Erfindung
Die Erfindung kann allgemein auf verschiedenen Einsatzgebieten eingesetzt werden, die sich auf Dokumentenproduktionsmaschinen bzw. -geräte beziehen. Außer Kopiergeräten kann die Erfindung auch bei Druckern, egal ob Einzelgeräte oder mit einem Netzwerk verbundene Geräte, Faxgeräten oder einem beliebigen anderen Gerätetyp eingesetzt werden, der Blätter oder Sätze von Blättern aus einem vergleichsweise dünnen, flexiblen Material ausgibt.

Claims

Auffangbehälter (100) von hoher Ausgabekapazität, um eine Mehrzahl von Papierblättern von einer Ausgabeöffnung einer Dokumentproduktionsvorrichtung anzunehmen, welcher Auffangbehälter (100) umfasst: einen Rahmen (110), der mit der Dokumenterzeugungsvorrichtung zusammenwirkt, wobei der Rahmen (110) eine Öffnung in etwa von der Größe eines Blattes Papier festlegt; eine Stapelauflagebühne (130) in etwa von der Größe eines Blattes Papier, welche Stapelauflagebühne (130) ausgelegt ist, um die Blätter Papier die aus der Ausgabeöffnung ausgeworfen werden und durch die Öffnung in den Rahmen herabfallen, aufzufangen; ein Vorspannelement (120), das ein proximales Ende (121), das mit dem Rahmen zusammenwirkt, ein distales Ende (122), das mit der Stapelauflagebühne (130) zusammenwirkt, und eine Außenoberfläche (140) umfasst, wobei das Vorspannelement (120) auf das Gewicht der Mehrzahl von Blättern, die von der Stapelauflagebühne (130) gehalten werden, anspricht, so dass die Stapelauflagebühne (130) abwärts verschoben wird, um so eine Höhe eines obersten Blattes der Mehrzahl von Blättern in einem gewünschten Bereich (170) relativ zu der Ausgabeöffnung beizubehalten, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenoberfläche (140) des Vorspannelements (120) eine Ausrichtungsoberfläche von einer variablen Länge umfasst, die die Mehrzahl von Blättern Papier, die sich auf der Stapelauflagebühne (130) ansammeln, im Wesentlichen auszurichten und gerade ausrichtet.
Auffangbehälter (100) nach Anspruch 1, bei dem die Stapelauflagebühne (130), der Rahmen (100) und das Vorspannelement (120) ausgelegt sind, um die Mehrzahl von Blättern zu einem Stapel zu formen.
Auffangbehälter (100) nach Anspruch 1, bei dem die Stapelauflagebühne (130), der Rahmen (110) und das Vorspannelement (120) ausgelegt sind, um eine Öffnung zu beinhalten, um die Entnahme von einigen oder sämtlichen Blättern der Mehrzahl von Blättern durch eine Bedienperson zu ermöglichen.
Auffangbehälter (100) nach Anspruch 1, bei dem das Vorspannelement (120) eine metallische oder nicht-metallische Feder, eine elastische Schnur, eine elastische Membran oder ein Bungee-Seil umfasst.
Auffangbehälter (100) nach Anspruch 1, bei dem das Vorspannelement (120) einen wahlweise steuerbaren Widerstand umfasst.
Auffangbehälter (100) nach Anspruch 1, bei dem die Stapelauflagebühne (130) im Wesentlichen horizontal ist.
Auffangbehälter (100) nach Anspruch 1, bei dem die Stapelauflagebühne (130) unter einem Winkel zwischen einer horizontalen Ausrichtung und 45 Grad orientiert ist.
Auffangbehälter (100) nach Anspruch 1, weiterhin umfassend ein abnehmbares Stapelauflagebühnen-Winkeleinstellelement (131).
Auffangbehälter (100) nach Anspruch 1, bei dem die Stapelauflagebühne (130) vertikal abwärts verschiebbar ist.
Auffangbehälter (100) nach Anspruch 1, bei dem die Stapelauflagebühne (130) in nicht-vertikaler Richtung abwärts verschiebbar ist.
Auffangbehälter (100) nach Anspruch 1, bei dem das Vorspannelement (120) ausgelegt ist, um für eine seitliche Stabilität der Stapelauflagebühne (130) zu sorgen.
Auffangbehälter (100) nach Anspruch 1, bei dem das Vorspannelement (120) eine Mehrzahl von Vorspannelementen (120) umfasst, die angeordnet sind, um für eine seitliche Stabilität der Stapelauflagebühne (130) zu sorgen.
Auffangbehälter (100) nach Anspruch 1, bei dem ein unterer Abschnitt des Rahmens (110) ausgelegt ist, um eine erste in etwa horizontale Oberfläche in etwa auf der selben Höhen wie eine zweite in etwa horizontale Oberfläche, welche die Dokumentproduktionsvorrichtung abstützt, zu berühren und abzustützen.
Auffangbehälter (100) nach Anspruch 1, mit einer abgewinkelten Klammer (112), die ein oberes Ende, das mit dem Rahmen (110) zusammenwirkt, und ein unteres Ende umfasst, das mit einer Seitenfläche der Dokumentproduktionsvorrichtung zusammenwirkt, wobei die abgewinkelte Klammer (112) dazu beiträgt, um die Anzahl von Blättern zu erhöhen, die von dem Auffangbehälter gehalten werden können.
Auffangbehälter (100) nach Anspruch 1, mit einer in etwa vertikalen Klammer (113), die ein oberes Ende, das mit dem Rahmen (110) zusammenwirkt, und ein unteres Ende umfasst, das mit einer ersten in etwa horizontalen Oberfläche in etwa auf derselben Höhe wie eine zweite in etwa horizontale Oberfläche, welche die Dokumentproduktionsvorrichtung abstützt, zusammenwirkt, umfasst, wobei die vertikale Klammer (113) dazu beiträgt, die Anzahl von Blättern zu erhöhen, die von dem Auffangbehälter (100) gehalten werden können.
Auffangbehälter (100) nach Anspruch 1, weiterhin umfassend eine Kopplungseinrichtung (115), die ein erstes Ende, das mit dem Rahmen (110) zusammenwirkt, und ein zweites Ende umfasst, das mit der Dokumentproduktionsvorrichtung zusammenwirkt, wobei das zweite Ende ausgelegt sein kann, um den Auffangbehälter (110) mit verschiedenen Marken und Modellen der Dokumentproduktionsvorrichtung zu koppeln.
Auffangbehälter (100) nach Anspruch 1, bei dem der Rahmen (110) umfasst: ein erstes Rahmenelement, das sich in der Nähe und unterhalb der Ausgabeöffnung befindet; ein zweites Rahmenelement (111), das dem ersten Rahmenelement gegenüber liegt; und ein drittes Rahmenelement und ein viertes Rahmenelement, welche das erste Rahmenelement und das zweite Rahmenelement miteinander verbinden, um eine in etwa rechtwinklige Öffnung in etwa von der Größe eines Blattes Papier festzulegen.
Auffangbehälter (100) nach Anspruch 17, bei dem das Vorspannelement (120) und das zweite Rahmenelement (111) ausgelegt sind, um eine Öffnung zu beinhalten, um die Entnahme von einigen oder sämtlichen Blättern der Mehrzahl von Blättern durch eine Bedienperson zu ermöglichen.
Auffangbehälter (100) nach Anspruch 18, bei dem das zweite Rahmenelement eine aufrechte Oberfläche umfasst, die dazu beiträgt, um die im Wesentlichen horizontale Bewegung von ausgegebenen Blättern oberhalb des Stapels zu stoppen.