[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erfassung eines blattförmigen Gegenstandes
in einem Transportsystem. In einem Transportsystem werden Einzelblätter aus Papier,
Kunststoff oder Textilien befördert. Im Transportweg werden die Einzelblätter zur
Funktionskontrolle oder zur Positionierung mit Hilfe von Sende- und Empfangsmitteln
erfaßt.
[0002] Das Sendemittel sendet dabei einen Strahl in Richtung des Transportweges, der vom
Empfangsmittel wieder empfangen werden kann. Ob ein Strahl empfangen wird hängt davon
ab, ob sich ein blattförmiger Gegenstand im Strahlengang befindet. Der blattförmige
Gegenstand kann auf unterschiedliche Weise in den Strahlengang eingebracht werden:
Reflexionsprinzip
[0003] Der Strahl des Sendemittels ist in Richtung des Transportweges gerichtet und wird
dort an einer reflektierenden Oberfläche zum Empfangsmittel reflektiert. Wird die
reflektierende Oberfläche durch einen blattförmigen Gegenstand abgedeckt, gelangt
abhängig von der Oberfläche des blattförmigen Gegenstandes nur ein Bruchteil der gesendeten
Strahlung zum Empfangsmittel. Bei diesem Erkennungsprinzip ergibt sich eine große
Abhängigkeit der Erkennungssicherheit von den Reflexionseigenschaften des blattförmigen
Gegenstandes. Äbneln sich die Reflexionseigenschaften des blattförmigen Gegenstandes
und des Reflektors im Transportweg, dann ist eine sichere Erkennung des blattförmigen
Gegenstandes nicht gewährleistet.
Durchlichtprinzip
[0004] Beim Durchlichtprinzip sind das Sende- und Empfangsmittel voneinander beabstandet
und der Transportweg befindet sich im Strahlungsbereich zwischen dem Sende- und Empfangsmittel.
Ein blattförmiger Gegenstand wird dann erkannt, wenn er den Strahlengang zuverlässig
unterbricht. Dies ist jedoch nur dann der Fall, wenn der blattförmige Gegenstand nicht
aus transparentem Material besteht. Ist der blattförmige Gegenstand sehr dünn und
besteht, wie beispielsweise dünnes Papier, aus faserigem Material, wird die Strahlung
beim Durchgang durch den blattförmigen Gegenstand nur geringfügig geschwächt. Ein
sicheres Erkennen des blattförmigen Gegenstandes ist dann nicht gewährleistet.
[0005] In bestimmten Fällen soll ein blattförmiger Gegenstand auch dann erkannt werden,
wenn er sich auf einem räumlichen Körper befindet. Das Sende- oder Empfangsmittel
muß dann im räumlichen Körper angeordnet werden, oder es muß Vorsorge dafür getroffen
werden, daß die Strahlung des Sendemittels den räumlichen Körper durchdringen kann.
Dazu sind Öffnungen im räumlichen Körper vorzusehen, die in einem bestimmten Abstand
zueinander angeordnet sind. Dies hat den Nachteil, daß nur an solchen Stellen, wo
Öffnungen vorhanden sind, ein blattförmiger Gegenstand erkannt werden kann. Kann das
Sende- oder Empfangsmittel aus räumlichen Gründen nicht innerhalb des räumlichen Körpers
angeordnet werden, dann muß die Strahlung an einer Öffnung in den räumlichen Körper
eintreten, und an einer zweiten Öffnung aus diesem wieder austreten. Ist eine der
beiden Öffnungen durch den blattförmigen Gegenstand abgedeckt, wird dieser erkannt.
Es kann jedoch nicht unterschieden werden, welche der beiden Öffnungen durch den blattförmigen
Gegenstand abgedeckt wird.
[0006] Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Erfassung
eines blattförmigen Gegenstandes aufzuzeigen, der sich auf einer einen Abschnitt eines
Transportweges bildenden Oberfläche eines einem Transportsystem zugeordneten kreiszylindrischen
Transportelementes befindet, mit deren Hilfe weitgehend unabhängig von den spezifischen
Eigenschaften des blattförmigen Gegenstandes eine sichere Erfassung gewährleistet
ist.
[0007] Diese Aufgabe wird anhand der im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte
Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
[0008] Die Sende- und Empfangsmittel können auf einfache Weise gemeinsam auf einer Seite
des Transportwegs in einem Abstand angeordnet werden. Der Montageaufwand ist entsprechend
gering. Die Strahlung trifft an einer ersten Stelle auf den blattförmigen Gegenstand
auf und durchdringt diesen in Abhängigkeit von dessen Materialeigenschaften. Im Umlenkmittel
wird die Strahlung so umgelenkt, daß sie an einer zweiten Stelle, die nicht deckungsgleich
mit der ersten Stelle ist, wieder austritt. Die Strahlung muß wiederum den blattförmigen
Gegenstand durchdringen und wird dabei entsprechend dessen Materialeigenschaften geschwächt.
Damit lassen sich auch dünne, die Strahlung nur schwach absorbierende blattförmige
Gegenstände zuverlässig erfassen.
[0009] Umschlingt der blattförmige Gegenstand ein kreiszylindrisches Transportelement, dann
kann die Lage des blattförmigen Aufzeichnungsträgers auf der Oberfläche dieses Transportelements
unabhängig von etwaigen Öffnungen in dessen Oberfläche genau erfaßt werden.
[0010] Ein Prisma mit trapezförmigem Profil eignet sich in besonderer Weise als Umlenkmittel,
da seine sich gegenüberliegenden Schenkel als Reflexionsebenen dienen und ein auf
einem Schenkel eintreffender Strahl zum anderen umgelenkt wird und von diesem parallel
zum eintreffenden Strahl das Prisma verläßt.
[0011] Verläuft das Umlenkmittel radial im Umfang des kreiszylindrischen Transportelements,
dann sind die Eigenschaften des Umlenkmittels radial konstant und entsprechend nutzbar.
Es können beispielsweise mehrere voneinander beabstandete Paare von Sende- und Empfangsmitteln,
die radial zueinander beabstandet sind, am Umfang des Transportelements angeordnet
werden.
[0012] Ein Beispiel der Erfindung ist im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert.
Dabei zeigen
- Figur 1
- einen Teilschnitt eines kreiszylindrischen Transportelements, auf dem radial ein Umlenkmittel
angeordnet ist und
- Figur 2
- einen in der Figur 1 gekennzeichneten Schnitt durch das Transportelement im Bereich
des Umlenkmittels.
[0013] Ein papierverarbeitendes Gerät, wie z.B. ein Belegleser, Scanner, Kopierer oder Drucker,
enthält ein Transportsystem für blattförmige Gegenstände B. In der Regel sind diese
blattförmigen Gegenstände Einzelblätter B aus Papier. Im Transportweg des Transportsystems
sind eine Mehrzahl von Walzenpaaren angeordnet, die das Einzelblatt B durch Friktion
transportieren. Die Position des Einzelblatts B wird entlang des Transportweges an
verschiedenen Stellen durch Sensoren KS, KE erfaßt. Vorzugsweise handelt es sich dabei
um lichtemittierende Dioden KS und Fotoleiter KE. Die lichtemittierende Diode KS sendet
Licht in Richtung des Transportweges aus. Das Licht trifft dort auf einem Umlenkmittel
PR oder auf einem Einzelblatt B auf und ein bestimmter Anteil dieses Lichts wird vom
Fotoleiter KE wieder empfangen. Die Sensoren KE, KS können in der Ebene des Transportweges
oder auch an dessen Krümmungen vorgesehen sein.
[0014] Die Funktionsweise der Sensoren wird am Beispiel einer Wendeeinrichtung im Transportweg
beschrieben.
[0015] Die Wendeeinrichtung besteht im wesentlichen aus einem kreiszylindrisch in Form einer
Walze ausgebildeten Transportelement TR. Diesem Transportelement TR wird ein Einzelblatt
B zugeführt. Das Einzelblatt B haftet auf der Oberfläche der Walze TR und wird von
der Walze TR wieder an den Transportweg abgegeben. Die Abgabe erfolgt so, daß das
Einzelblatt B nach der Abgabe gewendet ist.
[0016] Die Lage des Einzelblatts B wird an mehreren Meßpunkten P1, P2, P3 durch Sensoren
KE1, KE2, KE3, KS1, KS2,KS3 erfaßt. Die Sensoren KE1, KE2, KE3, KS1, KS2,KS3 sind
am Umfang der Walze TR angeordnet und sind radial zueinander beabstandet. Axial bezüglich
der Walze TR betrachtet, liegen die Sensoren KE, KS in einer Ebene. In dieser Ebene
befindet sich das Umlenkmittel PR. Dieses Umlenkmittel ist als Prismenring PR ausgestaltet.
Das Profil des Prismenrings PR ist trapezförmig. Der Außendurchmesser des Prismenrings
PR entspricht dem Außendurchmesser der Walze TR, so daß der Umfang der Walze TR gemeinsam
mit dem Prismenring PR eine glatte Fläche bildet.
[0017] Jeder Sensor KS, KE enthält eine Leuchtdiode KS, die Licht in Richtung des Prismenrings
PR sendet. Dieses Licht dringt durch die Mantelfläche des Prismenrings PR bis zu einem
Schenkel des trapezförmigen Prismenrings PR ein und wird an diesem zum gegenüberliegenden
zweiten Schenkel gebrochen. Vom zweiten Schenkel wird die Strahlung in Richtung der
in den Prismenring PR einfallenden Strahlung gebrochen und tritt parallel zur einfallenden
Strahlung an einer anderen Stelle wieder aus dem Prismenring PR aus. Die austretende
Strahlung wird vom Fotoleiter KE empfangen.
[0018] Befindet sich kein Einzelblatt B zwischen dem Sensor KS, KE und dem Prismenring PR,
dann empfängt der Fotoleiter KE eine Strahlung bestimmter Leistung. Befindet sich
jedoch ein Einzelblatt B zwischen dem Sensor KS, KE und dem Prismenring PR, dann ist
die empfangene Leistung abhängig von der Dicke und den Materialeigenschaften des Einzelblatts
B. Bei einer glatten spiegelnden Oberfläche des Einzelblatts B wird kaum Streulicht
zum Fotoelement KE gelenkt, wodurch die empfangene Strahlungsleistung gering ist.
Ein Erfassen des Einzelblatts B ist unproblematisch. Bei einer rauhen Oberfläche des
Einzelblattes B wird diffuses Licht reflektiert. Die empfangene Lichtleistung ist
entsprechend gering, wodurch eine sichere Erfassung gewährleistet ist. Bei einem dünnen
Einzelblatt B durchdringt die Strahlung das Einzelblatt B in Richtung des Prismenrings
PR und wird dabei um ein bestimmtes Maß in seiner Leistung geschwächt. Nach Austritt
aus dem Prismenring PR muß die Strahlung das Einzelblatt B ein zweites Mal durchdringen
und wird dadurch ein zweites Mal in seiner Leistung geschwächt. Die auf diese Weise
mehrfach geschwächte Leistung kann durch das Fotoelement KE sicher zur Erkennung eines
Einzelblatts B herangezogen werden.
1. Vorrichtung zur Erfassung eines blattförmigen Gegenstandes (B) in einem Transportsystem,
das enthält
- ein kreiszylindrisches Transportelement (TR), dessen Oberfläche einen Abschnitt
eines Transportweges bildet, sodaß die Oberfläche zumindest teilweise vom blattförmigen
Gegenstand (B) umschlingbar ist,
- ein in einem Abstand zum Transportweg angeordnetes Sendemittel (KS),
- ein in einem Abstand zum Transportweg angeordnetes Empfangsmittel (KE),
- ein im Einflußbereich der Sende- und Empfangsmittel (KS, KE) im kreiszylindrischen
Transportelement (TR)angeordnetes Umlenkmittel (PR), wobei
- zwischen den Sende- und Empfangsmitteln (KS, KE) und dem Umlenkmittel (PR) der blattförmige
Gegenstand (B) einbringbar ist, und
- die vom Sendemittel (KS) ausgehende Strahlung an einer Stelle vom Umlenkmittel (PR)
aufgenommen und an einer zweiten Stelle wieder abgegeben wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 mit einem als Prisma mit trapezförmigem Profil ausgebildeten
Umlenkmittel, wobei ein vom Sendemittel (KS) ausgehender Strahl in das Prisma eintritt,
an einem ersten Schenkel des Trapezes zum zweiten Schenkel umgelenkt und vom zweiten
Schenkel zum Empfangsmittel (KE) gebrochen wird.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2 mit einem radial im Umfang des kreiszylindrischen Transportelementes
(TR) verlaufenden Umlenkmittel.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3 mit einem als Prismenring ausgestalteten Umlenkmittel
(PR), dem am Umfang des Transportelementes (TR) mindestens zwei radial voneinander
beabstandete Paare von Sende- und Empfangsmitteln (KS, KE) zugeordnet sind.