(19)
(11) EP 0 731 047 A2

(12) EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG

(43) Veröffentlichungstag:
11.09.1996  Patentblatt  1996/37

(21) Anmeldenummer: 96103409.7

(22) Anmeldetag:  05.03.1996
(51) Internationale Patentklassifikation (IPC)6B65H 7/14, B65H 27/00
(84) Benannte Vertragsstaaten:
AT BE CH DE ES FR GB IT LI NL SE

(30) Priorität: 06.03.1995 DE 19507801

(71) Anmelder: CGK Computer Gesellschaft Konstanz mbH
D-78467 Konstanz (DE)

(72) Erfinder:
  • Voigt, Christian
    78464 Konstanz (DE)

(74) Vertreter: Fuchs, Franz-Josef, Dr.-Ing. 
Postfach 22 13 17
80503 München
80503 München (DE)

   


(54) Vorrichtung zur Erfassung eines blattförmigen Gegenstandes in einem Transportsystem


(57) In einem Transportweg sind Sende- und Empfangsmittel (KS, KE) und ein Umlenkmittel (PR) angeordnet. Zwischen diese Mittel ist ein blattförmiger Gegenstand (B) einbringbar. Die vom Sendemittel (KS) ausgehende Strahlung wird an einer Stelle vom Umlenkmittel (PR) aufgenommen und an einer zweiten Stelle zum Empfangsmittel abgegeben. Das Umlenkmittel (PR) ist einem kreiszylindrischen Transportelement (TR) des Transportsystems zugeordnet. Der blattförmige Gegenstand (B) umschlingt das Transportelement (TR) zumindest teilweise. Durch eine Mehrzahl von Sende- und Empfangsmitteln (KS, KE), die am Umfang des Transportelementes (TR) angeordnet sind kann die Position des blattförmigen Gegenstandes (B) erfaßt werden.




Beschreibung


[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.


Ansprüche

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.
 




Zeichnung