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    • 专利摘要:
    Eswerden Systeme und Verfahren zum Aufnehmen und Manipulieren derBewegung eines Blattmaterials, z. B. Papier, von einer Vorrichtung,z. B. einer Bilderzeugungsvorrichtung, offenbart. Ein Ausführungsbeispieleines Systems kann als System zum Handhaben eines Blattmaterialsimplementiert sein, das eine Wendevorrichtung umfaßt, dieeine Welle zum Beschleunigen eines Blattmaterials, z. B. Papier,aufweist. Die Wendevorrichtung weist ferner ein Antriebssystem auf,um zu bewirken, daß sichdie Welle dreht. Ein Antriebssystem ist ebenfalls vorgesehen, daseinen Gleichstrommotor aufweist, der konfiguriert ist, um die Welleanzutreiben.
    公开号:DE102004007639A1
    申请号:DE200410007639
    申请日:2004-02-17
    公开日:2004-12-30
    发明作者:Laurent A. Round Rock Regimbal；Hernan I. Gutierrez Vazquez
    申请人:Hewlett Packard Development Co LP；
    IPC主号:B65H29-00
    专利说明:
    [0001] Heutzutagesind Bilderzeugungssysteme, z. B. Drucker, Faxgeräte und Kopierer,am Arbeitsplatz und in Privathaushalten sehr weit verbreitet. Immodernen Geschäftsumfeldsind Bilderzeugungssysteme füralltäglicheUnternehmensaktivitätenmittlerweile unerläßlich. Alssolches ist die Zuverlässigkeit undein reibungsloses Funktionieren von Bilderzeugungsvorrichtungenvon oberster Bedeutung. Deshalb ist es wichtig, Bilderzeugungssystemeso zu entwerfen, daß Ausfallzeitenund Arbeitsunterbrechungen minimiert werden. Angesichts der Komplexität von Systemen,bei denen innerhalb von Sekunden Blattmaterial aufgenommen, durchden Bilderzeugungsprozeß bewegtund aus dem Bilderzeugungssystem verteilt werden muß, kanndies eine sehr schwierige Herausforderung sein.
    [0002] VieleBilderzeugungssysteme weisen nicht nur eine Bilderzeugungsvorrichtungauf, sondern sind auch mit Medienhandhabungsvorrichtungen ausgestattet.Medienhandhabungsvorrichtungen führensolche Aufgaben wie Sortieren, Organisieren, Stapeln und Heftenvon Medien oder Blattmaterial, wenn es aus der Bilderzeugungsvorrichtungausgegeben wird, durch. Beim Handhaben von großen Mengen an Blattmaterial(z. B. Papierprodukten oder anderen Medien) ist dies eine sehr wichtigeFunktion. Diese Vorrichtungen sind üblicherweise physisch an dasBilderzeugungssystem angegliedert.
    [0003] Eine übliche Funktioneiner Medienhandhabungsvorrichtung besteht darin, Blattmaterialzu wenden, währendes das Bilderzeugungssystem verläßt. Dasheißt,daß dieVorderkante eines Blattmaterials zur Hinterkante wird, wenn dieMedienhandhabungsvorrichtung ein Blattmaterial von einer Stellung,in der die Vorderseite nach oben zeigt, in eine Stellung, in derdie Vorderseite nach unten zeigt, oder umgekehrt, wendet. Bei denmeisten Medienhandhabungsvorrichtungen ist dieser Wendevorgang nützlich für ein ordentlichesSammeln von Druckaufträgenin einem „Behältnismodul", um das Blattmaterial zusortieren und heften. Diese Wendefunktion wird üblicherweise durch ein Wendemodulin der Medienhandhabungsvorrichtung bewerkstelligt.
    [0004] DasWendemodul beginnt seinen Betrieb allgemein dadurch, daß es eineEinheit bzw. ein Stück einesBlattmaterials beschleunigt, währendes das Bilderzeugungssystem verläßt, um einenZwischenraum zwischen benachbarten Einheiten an Blattmaterial zuerzeugen. Dieser Zwischenraum gibt dem Wendemodul Zeit, das beschleunigteBlatt zu wenden. Diese Beschleunigung wird üblicherweise durch eine Wellebewerkstelligt, die durch Reibungsrollen einen Druck auf ein Stück einesBlattmaterials ausübt.Die Welle und die Rollen werden üblicherweise durcheinen Schrittmotor angetrieben. Während die Verwendung einesSchrittmotors bei einem Wendemodul bezüglich eines Beschleunigenseines Stücks einesBlattmaterials, das gewendet werden soll, einigermaßen effektivist, weist dieser Lösungsansatz mehrereNachteile auf.
    [0005] Manmuß verstehen,daß esbei Medienhandhabungsvorrichtungen wichtig ist, die Geschwindigkeitdes Blattmaterials und das Drehmoment, mit dem das Blattmaterialbeaufschlagt wird, zu steuern. Falls ein Blattmaterial mit einem übermäßigen Drehmomentbeaufschlagt wird, kann das Material beschädigt werden. Ferner kann ein übermäßiges Drehmomentzu der Erzeugung eines unerwünschtenakustischen Geräuschsführen,je nach dem Gewicht des Blattmaterials. Wenn die Geschwindigkeitdes Blattmaterials dagegen nicht ordnungsgemäß gesteuert wird, kann dieVorderkante eines Blattes in die Hinterkante eines vorausgehendenBlattes laufen. In beiden Situationen kommt es mit einer hohen Wahrscheinlichkeitzu einem Ereignis, das man üblicherweiseals „Medienstau" der Papierhandhabungsvorrichtungbezeichnet.
    [0006] BeiWendevorgängensind Geschwindigkeits- und Drehmomentsteuerung besonders wichtig. Wieoben erwähntwurde, wird ein Blatt, das in das Wendemodul eintritt, üblicherweisezuerst beschleunigt, um es von einem nachfolgenden Stück eines Blattmaterialszu trennen. Diese Beschleunigung gibt dem ersten Materialblatt Zeit,durch das Wendemodul gewendet zu werden, bevor das nachfolgende Materialblattin das Wendemodul eintritt.
    [0007] Beieinem Schrittmotor ist es erforderlich, daß der Motor mit einer Rückmeldungvon einem Codiersystem sich selbst einstellt oder für jedesMaterialblatt, das in das Wendemodul eintritt, eine Kalibrierungsroutinedurchführt.Dieses Selbsteinstellungsmerkmal ist üblicherweise notwendig, umeine ordnungsgemäße Drehmomentsteuerungdes Blattes zu erzielen. Bei einer typischen Papierhandhabungsvorrichtungbenötigtdie Selbstkalibrierungsroutine etwa 150 Millisekunden für jedesBlatt und etwa 1 Sekunde füreine vollständigeKalibrierung, die jeweils nach einer bestimmten Anzahl von Blättern bewerkstelligt werdenmuß. Diefür dieseKalibrierungsroutine verwendete Zeit ermöglicht es dem Papierhandhabungsvorrichtungswendemodulnicht, ein weiteres Blatt sofort aufzunehmen, einfach aufgrund derZeit, die benötigtwird, um die Kalibrierungsroutine durchzuführen.
    [0008] Fernergibt es Charakteristika von Schrittmotoren, aufgrund derer Schrittmotorenallgemein nicht die wünschenswertesteLösungfür denAntriebsmotor bei einem Wendemodul darstellen. Beispielsweise neigenSchrittmotoren dazu, Schwingungen zu bewirken, die mit dem Rahmender Papierhandhabungsvorrichtung in Resonanz geraten. Ferner istes sehr schwer, den Schrittmotor zu starten, wenn sich Papier inden Rollen befindet, falls die Medienhandhabungsvorrichtung jemalsanhält.Ein derartiger Auftretensfall ist als „Schrittmotorblockade" bekannt und istallgemein auf die nichtlineare Beschaffenheit von Schrittmotorenzurückzuführen.
    [0009] Somitbesteht in der Branche ein bisher nicht erfülltes Erfordernis, die zuvorerwähntenUnzulänglichkeitenund Mängelbei Papierhandhabungsvorrichtungen anzugehen.
    [0010] DieAufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, Systeme und Verfahrenzu schaffen, die das Aufnehmen und Manipulieren von Blattmaterial vereinfachen.
    [0011] DieseAufgabe wird durch Systeme gemäß Anspruch1 oder 10 sowie durch ein Verfahren gemäß Anspruch 14 gelöst.
    [0012] Eswerden Systeme und Verfahren zum Aufnehmen und Manipulieren derBewegung eines Blattmaterials, z. B. Papier, von einer Vorrichtung,z. B. einer Bilderzeugungsvorrichtung, offenbart.
    [0013] Beieinem Ausführungsbeispielumfaßtein System zum Handhaben eines Blattmaterials eine Wendevorrichtung,die eine Welle zum Beschleunigen eines Blattmaterials, z. B. Papier,und ein Antriebssystem zum Bewirken, daß sich die Welle dreht, aufweist.Das Antriebssystem ist so vorgesehen, daß es einen Gleichstrommotoraufweist, der konfiguriert ist, um die Welle anzutreiben.
    [0014] Beieinem Ausführungsbeispielumfaßtein Verfahren zum Steuern oder Verändern der Bewegungsgeschwindigkeiteines Blattmaterials folgende Schritte: Bereitstellen eines Gleichstrommotors,der mit einer Drängwelleverbunden ist; Aufnehmen eines Blattmaterials an der Drängwelle;und Beschleunigen des Blattmaterials, durch einen Kontakt mit der Drängwelle,um einen Betrag, der einer Geschwindigkeit des Gleichstrommotorsentspricht.
    [0015] BevorzugteAusführungsbeispieleder vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend aufdie beiliegenden Zeichnungen, in denen die Komponenten nicht unbedingtmaßstabsgetreu sind,näher erläutert. Eszeigen:
    [0016] 1A eine Seitenansicht einesAusführungsbeispielseiner Bilderzeugungsvorrichtung mit einer angefügten Medienhandhabungsvorrichtung zumManipulieren von Druckmedien, die aus der Bilderzeugungsvorrichtungerzeugt werden;
    [0017] 1B eine Seitenansicht einesAusführungsbeispielsder Papierhandhabungsvorrichtung der 1A;
    [0018] 2 eine schematische Ansichteines Ausführungsbeispielseiner Wendeanordnung der Medienhandhabungsvorrichtung der 1B;
    [0019] 3 den ersten Abschnitt einesFlußdiagrammseines Ausführungsbeispielseines Steueralgorithmus, der in bezug auf die Wendeanordnung der 2 verwendet wird;
    [0020] 4 eine Fortsetzung des Flußdiagramms der 3; und
    [0021] 5 eine Fortsetzung des Flußdiagramms der 4.
    [0022] Eswerden Medienhandhabungsvorrichtungen und insbesondere Wendemodulefür Medienhandhabungsvorrichtungenoffenbart.
    [0023] 1A zeigt eine beispielhafteSystemumgebung 10 fürdie offenbarten Papierhandhabungsvorrichtungen. Allgemein weistdas System 10 eine Bilderzeugungsvorrichtung 11,z. B. einen Drucker, auf, die eine Blattmaterialeingabeeinheit 12 aufweist. DieBilderzeugungsvorrichtung 11 könnte eine beliebige Anzahlvon Druckertypen sein, z. B. fürein Computersystem oder ein Netzwerk von Computern. Ferner könnte dieSystemumgebung 10 auch eine andere Art von Bilderzeugungsvorrichtungumfassen, z. B. ein Faxgerät,einen Scanner oder einen Kopierer. Die bestimmte Bilderzeugungsvorrichtung 11 derSystemumgebung 10, auf die Bezug genommen wurde, ist für die vorliegendeErfindung nicht wichtig.
    [0024] Fernerist auch das durch die Bilderzeugungsvorrichtung verwendete bestimmteBlattmaterial fürdie vorliegende Erfindung nicht kritisch. Das Blattmaterial kannbeispielsweise Papiermaterial verschiedener Dichten, Größen, Typenoder sogar Transparenzmaterial oder recyceltes Material umfassen.
    [0025] EineMedienhandhabungsvorrichtung 13 ist an die Bilderzeugungsvorrichtung 11 angefügt. Die Medienhandhabungsvorrichtung 13 nimmtBlattmaterial, z. B. Papier, von der Bilderzeugungsvorrichtung 11 auf,arrangiert das Blattmaterial auf eine gewünschte Weise und plaziert dasBlattmaterial auf einer Serie von Ausgabebehältern 14.
    [0026] 1B zeigt die Elemente derMedienhandhabungsvorrichtung 13 der offenbarten Umgebung 10 inmehr Einzelheiten. Derartige Vorrichtungen weisen in der Regel einenLichtemittierende-Diode-Indikator (LED-Indikator) 16 auf,der angibt, wann die Medienhandhabungsvorrichtung 13 funktionstüchtig ist.Wenn sie funktionstüchtigist, wird Blattmaterial von einem (nicht gezeigten) Austrittstoran der Bilderzeugungsvorrichtung 11 in die Medienhandhabungsvorrichtung 13 bewegt.Der erste Gegenstand, auf den das Blattmaterial üblicherweise in der Medienhandhabungsvorrichtung 13 trifft,ist ein in die Medienhandhabungsvorrichtung 13 integriertes Wendemodul 17.Falls ein Benutzer die Medienhandhabungsvorrichtung 13 konfigurierthat, um das Blattmaterial mit der Vorderseite nach oben zu erzeugen, bearbeitetdas Wendemodul 17 das Blattmaterial nicht und leitet dasMaterial einfach durch das Wendemodul 17 hindurch und ineinen Vorderseite-Oben-Ausgabebehälter 18.
    [0027] Fallsder Benutzer jedoch gewählthat, das Blattmaterial in einer Vorderseite-Unten-Weise zu erzeugen,wendet das Wendemodul 17 das Blattmaterial und leitet dasMaterial entlang einem und durch einen Papierweg 19, dersich in der Medienhandhabungsvorrichtung 13 befindet. DieMaterialblätter können fernerauch durch ein Versatzmodul 22 bearbeitet werden, bevorsie in einen Vorderseite-Unten-Ausgabebehälter 21 befördert werden.
    [0028] DerBetrieb der Medienhandhabungsvorrichtung 13 wird üblicherweisedurch eine Steuerung 23 verwaltet, die verschiedene Dienst-LED-Indikatoren 25 aufweist.Diese Steuerung 23 kann ein Mikrocomputer, (eine) diskreteLogikschaltung(en) mit Logikgattern zum Implementieren von Logikfunktionenauf Datensignale hin, eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung(ASIC) mit entsprechenden kombinatorischen Logikgattern, (ein) programmierbares) Gatterarray(s)(PGA – programmablegate array), ein feldprogrammierbares Gatterarray (FPGA – fieldprogrammable gate array) oder eine andere, ähnliche Vorrichtung sein. Jedochist die Steuerung 23 üblicherweiseeine Logikvorrichtung, bei der eine gewisse analoge Schaltungsanordnungauf einer Karte implantiert ist.
    [0029] DerMedienhandhabungsvorrichtung 13 wird durch eine Leistungsversorgungseinheit 24 Leistung zugeführt. DieLeistungsversorgungseinheit 24 bildet in der Regel durchein (nicht gezeigtes) Leistungskabel eine Schnittstelle mit einerstandardmäßigen Wechselstromsteckdose.Die bevorzugte Leistungsversorgungseinheit 24 führt jeglichenotwendige Leistungsumwandlung, -verstärkung und/oder -verteilungfür dieMedienhandhabungsvorrichtung 13 durch.
    [0030] Wiezuvor erwähntwurde, ist die bestimmte Medienhandhabungsvorrichtung 13 derbeispielhaften Umgebung 10, die oben beschrieben wurde,für dieBesonderheiten der vorliegenden Erfindung nicht wichtig. In derTat kann das Wendemodul 17 bei vielen anderen Arten vonPapierhandhabungsvorrichtungen oder -systemen Anwendung finden.Beispielsweise kann das Wendemodul 17 in das Bilderzeugungssystemselbst integriert sein. Oder das Wendemodul 17 könnte ineiner beliebigen Vorrichtung verwendet werden, die Blattmaterialtransportiert oder die Bewegung desselben auf andere Weise steuert.
    [0031] Eintypisches Wendemodul umfaßteinen Aufnahmeabschnitt zum Aufnehmen von Blattmaterial und zumBeschleunigen des Blattmaterials auf eine entsprechende Geschwindigkeit.Wie oben erwähntwurde, wird das Blattmaterial beschleunigt, um einen „Zwischenraum" zwischen einer Hinterkanteeines ersten Blattes und einer Vorderkante eines zweiten Blattes,das dem ersten Blatt folgt, zu erzeugen. Dieser „Zwischenraum" gibt dem Wendemoduldie Zeit, die benötigtwird, um das erste Blatt zu „wenden", bevor die Vorderkantedes folgenden Blattes in das Wendemodul eintritt.
    [0032] 2 zeigt eine schematischeAnsicht eines beispielhaften Aufnahmeabschnitts 27 für das Wendemodul 17.Obwohl ein Wendemodul 17 üblicherweise andere Elementeaufweist, die das Blattmaterial eigentlich wenden, liegt das Hauptaugenmerkder vorliegenden Erfindung lediglich auf dem Empfangsabschnitt 27 einesWendemoduls 17. Fachleute werden ohne weiteres erkennen,wie der Aufnahmeabschnitt 27 in ein Wendemodul 17,das andere herkömmlicheElemente aufweist, integriert werden kann.
    [0033] DerAufnahmeabschnitt 27 weist einen Gleichstrommotor 28 auf,der eine Antriebswelle 29 mit einem Zahnrad 31 aneinem distalen Ende der Antriebswelle 29 aufweist. DerGleichstrommotor 28 kann einen bürstenlosen Gleichstrommotorumfassen und veranlaßtdie Antriebswelle 29, sich um ihre zentrale Achse zu drehen,was wiederum das Zahnrad 31 veranlaßt, sich ebenfalls um eineMittellinie des Zahnrads 31 zu drehen. Der Gleichstrommotor 28 desbevorzugten Ausführungsbeispiels 27 istein bürstenloserGleichstrommotor. BürstenloseGleichstrommotoren sind ohne weiteres als serienmäßige Artikelerhältlich.
    [0034] Obwohleine andere Art von Gleichstrommotor bei der vorliegenden Erfindungverwendet werden kann, kann ein bürstenloser Gleichstrommotoraufgrund der bestimmten Charakteristika eines bürstenlosen Gleichstrommotorsvorzuziehen sein. BürstenloseGleichstrommotoren sind in der Regel Dreiphasenmotoren. BürstenloseGleichstrommotoren weisen einen Synchronmotor mit Permanentmagneten andem Rotor und Wicklungen an dem Stator auf. Aus diesem Grund werdenGleichstrommotoren gelegentlich als „Permanentmagnetmotoren" bezeichnet. Im Vergleichzu Induktionsmotoren weisen Permanentmagnetmotoren aufgrund derEliminierung von Magnetisierungsstrom und von Kupferverlusten andem Rotor eine höhereEffizienz auf. Im Vergleich zu Induktionsmotoren ist es mit Permanentmagnetmotorenaußerdemeinfacher, eine hochleistungsfähigeDrehmomentsteuerung zu erzielen.
    [0035] Diejeweilige Größe und Leistungdes verwendeten bürstenlosenGleichstrommotors 28 hängt vonder Anwendung ab, fürdie das Wendemodul 17 verwendet wird. Bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispielist das Wendemodul 17 in eine Medienhandhabungsvorrichtung 13 integriert,die an eine Computerbilderzeugungsvorrichtung 11 angefügt ist. Somitkann aufgrund der Austrittsgeschwindigkeit des einzelnen Druckersund der jeweiligen Zeit, die benötigtwird, um ein Blatt zu wenden, das Ausmaß an Beschleunigung und daherdas Drehmoment, die bzw. das an das Blattmaterial angelegt werdenmuß, bestimmtwerden. Aus dem erforderlichen Drehmoment und der erforderlichenGeschwindigkeit kann man den spezifischen Gleichstrommotor bestimmen, derbei einem Wendemodul 17 verwendet werden soll.
    [0036] Umein spezifisches Beispiel zu geben, ist allgemein bekannt, was dieGeschwindigkeit des Blattmaterials an einem Austrittstor der Bilderzeugungsvorrichtung 11 seinwird. Falls die Bilderzeugungsvorrichtung 11 beispielsweiseein Blattmaterial bei einer Geschwindigkeit von etwa 147 mm/secaus einem Austrittstor ausstößt, kannman durch Experimentieren bestimmen, bis zu welcher Geschwindigkeitdas Wende modul ein Blattmaterial beschleunigen sollte, um zu verhindern,daß einzweites Blatt in ein erstes Blatt läuft, während das erste Blatt durch dasWendemodul 17 gewendet wird. Es ist bevorzugt, diese höhere Geschwindigkeitfür daskürzeste Blattmaterial,das bei kontinuierlichen Druckbedingungen verwendet werden soll,zu berechnen.
    [0037] Anschließend andas obige Beispiel kann man bestimmen, daß das Wendemodul das Blattmaterialbis zu einer Geschwindigkeit von etwa 300 mm/sec beschleunigen sollte.Selbstverständlichist dies ein willkürlichgewählterWert, der lediglich präsentiertwird, um ein spezifischeres Beispiel der bevorzugten Berechnungenzu liefern. Auf der Grundlage der gewünschten Geschwindigkeitszunahmeund des jeweiligen Übersetzungsverhältnissesdes Wendemoduls 17 kann man die Drehmoment- und Geschwindigkeitscharakteristikades Motors 28 berechnen. Beispielsweise kann der bevorzugtebürstenloseGleichstrommotor ein 24-Volt-Motor sein, der zumindest 175 Umdrehungenpro Minute (UpM) und ein Drehmoment von zumindest 8 Newton-Millimeter (Nm)aufweist.
    [0038] DieLeistung, die füreinen bestimmten Gleichstrommotor 28, der bei einer bestimmten Handhabungsvorrichtung 13 verwendetwerden soll, notwendig ist, kann ebenfalls bestimmt werden. Wennman das oben erläutertespezifische exemplarische Ausführungsbeispielweiter betrachtet, lautet die Berechnung der bevorzugten Motorcharakteristikawie folgt. Man weiß,daß, fallsdas Blattmaterial bei einer Geschwindigkeit von 300 mm pro Sekunde (mm/sec)bewegt werden soll, sich eine Welle 34, die das Blattmaterialantreibt, vorzugsweise bei einer Geschwindigkeit von 477,465 UpMbzw. 50 Radianen pro Sekunde (rad/sec) dreht. Wenn dann das Übersetzungsverhältnis 1,167 beträgt, weiß man, daß der Motor 28 vorzugsweiseeine Höchstgeschwindigkeitvon mindestens 58,335 rad/sec (oder etwa 557 UpM) aufweist. Waseine Mindestgeschwindigkeit angeht, stößt die Bilderzeugungsvorrichtung 11 beider exemplarischen Umgebung 10 Blattmaterial bei 147 mm/secaus. Somit dreht sich die Welle 34, die das Blattmaterialin das Wendemodul 17 treibt, vorzugsweise bei mindestens233,958 UpM oder 24,5 rad/sec. Falls das Übersetzungsverhältnis immernoch 1,167 beträgt,kann man bestimmen, daß derMotor 28 vorzugsweise eine Mindestgeschwindigkeit von 40,83rad/sec (oder etwa 390 UpM) aufweist.
    [0039] DieCharakteristika des bevorzugten Gleichstrommotors 28 können sichaufgrund einer Anzahl von Faktoren, einschließlich des bei dem System verwendetenjeweiligen Übersetzungsverhältnisses, ändern. Dasoben erörtertespezifische Beispiel stellt keine Einschränkung dar und ist lediglichfür den Zweckpräsentiert,die Rechenprozeduren deutlicher zu erklären. Man kann ohne weitereseinen entsprechenden bürstenlosenGleichstrommotor 28 fürdas System 27 dimensionieren.
    [0040] DasAntriebsritzel 31 der Motorwelle 29 wirkt miteinem Vorgelegeritzel 32 zusammen, das wiederum mit einemWendewellenritzel 33 zusammenwirkt. Bei dem exemplarischenBeispiel weist das Antriebsritzel 31 18 Zähne auf,das Vorgelegeritzel 32 weist 31 Zähne aufund das Wendewellenritzel 33 weist 31 Zähne auf.Selbstverständlichkönnenauch andere Ausführungsbeispielevon jeweiligen Zahnradkonfigurationen verwendet werden. In der Tatwerden bei manchen Konfigurationen eventuell gar keine Zahnräder verwendet.Ferner könnendie Größen derverschiedenen Zahnrädermodifiziert werden, um ein bestimmtes, bevorzugtes Übersetzungsverhältnis zu ergeben.Wie oben erwähntwurde, lautet das bevorzugte Übersetzungsverhältnis beidem exemplarischen Ausführungsbeispielwie folgt: ω3/ω1 = 0,857; und τ3/τ1 =1,167. Oft kann das Übersetzungsverhältnis modifiziertwerden, um bestimmte Gleichstrommotorspezifikationen zu ergeben,so daß beidem Wendemodul 17 ein Gleichstrommotor verwendet werdenkann, der entweder kostengünstigoder ohne weiteres erhältlichist.
    [0041] Beidem exemplarischen Ausführungsbeispiel 27 istdas Wendewellenritzel 33 an eine erste Wendewelle 34 angefügt. DieRolle der ersten Wendewelle 34 besteht darin, ein Stück Blattmaterial 38 voneiner Bilderzeugungsvorrichtung 11 oder einer anderen Vorrichtungaufzunehmen, um das Blattmaterial 38 zu beschleunigen unddas Blattmaterial 38 von der Bilderzeugungsvorrichtung 11 wegzubewegen.Die Beschleunigung des Blattmaterials 38 wird vorwiegenddurch eine Reibungskraft zwischen dem Blattmaterial 38 undRollen 37a, 37b bewerkstelligt. Obwohl andereMaterialien möglichsind, umfassen diese Rollen 37a, 37b in der Regelein halbstarres Gummimaterial. An dem Ende der ersten Wendewelle 34,das dem Wendezahnrad 33 gegenüberliegt, befindet sich inder Regel ein Trägerelement 36.Die Rolle des Trägerelements 36 bestehteinfach darin, die Welle 34 zu tragen und eine allgemeinhorizontale Stellung der Welle 34 aufrechtzuerhalten. DasTrägerelement 36 kannentworfen sein, um die Rollen 37a, 37b zu veranlassen,auf das Blattmaterial 38 eine Reibungskraft auszuüben, obwohldies nicht erforderlich ist.
    [0042] Beidem exemplarischen Ausführungsbeispielist der Motor 28 mit einem optischen Codierer 41 ausgestattet.Der Codierer 41 des exemplarischen Ausführungsbeispiels 27 istdurch eine Sensorleitung 43 mit einem Sensor 42 verbunden.Der Sensor 42 ist um die Antriebswelle 29 desGleichstrommotors 28 positioniert, so daß dieseGeschwindigkeit, in Umdrehungen pro Zeitintervall, der Welle 29 undfolglich des Motors 28 durch den Sensor 42 gelesenwerden kann. Diese Daten werden durch die Sensorleitung 43 anden Codierer 41 übertragen.Der Codierer 41 empfängtdiese Daten und wandelt die Daten in ein Pulsierungssignal um, sodaß dieAnzahl von Pulsen, die durch den Codierer 41 ausgegeben werden,die Geschwindigkeit des Motors 28 widerspiegelt.
    [0043] Beidem exemplarischen Ausführungsbeispiel 27 leitetder Codierer 41 die zuvor erwähnten Pulsdaten über dieMotorgeschwindigkeit durch eine Rückkopplungsleitung 52 aneine Wendesteuerung 49. Die Wendesteuerung 49 istdiejenige Vorrichtung des exemplarischen Ausführungsbeispiels 27,die den Betrieb des Wendemodulaufnahmeabschnitts 27 überwachtund einstellt. Die Steuerung 49 ist vorzugsweise eine ArtLogikvorrichtung, z. B. ein Mikrocomputerchip, eine ASIC, eine programmierbareLogiksteuerung (PLC – programmablelogic controller) oder eine ähnlicheVorrichtung. Selbstverständlich kanndie Wendemodulsteuerung 49 ein Teil der Gesamtsteuerung 23 derMedienhandhabungsvorrichtung 13 sein. Bei dem exemplarischenAusführungsbeispiel 27 istdie Steuerung 49 lediglich ein Abschnitt der Logik (Softwareund/oder Firmware), die in die Gesamtsteuerung 23 für die Medienhandhabungsvorrichtung 13 einprogrammiertist. Je nach der Anwendung des exemplarischen Ausführungsbeispiels 27 kanndie Wendesteuerung 49 in einer völlig separaten Logikvorrichtungimplementiert sein.
    [0044] DerMotor 28 wird durch einen Treiber 44 betrieben.Der Treiber 44 beliefert den Motor durch ein Treiberkabel 46 mitLeistung. Der Treiber 44 ist durch ein Leistungskabel 48 miteiner Leistungsversorgung 47 verbunden. Wie es auch beider Wendesteuerung 49 der Fall ist, kann die Leistungsversorgung 47 für den Gleichstrommotor 28 eventuelllediglich die allgemeine Leistungsversorgung 24 umfassen,die eine Leistung an die Medienhandhabungsvorrichtung 13 liefert.Selbstverständlichkann der Motor 28 je nach der Anwendung des Wendemoduls 17 miteiner separaten Leistungsversorgung 47 ausgestattet sein. Beidem exemplarischen Ausführungsbeispiel 27 wirddie Leistung fürden Treiber 44, und folglich den Motor 28, vonder Leistungsversorgung 24 der Medienhandhabungsvorrichtung 13 abgeleitet.Somit ist die Leistungsversorgung für das in 2 gezeigte Wendemodul 47 dieselbewie die Leistungsversorgung fürdie in 1B gezeigte Padierhandhabungsvorrichtung 24.
    [0045] Während derGleichstrommotor 28 durch den Treiber 44 angetriebenwird, ist der Treiber 44 darauf ausgerichtet, dem Motor 28 durcheine Steuerleitung 51 seitens der Steuerung 49 einenspezifischen Strom und eine spezifische Leistungsspannung zu liefern.Die Steuerung 49 stütztihre Anweisungen an den Treiber 44 auf die Ergebnisse eines Steueralgorithmus,der in die Steuerung 49 einprogrammiert ist. Die Steuerung 49 stelltdie Motorgeschwindigkeit auf der Basis einer Reihe von voreingestelltenWerten und auf der tatsächlichenaktuellen Geschwindigkeit des Motors 28, wie sie durchdie von dem Codierer 41 empfangene Rückkopplung angegeben ist, ein.
    [0046] Imfolgenden wird nun die grundlegende Funktionsweise des exemplarischenAusführungsbeispiels 27 beschrieben.Bei der Beschreibung der Funktionsweise des exemplarischen Ausführungsbeispiels 27 wirdferner ein exemplarisches Ausführungsbeispielfür einenSteueralgorithmus 60 (siehe 3 – 5), der bei der Steuerung 49 desexemplarischen Ausführungsbeispiels 27 verwendetwerden soll, beschrieben.
    [0047] Manbeachte, daß dasFlußdiagrammder 3 – 5 die Architektur, Funktionalität und denBetrieb einer möglichenImplementierung der Wendemodulsteuersoftware zeigt. Diesbezüglich stelltjeder Block ein Modul, Segment oder einen Abschnitt eines Codesdar, das bzw. der eine oder mehrere ausführbare Anweisungen zum Implementierender spezifizierten Logikfunktionen(en) umfaßt. Es sei ebenfalls erwähnt, daß die inden Blöckenangegebenen Funktionen bei manchen alternativen Implementierungen auchin einer anderen Reihenfolge als der in den 3 – 5 angegebenen stattfindenkönnen.Beispielsweise könnenzwei Blöcke,die in den 3 – 5 nacheinander gezeigt sind,in der Tat im wesentlichen gleichzeitig ausgeführt werden, oder die Blöcke können manchmalin der umgekehrten Reihenfolge ausgeführt werden, je nach der betreffendenFunktionalität,wie nachstehend nähererläutertwird.
    [0048] Wenndie Medienhandhabungsvorrichtung 13 eingeschaltet wird,wird das Wendemodul 17 mit Leistung versorgt, und die Steuerung 49 beginnt,den Steueralgorithmus 60 auszuführen.
    [0049] Dieerste Phase des Steueralgorithmus 60 ist eine Initialisierungsroutine 61.Bei der Initialisierungsroutine 61 gibt der Steueralgorithmus 60 eine Anweisungan den Treiber 44 aus, den Wendemotor 28 zu starten(Block 62) und anschließend die Geschwindigkeit desGleichstrommotors 28 inkremental zu erhöhen (Block 63). DieSteuerung 49 überwacht dieGeschwindigkeit des Motors 28 durch die Rückkopplung 52 desCodierers 41 (Block 64). Die Steuerung 49 istmit einer Zielmotorgeschwindigkeit vorprogrammiert, und auf einEmpfangen von Daten überdie Geschwindigkeit des Gleichstrommotors 28 von dem Codierer 41 hinvergleicht sie die tatsächlicheGeschwindigkeit des Gleichstrommotors 28 mit der Zielgeschwindigkeit(Block 65). Die Steuerung 49 muß nichtjedes Signal, das von dem Codierer 41 gesendet wird, mitder Zielgeschwindigkeit vergleichen. Vielmehr tastet die Steuerung 49 dieGeschwindigkeit vorzugsweise mittels eines Zeitgebers ab, so daß der Vergleichimmer im Abstand einer bestimmten Anzahl von Millisekunden erfolgt.Die Zeit zwischen Abtastwerten ist üblicherweise als die „Abtastperiode" bekannt.
    [0050] Wiebei Block 66 gezeigt ist, weist die Steuerung 49 denTreiber 44 an, die Geschwindigkeit des Motors 28 weiterhinzu erhöhen,falls die tatsächliche Geschwindigkeitdes Motors 28 geringer ist als die Zielgeschwindigkeit.Die Geschwindigkeit des Motors 28 wird gesteuert, indemdie an den Motor 28 angelegte Spannung eingestellt wird.Das heißt,daß, falls einezusätzlicheGeschwindigkeit gewünschtwird, der Treiber 44 die an den Motor 28 angelegteSpannung erhöht.Falls die tatsächlicheGeschwindigkeit des Motors gleich der Zielgeschwindigkeit ist, fährt derAlgorithmus 60 fort und weist den Treiber 44 nicht an,die Geschwindigkeit des Gleichstrommotors 28 zu inkrementieren.
    [0051] Wenndie Geschwindigkeit des Motors 28 festgestellt ist, stelltdie Initialisierungsroutine 61 anschließend das Drehmoment des Motors 28 ein.Bei manchen Ausführungsbeispielenkann der Algorithmus zum Einstellen des Drehmoments des Motors 28,wie nachstehend beschrieben wird, parallel zu der oben erläutertenGeschwindigkeitseinstellroutine betrieben werden. Bei dem exemplarischenAusführungsbeispielwird jedoch zuerst die Motorgeschwindigkeit festgestellt, bevorder Algorithmus beginnt, das entsprechende Motordrehmoment einzustellen.
    [0052] DerTreiber 44 weist vorzugsweise die Fähigkeit auf, den Strom sowiedie Spannung, der bzw. die währenddes Betriebs an den Motor 28 geliefert wird, einzustellen.Ein Einstellen des an den Motor 28 gelieferten Stroms stelltdas Drehmoment ein, das der Motor 28 auf ein Materialblatt 38 ausübt, dasdurch das Wendemodul 17 wandert. Das Hauptziel dieses Abschnittsder Initialisierungsroutine 61 besteht darin, einen maximalenStrom einzustellen, der währenddes Betriebs an den Motor 28 angelegt wird. Dieser maximaleStrom ist selbstverständlichgleichbedeutend mit einem maximalen Drehmoment, das der Motor andas Blattmaterial 38, das durch das Wendemodul 17 gehandhabtwird, anlegt. Da ein Ziel währendeines normalen Betriebs des Wendemoduls darin besteht, kein Materialblatt 38 vorzeitigvon der Bilderzeugungsvorrichtung 11 wegzuziehen, wirdder maximale Strompegel vorzugsweise eingestellt, bevor das Blattmaterial 38 durchdie Bilderzeugungsvorrichtung 11 bewegt wird. Wie Fachleuteerkennen werden, hängtder maximale Strom nicht nur von dem jeweiligen verwendeten Motor 28 ab,sondern auch von der jeweiligen verwendeten Bilderzeugungsvorrichtung 11 undden jeweiligen verwendeten Wenderollen 37a, 37b.
    [0053] ImBetrieb beginnt die Stromeinstellroutine damit, daß der Motor 28 miteinem sehr hohen Strom versorgt wird (Block 67). DieserPegel des Anfangsstroms hängtgrößtenteilsvon dem spezifischen Motor 28 ab, der bei dem exemplarischenAusführungsbeispiel 27 verwendetwird. Anschließendwird der Treiber 44 durch die Initialisierungsroutine 61 angewiesen,den an den Motor 28 gelieferten Strom allmählich zuverringern (Block 68). Vorzugsweise verringert der Treiber 44 diegelieferte Strommenge im Abstand einer bestimmten Anzahl von Millisekunden (z.B. alle 20 Millisekunden (ms)) um einen festgelegten, willkürlichengeringen Betrag (Delta1). Nachdem der Stromverringert ist, prüftdie Routine während derVerzögerungvon 20 ms die Geschwindigkeit des Motors 28 (Block 69)und vergleicht die Motorgeschwindigkeit mit der Zielgeschwindigkeit(Block 70). Falls die Geschwindigkeit des Motors 28 dieZielgeschwindigkeit unterschreitet, ist die Routine abgeschlossen.Falls die Geschwindigkeit des Motors 28 jedoch konstantbei der Zielgeschwindigkeit bleibt, fährt die Routine fort, und derTreiber 44 verringert die an den Motor 28 gelieferteStrommenge noch weiter (Block 71).
    [0054] Wenndie Geschwindigkeit des Motors 28 den Zielgeschwindigkeitswertunterschreitet, bedeutet dies, daß der an den Motor 28 gelieferteStrom nicht ausreichend ist, um den Motor 28 weiterhinbei der Zielgeschwindigkeit arbeiten zu lassen. Die Initialisierungsroutine 61 erhöht anschließend denan den Motor 28 gelieferten Strom zurück auf den vorherigen Stromwert,indem sie Delta1 zu dem Strom hinzufügt (Block 72).Dieser Strompegel ist der minimale Strom, der benötigt wird,um das System zu bewegen, ohne daß sich ein Blattmaterial 38 indem System befindet (lediglich die Rollen 37a, 37b).Dieser Strompegel kann als „Imin" bezeichnetwerden.
    [0055] DerStrom Imin liefert dem Motor 28 nichtgenügendDrehmoment, um den Motor 28 zu starten und um während desBetriebs Blattmaterial 38 durch das exemplarische Ausführungsbeispiel 27 zubewegen. Füreinen normalen Betrieb erhöhtdie Initialisierungsroutine 61 des exemplarischen Ausführungsbeispiels 27 denan den Motor 28 gelieferten Strom um einen derartigen Betrag(Delta2), daß der gelieferte Strom gleichImin + Delta2 ist.Dieser Stromwert kann als die „Stromgrenze" bezeichnet werden.Die Stromgrenze ist der maximale Strom, der während des Betriebs des bevorzugtenAusführungsbeispiels 27 verwendetwird. Die Strom grenze stellt auch die Drehmomentgrenze des Motors 28 während desBetriebs dar (Block 73).
    [0056] DerBetrag, um den der minimale Strom (Imin) erhöht wird(Delta2), ist ein Wert, der von Fachleuten ohneweiteres experimentell bestimmt werden kann. Das durch den Motor 28 unterder Stromgrenze ausgeübteDrehmoment ist vorzugsweise ein ausreichendes Drehmoment, um denMotor 28 zu starten, die Rollen 37a, 37b zudrehen und währenddes Betriebs Blattmaterial 38 während des Betriebs durch dasWendemodul 17 zu transportieren. Somit kann man durch Experimentierenden entsprechenden Wert von Delta2 bestimmen,um die entsprechende Stromgrenze zu ergeben. Bei dem exemplarischen Ausführungsbeispiel 27 istdie Stromgrenze vorzugsweise nicht so viel Strom, daß ein Stück Blattmaterial 38 desWendemoduls 17 aus der Bilderzeugungsvorrichtung 11 gezogenwird.
    [0057] Wenndie Geschwindigkeit des Motors 28 und das Drehmoment desMotors 28 eingestellt sind, ist die Initialisierungsroutine 61 abgeschlossen.Im Grunde ist diese Initialisierungsroutine 61 eine Kalibrierungsprozedurfür dasWendemodul 17 des exemplarischen Ausführungsbeispiels 27.Bei dem exemplarischen Ausführungsbeispiel 27 wirddiese Kalibrierungsprozedur beispielhafterweise lediglich einmal durchgeführt. Beiden aktuellen Implementierungen eines Wendemoduls mit einem Schrittmotorwerden zwischen jedem Materialblatt, das durch das Wendemodul gehandhabtwird, ähnlicheKalibrierungsprozeduren benötigt.Die Tatsache, daß dasexemplarische Ausführungsbeispiel 27 eineInitialisierungsroutine 61 lediglich einmal durchführt, erhöht die Geschwindigkeit,mit der ein Wendemodul 17 arbeiten kann, gegenüber einem ähnlichenWendemodul, das einen Schrittmotor aufweist, beträchtlich.
    [0058] Nachdemdas Drehmoment bei der Initialisierungsroutine 61 eingestelltwurde, bleibt das Drehmoment fürden Rest des Betriebs des exemplarischen Ausführungsbeispiels 27 vor zugsweiseauf diesem Pegel. Jegliche Einstellungen, die an dem Motor 28 durchgeführt werden,werden vorzugsweise durch Einstellungen der an den Motor 28 gelieferten Spannungbewerkstelligt.
    [0059] Nachdemder Gleichstrommotor 28 einen stabilen Geschwindigkeitswerterreicht hat, der gleich der Zielgeschwindigkeit ist, und nachdemein entsprechendes Drehmoment eingestellt wurde, kann der Betriebdes Wendemoduls 17 beginnen (Block 75). Anfänglich istdas exemplarische Ausführungsbeispielder Wendesteuerung 49 mit einem Systemzeitgeber bzw. einemSystemtakt ausgestattet. Dies kann optional ein Systemtakt für die Papierhandhabungsvorrichtungssteuerung 23 sein.Ungeachtet dessen beginnt der Algorithmus 60 zum Steuerndes Wendemoduls 17 einen normalen Betrieb, indem er denZeitgeber abliest (Block 76) und einen anfänglichenZeitgeberwert aufzeichnet. Anschließend beginnt der Algorithmus 60,den aktuellen Zeitgeberwert mit dem anfänglichen Zeitgeberwert zu vergleichen.Falls die Differenz zwischen diesen beiden Zeitgeberwerten wenigerals 100 ms beträgt,fährt derAlgorithmus 60 fort, den Zeitgeber zu prüfen und dieZeitgeberwerte zu vergleichen. Erst wenn die Differenz zwischendem anfänglichenZeitgeberwert und dem aktuellen Zeitgeberwert größer als oder gleich 100 msist, darf der Algorithmus 60 fortfahren (Block 77).
    [0060] Nachdemder geeignete Zeitgeberwert erreicht ist, leitet der Algorithmus 60 eineLeseroutine ein. Bei einem Gleichstrommotor 28 ist eineLeseroutine nur einmal alle 100 ms notwendig, oder, bei manchenAusführungsbeispielen,sogar nur einmal in einem längerenZeitraum. Dies stellt noch einen weiteren Vorteil der Verwendungeines Gleichstrommotors im Gegensatz zu einem Schrittmotor dar.Optional kann die Verzögerungbei der Durchführungder Routine 60 auf der Grundlage der einzelnen Parameter desvorliegenden Systems feinabgestimmt werden. Somit könnte dieLeseroutine häufigerals einmal alle 100 ms oder auch weniger häufig, je nach Wunsch, durchgeführt werden.Man wärein der Lage, die entsprechende Verzögerung für ein gegebenes System aufder Grundlage von Erfahrung und/oder Experimentieren zu bestimmen.Bei der beispielhaften Umgebung 10 und der beispielhaftenMedienhandhabungsvorrichtung 13 ist jedoch einmal alle100 ms ausreichend.
    [0061] Wennder Zeitgeber seine Schwelle erreicht, beginnt der Algorithmus 60 dieLeseroutine, indem er die Anzahl von Pulsen, die pro Sekunde durchden Codierer 41 emittiert werden, liest (Block 78).Diese Eingabe wird dann durch ein digitales Filter geführt (Block 79),um ein Rauschen in dem System herauszufiltern. Die gefilterten Datenwerden mit einer Nachschlagtabelle für den Codierer 41 verglichen, umbei der Geschwindigkeit des Motors 28 anzugelangen (Block 81).
    [0062] DerAlgorithmus 60 ist mit einer Zielmotorgeschwindigkeit ausgestattet,die auf dem Drehmoment und der Beschleunigung, das bzw. die für das Blattmaterialgewünschtist, beruht. Wie oben erwähnt wurde,werden die Daten aus dem Codierer 41 in eine Motorgeschwindigkeitumgewandelt (Block 81), und dieser Wert wird mit dem Zielmotorgeschwindigkeitswertverglichen (Block 82). Falls die Geschwindigkeit des Motors28 dem Ziel gleicht (Block 83), ist keine Geschwindigkeitseinstellungnotwendig, und der Algorithmus 60 kehrt zu der Zeitgeberroutinezurück.Falls die Geschwindigkeit des Motors 28 jedoch nicht gleichder gewünschtenZielgeschwindigkeit ist, leitet der Algorithmus eine Einstellroutine 84 ein.
    [0063] DieZielgeschwindigkeit wird aus einer Kenntnis der Geschwindigkeitberechnet, bei der gewünschtwird, daß sichdas Blattmaterial 38 bewegen läßt (bei dem obigen Beispiel300 m/s). Wenn diese Geschwindigkeit und das Übersetzungsverhältnis bekanntsind, könnenFachleute ohne weiteres die Zielmotorgeschwindigkeit berechnen.
    [0064] DieEinstellroutine beginnt damit, die Differenz zwischen der Zielgeschwindigkeitund der tatsächlichenGeschwindigkeit zu nehmen (Block 85). Diese Differenz kannals Fehlerwert gesehen werden. Dieser Fehlerwert wird anschließend aneine PID-Steuerroutine (PID = proportional-integralderivative) übertragen(Block 86). Allgemein beschrieben, berechnet die PID-Steuerroutinevorzugsweise eine Veränderungder Motorgeschwindigkeit auf der Basis des Fehlerwerts unter Verwendungder folgenden Formel: (Kd·dΔS/dt) + (Ki·∫ΔSdt) + Kp·Δ5. In derFormel sind Kd, Ki und Kp konstante Werte oder „Zuwächse". Der Begriff ΔS spiegelt den Fehlerwert wider;dΔS/dt istdie Ableitung, bezogen auf die Zeit, des Fehlerwerts; und ∫ΔSdt ist dasIntegral, bezogen auf die Zeit, des Fehlerwerts. Somit kann dieKonstante Kp als proportionaler Zuwachs; Kd als Ableitungszuwachs;und Ki als integraler Zuwachs betrachtet werden. Die obige PID-Gleichungkann viele Formen annehmen, und es können auch andere Fehlerkorrekturalgorithmenverwendet werden.
    [0065] Wieoben erwähntwurde, ist die Ausgabe der PID-Steuerroutineein Einstellwert fürden Gleichstrommotor 28. Dieser Einstellwert spiegelt wider,um wieviel die Motorgeschwindigkeit erhöht oder verringert werden sollte,um die Geschwindigkeit des Motors 28 zu dem Zielwert zurückzubewegen.Der Einstellwert wird anschließendin eine Begrenzungsroutine eingegeben (Block 87), so daß die Geschwindigkeitdes Motors 28 nicht unter eine bestimmte Schwelle abfällt oder über einebestimmte Schwelle erhöhtwird. Falls der Einstellwert zwischen voreingestellten Grenzwertenfür dieMotorgeschwindigkeit liegt, wird die Geschwindigkeit des Motors 28 umden Einstellbetrag eingestellt (Block 88). Diese Einstellungwird vorzugsweise dadurch bewerkstelligt, daß die Steuerung 49 diean den Motor 28 gesandte Spannungsmenge verändert. Dierichtige Spannungsmenge wird in der Regel aus einer Nachschlagtabellein der Steuerung 49 erhalten. Wenn die Motorgeschwindigkeiteinge stellt ist, schließtdie Einstellroutine, und der Algorithmus 60 fährt entlangseinem Weg fort.
    [0066] AmEnde des Algorithmus 60 führt der Algorithmus 60 einePrüfungdurch, um zu sehen, ob durch den Benutzer ein Motor-Aus-Signal erzeugt wurde(Block 89). Falls kein Aus-Signal erfaßt wird, kehrt der Algorithmus 60 zuder Zeitgeberroutine zurück.Falls ein Aus-Signal erfaßtwird, wird der Motor 28 selbstverständlich durch den Algorithmus 60 abgeschaltet.
    [0067] DerSteueralgorithmus kann in Hardware, Software, Firmware oder einerKombination derselben implementiert sein. Bei manchen Ausführungsbeispielenist der Steueralgorithmus in Software oder Firmware implementiert,die in einem Speicher gespeichert ist und durch ein geeignetes Anweisungsausführungssystemausgeführtwird. Falls es in Hardware implementiert ist, wie bei einem alternativen Ausführungsbeispiel,kann das Steuersystem mit einer beliebigen einer Kombination derfolgenden Technologien, die alle in der Technik hinreichend bekanntsind, implementiert sein mit (einer) diskreten Logikschaltung(en),die Logikgatter zum Implementieren der Logikfunktionen auf Datensignalehin aufweist bzw. aufweisen, mit einer anwendungsspezifischen integriertenSchaltung (ASIC), die entsprechende kombinatorische Logikgatteraufweist, mit (einem) programmierbaren Gatterarray(s) (PGA), einemfeldprogrammierbaren Gatterarray (FPGA) usw.
    [0068] DerSteueralgorithmus, der eine geordnete Auflistung von ausführbarenAnweisungen zum Implementieren von Logikfunktionen aufweist, kannin einem beliebigen computerlesbaren Medium zur Verwendung durchein oder in Verbindung mit einem bzw. einer Anweisungsausführungssystem,-vorrichtung oder -gerät,beispielsweise einem computerbasierten System, einem einen Prozessorenthaltenden System oder einem anderen System verkörpert sein, dasdie Anweisungen von dem bzw. der Anweisungsausführungssystem, -vorrichtungoder -gerätabrufen und die Anweisungen ausführenkann. Im Kontext dieses Dokuments kann ein „computerlesbares Medium" eine beliebige Einrichtungsein, die das Programm zur Verwendung durch das bzw. die oder in Verbindungmit dem bzw. der Anweisungsausführungssystem,-vorrichtung oder -gerätenthalten, speichern, kommunizieren, weiterverbreiten oder transportierenkann. Das computerlesbare Medium kann beispielsweise ein (e) elektronische(s),magnetische(s), optische(s), elektromagnetische(s), Infrarot- oderHalbleitersystem, -vorrichtung oder -gerät oder ein Ausbreitungsmediumsein, ist jedoch nicht auf dieselben beschränkt. Spezifischere Beispiele (einenicht erschöpfendeListe) des computerlesbaren Mediums enthalten folgende: eine elektrische Verbindung(elektronisch), die einen oder mehrere Drähte aufweist, eine tragbareComputerdiskette (magnetisch), einen Direktzugriffsspeicher (RAM) (elektronisch),einen Nur-Lese-Speicher (ROM) (elektronisch), einen löschbarenprogrammierbaren Nur-Lese-Speicher (EPROM oder Flash-Speicher) (elektronisch),einen Lichtwellenleiter (optisch) und einen tragbaren Compact-Disk-Nur-Lese-Speicher (CDROM)(optisch).Man beachte, daß dascomputerlesbare Medium sogar Papier oder ein anderes geeignetesMedium sein könnte,auf das das Programm gedruckt ist, da das Programm elektronischaufgenommen, beispielsweise überein optisches Scannen des Papiers oder des anderen Mediums, daraufhin zusammengestellt,interpretiert oder auf andere geeignete Weise verarbeitet werdenkann, falls nötig, unddann in einem Computerspeicher gespeichert werden kann.
    权利要求:
    Claims (19)
    [1] System zum Handhaben eines Blattmaterials (38),wobei das System folgende Merkmale aufweist: eine Welle zumBeschleunigen eines Blattmaterials (38); und ein Antriebssystemzum Veranlassen der Welle, sich zu drehen, wobei das Antriebssystemeinen Gleichstrommotor (28) aufweist, der konfiguriertist, um die Welle anzutreiben.
    [2] System gemäß Anspruch1, bei dem das Antriebssystem ferner folgende Merkmale aufweist: einendem Gleichstrommotor (28) zugeordneten Codierer (41)zum Sammeln von Informationen bezüglich einer Geschwindigkeitdes Gleichstrommotors (28); eine Steuerung (23)zum Empfangen der Informationen von dem Codierer (41) undzum Ausführeneines Algorithmus, um den Betrieb des Gleichstrommotors (28)zu beeinflussen; und einen Treiber zum Verteilen von Leistungan den Gleichstrommotor (28) auf der Basis einer Eingabe vonder Steuerung (23).
    [3] System gemäß Anspruch1 oder 2, bei dem der Gleichstrommotor (28) ein bürstenloserGleichstrommotor ist.
    [4] System gemäß einemder Ansprüche1 bis 3, bei dem die Welle und das Antriebssystem in einer Wendevorrichtungenthalten sind, wobei die Wendevorrichtung ferner in einer Medienhandhabungsvorrichtung(13) untergebracht ist, die neben einer Bilderzeugungsvorrichtung(11) angeordnet ist.
    [5] System gemäß einemder Ansprüche2 bis 4, bei dem das Blattmaterial (38) Papier umfaßt.
    [6] System gemäß Anspruch5, bei dem die Welle ein Reibungsbauelement umfaßt, das derart konfiguriertist, daß dieWelle das Papier durch einen Kontakt zwischen dem Reibungsbauelementund dem Papier beschleunigt.
    [7] System gemäß einemder Ansprüche2 bis 6, bei dem der Algorithmus konfiguriert ist, um die Informationenvon dem Codierer (41) zu empfangen, einen Fehlerwert, derder Differenz zwischen einer tatsächlichen Geschwindigkeit desMotors und einer Zielgeschwindigkeit des Motors entspricht, zu berechnen,und die Geschwindigkeit des Motors um einen Betrag, der der Ausgabeeines Proportional-Integral-Differential-Rückkopplungssteuerungsystems, dasden berechneten Fehlerwert verwendet, entspricht, einzustellen.
    [8] System gemäß Anspruch7, bei dem die Motorgeschwindigkeit durch den Algorithmus eingestellt wird,indem die an den Motor gelieferte Spannung gesteuert wird.
    [9] System gemäß Anspruch8, bei dem das System in Verbindung mit einer Computerdruckervorrichtungverwendet wird, derart, daß dasBlattmaterial (38) durch die Welle von der Computerdruckervorrichtungaufgenommen wird.
    [10] Papierhandhabungssystem zum Beschleunigen einesBlattmaterials (38), das folgende Merkmale aufweist: eine Einrichtungzum Ausübeneiner Kraft auf das Blattmaterial (38); einen mitder Ausübungseinrichtungverbundenen Gleichstrommotor (28), wobei der Gleichstrommotor derAus übungseinrichtungermöglicht,zu bewirken, daß sichdas Blattmaterial (38) bewegt; eine Einrichtung zumLiefern von Rückkopplungsdaten über eineGeschwindigkeit des Gleichstrommotors (28); und eine Einrichtungzum Steuern des Gleichstrommotors (28) ansprechend aufdie Rückkopplungseinrichtung,wobei die Steuereinrichtung eine an den Gleichstrommotor (28)gelieferte Spannung einstellt.
    [11] System gemäß Anspruch10, bei dem die Ausübungseinrichtungeine Welle umfaßt,die ein Reibungsbauelement aufweist, das sich in Kontakt mit demzu bewegenden Blattmaterial (38) befindet.
    [12] System gemäß Anspruch11, bei dem die Steuereinrichtung die an den Motor gelieferte Spannungeinstellt, um die Geschwindigkeit des Motors nahe einem Zielgeschwindigkeitswertzu halten.
    [13] System gemäß Anspruch12, bei dem die Steuereinrichtung einen an den Motor gelieferten Stromeinstellt, um ein durch den Motor erzeugtes Drehmoment zu steuern.
    [14] Verfahren zum Beschleunigen eines Blattmaterials(38), das folgende Schritte aufweist: Bereitstelleneines Gleichstrommotors (28), der mit einer Drängwelleverbunden ist; Aufnehmen eines Blattmaterials (38)an der Drängwelle;und Beschleunigen des Blattmaterials (38), durch einen Kontaktmit der Drängwelle,auf eine Geschwindigkeit, die einer Geschwindigkeit des Gleichstrommotors(28) entspricht.
    [15] Verfahren gemäß Anspruch14, das ferner folgende Schritte aufweist: Überwachen der Geschwindigkeitdes Gleichstrommotors (28); und Einstellen der Geschwindigkeitdes Gleichstrommotors (28), um ein ungefähr konstantesDrehmoment, das an das Blattmaterial (38) angelegt wird,aufrechtzuerhalten.
    [16] Verfahren gemäß Anspruch15, bei dem das Überwachenfolgende Schritte umfaßt: Lieferneines an den Gleichstrommotor (28) angefügten Codierers(41), wobei der Codierer mit einem Sensor ausgestattetist, der in der Näheeiner Antriebswelle (29) des Gleichstrommotors (28)positioniert ist; Lesen einer Geschwindigkeit der Antriebswelle(29) mit dem Sensor, wobei die Geschwindigkeit der Antriebswelle(29) einer Geschwindigkeit des Gleichstrommotors (28)entspricht; und Senden von Informationen bezüglich derGeschwindigkeit des Gleichstrommotors (28) von dem Codierer(41) an eine Steuerung (23).
    [17] Verfahren gemäß Anspruch16, bei dem das Einstellen folgende Schritte umfaßt: Empfangender Informationen bezüglichder Geschwindigkeit des Gleichstrommotors (28), die von demCodierer (41) an die Steuerung (23) gesandt werden; Berechneneines Fehlerwerts durch Vergleichen der Geschwindigkeit des Gleichstrommotors (28)mit einer Zielgeschwindigkeit; und Berechnen einer Einstellung,die an der Geschwindigkeit des Gleichstrommotors (28) durchgeführt werdenmuß, umden Fehlerwert zu minimieren.
    [18] Verfahren gemäß Anspruch17, bei dem die Einstellberechnung folgende Schritte umfaßt: Verwendeneiner Proportional-Integral-Differential-Gleichung, um einen ersten Einstellwertals Funktion des Fehlerwerts zu erzeugen; Berechnen eines zweitenEinstellwerts, der einem Betrag einer Spannungsänderung an dem Motor auf derBasis des ersten Einstellwerts entspricht; und Bewirken, daß die anden Gleichstrommotor (28) gesandte Spannung um einen Betrag,der dem zweiten Einstellwert entspricht, modifiziert wird.
    [19] Verfahren gemäß Anspruch18, bei dem die Proportional-Integral-Differential-Gleichungdie Form (Kd·dΔS/dt) + (Ki·∫ΔSdt) + Kp·ΔS aufweist,wobei Kd, Ki und Kp Konstanten sind, ΔS der Fehlerwert ist, dΔS/dt dieAbleitung, bezogen auf die Zeit, des Fehlerwerts ist, und ∫ΔSdt das Integral,bezogen auf die Zeit, des Fehlerwerts ist.
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    同族专利:
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    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2004-12-30| OP8| Request for examination as to paragraph 44 patent law|
    2009-05-20| 8364| No opposition during term of opposition|
    2010-12-16| 8339| Ceased/non-payment of the annual fee|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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