(57)【要約】  包装用緩衝材を製造するための製造機（１０）は、一般に、第１の速度で基材シート（１８）を連続的に送る第１の送り機構（１２）であって、モータとその電源とを含む第１の送り機構（１４）と、第１の送り機構からシートを受け取って、第２の速度でシートを送る第２の送り機構と、連続シート間の所望の程度の重なりを形成するために、第１の速度および第２の速度の少なくとも一方を制御するための制御ユニット（１６）と、モータによって取り出される電気量を測定するセンサとを備える。制御ユニットは、センサ（１１２）からの信号が所定値以上の値を有する場合に、モータが電源から取り出す電気量を調節する。
2013530068.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
包装用緩衝材を製造するための製造機であって、
（ａ）第１の速度で基材シートを連続的に送る第１の送り機構であって、モータとその電源とを含み、前記モータは前記第１の送り機構が前記シートを送る時に前記電源からさまざまな電気量を取り出すことができる第１の送り機構と、
（ｂ）前記第１の送り機構から前記シートを受け取って、第２の速度で前記シートを送る第２の送り機構と、
（ｃ）連続シート間の所望の程度の重なりを形成するために、前記第１の速度および前記第２の速度の少なくとも一方を制御するための制御ユニットと、
（ｄ）前記モータから取り出される電気量を測定するセンサであって、前記モータから取り出された電気量を表す信号を生成して、前記信号を前記制御ユニットに伝達するような構造および配置のセンサと
を備え、
前記制御ユニットは、前記センサからの前記信号が所定値以上の値を有する場合に、前記モータが前記電源から取り出す電気量を調節するような構造および配置である、製造機。
【請求項２】
前記第２の送り機構が、前記シートを単位包装用緩衝材に加工する皺加工機構である、請求項１に記載の製造機。
【請求項３】
前記製造機が、単位包装用緩衝材を連続して接合する構造であり、
単位包装用緩衝材の連続体は、連続シート間の重なりの前記程度に比例する密度を有する、請求項２に記載の製造機。
【請求項４】
前記皺加工機構が、シートを挟んで圧縮することによって単位包装用緩衝材に加工する１組の圧縮部材を備える、請求項２に記載の製造機。
【請求項５】
前記皺加工機構が、連続シート間の前記重なりの位置でシートを皺加工することによって前記単位包装用緩衝材を接合する１組の圧縮部材を備える、請求項３に記載の製造機。
【請求項６】
前記シートが、長さ寸法と幅寸法とを有し、
前記製造機はさらに、シートの幅寸法を小さくするために、少なくとも一部が前記送り機構と前記皺加工機構との間に配置される収束装置を含む、
請求項３に記載の製造機。
【請求項７】
前記シートが、１組の対向側辺を有し、
前記収束装置により、前記側辺が互いに向かって収束され、
前記皺加工機構は、前記収束された側辺を皺加工する、
請求項６に記載の製造機。
【請求項８】
それぞれの単位包装用緩衝材が、中央領域に隣接する１組の端部領域を備え、
前記端部領域は、連続シート間の前記重なりに対応し、
前記収束装置により、前記側辺が前記端部領域内で互いに向かって収束され、
前記皺加工機構は、隣接する単位緩衝材の端部領域を一緒に皺加工して、前記単位包装用緩衝材を接合する、
請求項７に記載の製造機。
【請求項９】
前記第１の速度が前記第２の速度より速く、
任意の２枚の連続シート間の重なりの前記程度は、０％より大きく１００％未満である、
請求項１に記載の製造機。
【請求項１０】
前記単位包装用緩衝材が、それぞれの単位包装用緩衝材が隣接する単位包装用緩衝材から摺動分離可能なように接合される、請求項１に記載の製造機。
【請求項１１】
前記単位包装用緩衝材が、連続シート間の前記重なりの位置で前記シートを皺加工することで得られる摩擦嵌着によって接合される、請求項１に記載の製造機。
【請求項１２】
前記制御ユニットが、制御装置および、前記制御装置と通信している調節装置を含み、
前記調節装置は、前記モータの前記電源と電気的に連絡しており、前記制御装置によるコマンドに基づいて前記モータが前記電源から取り出す電気量を制限する構造である、
請求項１に記載の製造機。
【請求項１３】
前記調節装置がさらに、前記制御装置によるコマンドに基づいて前記モータが前記電源から取り出す電気量の上限および下限を定めて、前記制御装置によってコマンドが出された時に、所定間隔で前記上限と下限との間で振れる構造である、請求項１２に記載の製造機。
【請求項１４】
前記制御装置が、前記調節装置に、
前記センサからの前記信号が前記所定値以上の値を有する場合に、前記モータが前記電源から取り出す電気量を制限させ、
前記センサからの前記信号が前記所定値未満の値を有する場合に、前記制限を解除させる構造である、請求項１２に記載の製造機。
【請求項１５】
前記センサが、
前記電源と電気的に連絡している電流検出抵抗器と、
前記抵抗器によって検出された電流に基づいて前記信号を生成する信号生成装置と
を備える、請求項１に記載の製造機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全般的には、包装材料に関し、特に、紙などの選択された基材シートから包装用緩衝材を製造するための製造機およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
紙から包装用緩衝材を製造するための製造機は当技術分野では周知である。該製造機は、通常、ロールから紙ウェブを引き出して、紙を包装用緩衝材に加工するように紙ウェブを操作して、緩衝材を所望の長さの部分に切断することによって動作する。
【０００３】
該製造機は、多くの用途で広く使用され、商業的に成功したが、機能性を改善する必要がある。例えば、紙ロールは、かなり重く、持ち上げにくく、緩衝材加工機に載せにくい傾向がある。紙ロールから製造できる緩衝材の容積は、大容量包装作業での重量の不利点をカバーできるが、小容量包装作業では、もっと軽量で扱いやすい代替物が好ましい。
【０００４】
さらに、ロール送り型製造機の切断機構は、所望の長さの緩衝材を製造する実現可能な手段となるが、この機構は該製造機の設計および動作の両方において継続的に安全上の注意が必要である。
【０００５】
このため、本発明の譲受人であるＳｅａｌｅｄ  Ａｉｒ社（ＵＳ）は、切断または目打ち機構を使用せずに、所望の長さの包装用緩衝材を製造できるように、個々の紙シートを接合することによって所望の長さの包装用緩衝材を製造する製造機を開発した。さらに、米国特許出願第１２／５８３，７４９号明細書に記載されている該製造機により、得られる包装用緩衝材の密度を、包装される物の重量や種類に適するように、要求に応じて変更することができる。これは、得られる包装用緩衝材を所望の密度になるように、シートを所望の程度に重ね合わせることで達成される。
【０００６】
米国特許出願第１２／５８３，７４９号明細書に記載されている製造機で明らかにされている改良点の１つは、特に、高密度の包装用緩衝材を製造する際の紙シートの追跡および取り扱いに関する。一般に、包装用緩衝材の密度は、連続シート間の重なりの程度に比例する。したがって、隣接するシート間の重なりが大きいほど、得られる緩衝材の密度は高くなる。しかしながら、重なりの一定の時点を超えると、紙シートの前進運動に対する抵抗が大きくなり、その結果、シートの追跡が悪くなり、シートの波打ち、ひいてはシート詰まりが生じて、このシート詰まりを取り除くために製造機を停止しなければならず、このことで紙が浪費され、製造時間にロスが生じることになることが分かった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
当技術分野において、紙詰まりを低減するまたは防ぐとともに、高密度の包装用緩衝材を製造することができるようなシート送り式包装用緩衝材製造機の改良が必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述の必要性は、本発明によって満たされる。本発明は、一態様において、包装用緩衝材を製造するための製造機であって、
（ａ）第１の速度で基材シートを連続的に送る第１の送り機構であって、モータとその電源とを含み、モータは第１の送り機構がシートを送る時に電源からさまざまな電気量を取り出すことができる第１の送り機構と、
（ｂ）第１の送り機構からシートを受け取って、第２の速度でシートを送る第２の送り機構と、
（ｃ）連続シート間の所望の程度の重なりを形成するために、第１の速度および第２の速度の少なくとも一方を制御するための制御ユニットと、
（ｄ）モータから取り出される電気量を測定するセンサであって、モータから取り出された電気量を表す信号を生成して、信号を制御ユニットに伝達するような構造および配置のセンサと
を備え、
制御ユニットは、センサからの信号が所定値以上の値を有する場合に、モータが電源から取り出す電気量を調節するような構造および配置である、
製造機を提供する。
【０００９】
有利には、モータによって取り出される電気量を測定し、この電気量を紙詰まりの発生を表す所定値と比較して、モータが取り出すことができる電気量を調節することによって、所望の包装用緩衝材の密度となる所望の程度の重なりを達成できるが、それと共にシートのずれやシート詰まりの可能性も低減できる。
【００１０】
本発明の上述および他の態様および特徴は、以下の説明および添付図面を参照することでより理解できるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の包装用緩衝材を製造するための製造機の概略図である。
【図２】図１と同様の概略図であり、包装用緩衝材製造のさまざまな段階における製造機の図である。
【図３】図１と同様の概略図であり、包装用緩衝材製造の一段階における製造機の図である。
【図４】図１と同様の概略図であり、包装用緩衝材製造の一段階における製造機の図である。
【図５】図１と同様の概略図であり、包装用緩衝材製造の一段階における製造機の図である。
【図６】図１と同様の概略図であり、包装用緩衝材製造の一段階における製造機の図である。
【図７】本発明の代替の製造機の平面図である。
【図８】図７に示された製造機のライン８−８に沿って見た斜視図である。
【図９Ａ】図７と同様の平面図であり、包装用緩衝材製造の一段階における例示の製造機の図である。
【図９Ｂ】図７と同様の平面図であり、包装用緩衝材製造の一段階における例示の製造機の図である。
【図１０】図９Ｂの段階で製造された単位包装用緩衝材の連続体の平面図である。
【図１１】図１０に示された単位包装用緩衝材の連続体のライン１１−１１に沿った断面図である。
【図１２】単位包装用緩衝材の１つが単位包装用緩衝材の連続体から分離されていることを除いて、図１０と同様の断面図である。
【図１３】図１〜図１２に示されている製造機の紙詰まりを低減または解消するための制御システムを示した略ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１は、本発明の包装用緩衝材を製造するための製造機１０の概略図である。製造機１０は、第１の送り機構１２と、第２の送り機構１４と、制御ユニット１６とを備える。
【００１３】
図２〜図６に示されるように、第１の送り機構１２は、矢印２０で示された第１の速度で基材のシート１８を連続的に送る（図２）。
【００１４】
第２の送り機構１４は、第１の送り機構１２からシート１８を受け取って、矢印２２で示された第２の速度でシートを搬送する（図３）。第２の送り機構１４によるシート１８の搬送は、例えば、図示されるように、シートを圧縮および／または皺加工することでシートが単位包装用緩衝材２４に加工されるように行われる。したがって、いくつかの実施形態では、第２の送り機構１４は、「皺加工機構」としての働きをする場合がある。
【００１５】
制御ユニット１６は、連続シート１８間の所望の程度の重なり２６を形成するために、第１の速度２０および第２の速度２２のうちの少なくとも一方を制御する（図３）。この重なり２６は、例えば、第２の送り機構１４におけるシートの圧縮および／または皺加工と組み合わせて、単位包装用緩衝材２４の連続体２８を生成するのに使用されてもよい（図４〜図６）。単位包装用緩衝材２４の連続体２８は、連続シート１８間の重なり２６の程度に比例した密度を有するような構造にしてもよい。
【００１６】
シート１８は、紙などの包装用緩衝材に使用するのに望ましい任意の種類の材料を含むことができる。例えば、クラフト紙、ファイバーボード、熱可塑性フィルムなどで、上述の材料の再生形態およびこれらの材料の組み合わせ、例えば、ラミネート紙、コート紙、合成紙などが挙げられる。シートは、所望の寸法、例えば、長さ２０インチと幅１５インチの寸法の任意の所望の形状、例えば、四角形、長方形などにしてもよい。
【００１７】
シート１８は、要望に応じて、任意の形態で、例えば、図示されるようにスタック３０として、または部分的に重ねて、ランダムに、または別々に、製造機１０に供給されるように配置されてもよい。シート１８が図示されるようなスタック状供給部３０として配置される場合、製造機１０はさらに、所望の高さに積み重ねてシートを保持する、すなわち、スタック３０で所望の最大数のシート１８を収容できる構造および寸法の供給トレイ３２を含む。この実施形態が採用される場合、第１の送り機構１２は、供給トレイ３２から第２の送り機構１４にシート１８を送るような配置および構造にしてもよい。そのためには、第１の送り機構１２は、供給部３０からシート１８を送り出す第１の送りローラ３４と、第１の送りローラ３４からシートを受け取って第２の送り機構１４にシートを送る第２の送りローラ３６とを備えてもよい。
【００１８】
第１の送りローラ３４は、送りローラを回転駆動するためにモータ（図面では、概略的にモータ「Ｍ３」で示されている）と連結されてもよい。送りローラ３４は、例えば、図示されるような枢動可能な可動トレイベース３８を含むトレイ３２に対して、固定位置に配置してもよい。トレイベース３８は、例えば、バネ４０を介して、送りローラ３４に向かって付勢される。このようにして、シート１８のスタック状供給部３０が減ると、送りローラがスタックから連続的してシートを送り出すことができるように、シートは絶えず送りローラ３４に対して接触される。
【００１９】
図２〜図６は、比較的最大限のスタック３０を有するトレイ３２を示しており、バネ４０が十分に圧縮され、トレイベース３８がトレイ３２の底部４２とほぼ一直線に並んだ状態になっている。トレイベース３８の枢着部、例えば、図示されているヒンジ部４１は、トレイ３２の底部４２に沿って任意の所望の位置、例えば、図示されるようなバネ４０の反対側に配置されてもよく、または、例えば、可動トレイベース３８が図示されている形よりも短くなるようにバネ４０の近くに配置されてもよい。
【００２０】
可動トレイベース３８ではなく、または可動トレイベース３８の他に、第１の送りローラ３４がスタック３０に向かって可動に付勢されてもよい。
【００２１】
第１の送りローラ３４は、シート１８を進めるのに必要な数の追加の送りローラを伴ってもよい。例えば、図８に示されるように、２つ以上の送りローラ３４がシート１８の幅方向に配置されてもよい（この場合、第１の送りローラ３４は、３４ａと３４ｂの組の送りローラとして示されている）。
【００２２】
例示の実施形態に示されるように、第２の送りローラ３６は、第１の送りローラ３４から、例えば、案内部材４４を介してシート１８を受け取り、その後、シートを第２の送り機構１４に送るように位置決めされる。第２の送りローラ３６は、送りローラを回転駆動するために、モータ（図面では、概略的にモータ「Ｍ１」と示されている）と連結されてもよい。図示されている実施形態では、別々のモータＭ３とＭ１とを使用して、第１の送りローラ３４と第２のローラ３６とをそれぞれ回転駆動するが、その代替形態として、１つだけのモータを使用して、例えば、適切なリンク機構を介して、第１の送りローラ３４および第２の送りローラ３６の両方を回転駆動してもよい。適切なリンク機構として、駆動ベルト（単数または複数）、駆動チェーン（単数または複数）、駆動軸（単数または複数）などが挙げられる。この代替形態は、図２に概略的に示されており、モータＭ１が第１の送りローラ３４と第２の送りローラ３６の両方を回転駆動する。
【００２３】
第２の送りローラ３６は、シート１８を進めるのに必要な数の追加の送りローラを伴ってもよい。例えば、図８に示されるように、２つ以上の送りローラ３６がシート１８の幅方向に配置されてもよい（この場合、第２の送りローラ３６は、３６ａと３６ｂの組の送りローラとして示されている）。
【００２４】
第２の送りローラ３６の回転に対して支持部となってシート１８を第２の送り機構１４に送りやすくする充てがい部材４６を含んでもよい。充てがい部材４６は固定部材としてもよく、ローラ３６の回転に対して摩擦抵抗を生じて、シート１８が充てがい部材４６と摺接した状態でローラ３６と部材４６との間を通りながら、ローラ３６と部材４６との間で圧縮されるようにしてもよい。あるいは、充てがい部材４６は回転部材としてもよく、駆動ローラ３６との回転接触によって受動的に回転するようにしてもよい。さらに別の代替形態として、第２の送りローラ３６と充てがい部材４６との相対位置は、駆動ローラ３６が充てがい部材４６の真下になるように交換されてもよい。この配置は、特に、第１の送りローラと第２の送りローラの両方を回転駆動するのに１つのモータが使用される場合に都合がよい場合がある。
【００２５】
理解できるように、第１の送り機構１２が、全体として、シート１８がシート供給部３０と第２の送り機構１４との間を動く移動経路を決める。簡単に上述したように、第１の送り機構１２はさらに案内部材４４を含んでもよい。例えば、第１の送りローラ３４から第２の送りローラ３６へシートを案内することによって、シートを移動経路に沿って移動するのを容易にするために案内部材４４を含んでもよい。
【００２６】
案内部材４４は、例えば、シート１８が供給部／スタック３０から送られる第１の方向４８からシートが皺加工される第２の方向５０へと、移動経路上のシートの動きを変えるような構造および配置にしてもよい（図２）。このことにより、有利には、製造機１０は、例えば、図示されるように、シート供給部３０を有する供給トレイ３２が第２の送り機構１４の真下に位置するようなコンパクトな構造または「設置面積」を有することができる。
【００２７】
図示されている実施形態では、第２の送り機構１４、第２の送りローラ３６、充てがい部材４６、およびモータＭ１、Ｍ２は、ハウジング５４（破線で示されている）内に収容される。第１の方向４８は、第２の方向５０にほぼ平行および第２の方向５０とほぼ反対方向にして（図２参照）、ハウジング５４が供給トレイ３２のほぼ真上に、例えば、図示されるような積み重ねた構造で位置するようにしてもよい。したがって、案内部材４４は、図示されるように、例えば、約１８０°の曲率の弓状のシート１８の弓状移動経路を形成してもよい。この構造と共に、補助または内側案内部材４５を含んでもよく、図示されるように、案内部材４４によって形成される弓状経路の内側の相補的位置になるようにしてもよい。
【００２８】
上述の実施形態では、第２の送りローラ３６は、第１の送りローラ３４から間接的に、例えば、案内部材４４を介してシート１８を受け取る。あるいは、第１の送り機構１２は、より直線状のシート１８の移動経路を形成してもよく、シートが供給部３０から第２の送り機構１４で皺加工される方向とほぼ同じ方向に進められてもよい。これは、例えば、供給トレイ３２をハウジング５４の真下ではなく、ハウジング５４の横に位置決めすることによって達成できる。この実施形態では、第２の送りローラは、第１の送りローラ３４から実質的に直接、すなわち、案内部材４４を介さずに、シート１８を受け取ることができる。より一般的には、供給トレイ３２とハウジング５４とを任意の所望の相対配向にしてもよい。例えば、トレイ３２とハウジング５４とは、互いに９０°の角度を成して位置決めされてもよく、例えば、ハウジング５４がほぼ水平に配向され、トレイ３２がほぼ垂直に配向されてもよい。
【００２９】
送りローラ３４、３６は、シート１８を搬送するのに適した任意の材料、例えば、金属（例えば、アルミニウム、鋼など）、ゴム、エラストマー（例えば、ＲＴＶシリコーン）、ウレタンなど、これらの材料の組み合わせも含めて、備えてもよい。図示されているようなホイールタイプのローラの代替形態として、送りローラ３４、３６の一方または両方は、１つまたは複数の反転駆動ベルト、駆動バンドなどを備えてもよい。送りローラ３４、３６のさらに別の代替形態として、または送りローラ３４、３６以外に、第１の送り機構１２は、空気圧搬送、静電気搬送、真空搬送などを含む任意の適切なシートハンドリング手段を介してシート１８を搬送してもよい。
【００３０】
第２の送り機構１４は、１組の圧縮部材５２ａ、５２ｂを備え、圧縮部材５２ａ、５２ｂ間でシート１８を圧縮および／または皺加工することによって、シートを単位包装用緩衝材２４に加工するようにしてもよい。圧縮部材５２ａ、５２ｂは、１組の反転ホイール、ベルトなど、または図示されるように、例えば、図３〜図６に示されるように、シート１８を皺加工するために噛み合う半径方向の歯５６を有する１組の反転歯車を備えてもよい。歯５６は、シート１８を破らずに搬送して皺加工できるサイズおよび形状であるのが好ましい。圧縮部材５２ａ、５２ｂおよび歯５６は、シート１８を搬送して皺加工することができる材料で、好ましくは、摩耗に耐えられる十分な靭性を有するがシート１８を損傷しないような任意の材料製にしてもよい。適切な材料が多数ある。例として、超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷＰＥ）、ポリイミド、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）やパーフルオロプロピレンなどのフッ化炭素樹脂、アセタール樹脂、すなわち、単独重合体（例えば、Ｄｅｌｒｉｎ（Ｒ）ポリオキシメチレン）、共重合体、ポリオキシメチレン系樹脂、およびＰＴＦＥ充填アセタール樹脂などの充填／含浸グレードのような高分子材料、アルミニウム、鋼などの種々の金属、低摩擦係数コーティングを施した金属、例えば、陽極酸化アルミニウム、またはＰＴＦＥもしくは他のフッ化炭素樹脂のような低摩擦係数高分子化合物で含浸したニッケル、および上述の材料の混合物もしくは組み合わせが挙げられる。
【００３１】
圧縮部材５２ａ、５２ｂは、シート１８を連続シート間の重なり２６の位置で圧縮および／または皺加工することで、単位包装用緩衝材２４を結合させることができる。すなわち、２つの重ね合わされたシートを圧縮および／または皺加工する動作は、シートの重ね合わされた部分でシートを互いに接合する効果がある。第２の速度２２に対する第１の速度２０を制御することで、重なり２６を任意の所望の程度にすることができる。重なり２６は、包装用緩衝材２４に加工される時に一連のシート１８が接合されて連続体２８を形成するように、部分的な重なりであるのが好ましい。
【００３２】
図２〜図６は、シート１８を単位包装用緩衝材２４に加工して、互いに接合して単位包装用緩衝材２４の連続体２８を形成する一連の事象を示している。
【００３３】
図２は、製造工程の始まりを示している。第１の送り機構１２の第１の送りローラ３４は、スタック３０の一番上のシート１８ａを捉えて、矢印方向に回転してシートを第１の方向４８に移動させる。シート１８ａは、すぐに案内部材４４に接触し、案内部材４４はシート１８ａの方向を第２の方向５０へ変更させ、それによりシート１８ａは第２の送りローラ３６と充てがい部材４６との間に挟み込まれる。モータＭ１は、第２の送りローラ３６と充てがい部材４６に関連する回転矢印で示されるように第２の送りローラ３６を回転駆動して、シート１８ａが第１の速度２０で第２の送り機構１４に向かって送られる。第１の速度２０の速さは、モータＭ１の出力によって決まる。別のモータＭ３が使用される場合（図３）、モータＭ１とＭ３は、シート１８が供給部３０から前に送られる速度が、シートが第２の送り機構１４に送られる速度２０と同じになるように、同期されてもよい。あるいは、第１の送りローラ３４および第２の送りローラ３６を異なる速度で操作することで、シート１８を第２の送り機構１４に搬送する前に、シート１８に圧縮力または引張力が加えられてもよい。さらに別の代替形態として、図２に示されるように、別々のモータＭ１およびＭ３を使用する代わりに、１つのモータＭ１のみが使用されて、モータＭ１の回転出力が第１の送りローラ３４および第２の送りローラ３６の両方に伝達されるようにしてもよい。
【００３４】
第１の送り機構１２によるシート１８の送りは、第２の案内部材を備えることで容易にすることができる。第２の案内部材は、上部案内板５８ａと下部案内板５８ｂとを含んでもよい。図示されるように、案内板５８ａ、５８ｂは、第２の送りローラ３６と第２の送り機構１４との間に位置決めされて、案内板５８ａと５８ｂとの間に通路６０を形成して、シート１８が第２の送りローラ３６によって第２の送り機構１４に送られる時にシートの移動を案内するように配置されてもよい。
【００３５】
図３は、第２のシート１８ｂが第１の送りローラ３４によって供給スタック３０から取り出されて、第２の送りローラ３６に搬送され、第２の送りローラ３６によって第１の速度２０で通路６０を通って第２の送り機構１４に向かって送られている様子である。同時に、第１のシート１８ａは、第２の送り機構１４に到達して、第２の送り機構１４によって第２の速度２２で皺加工され搬送されている。第２の速度２２は、圧縮部材５２ａ、５２ｂが、回転矢印で示されるように互いに対して逆回転する回転速度によって生じる。圧縮部材５２ａ、５２ｂの回転速度は、モータＭ２の出力によって決まる。
【００３６】
上述したように、第１の速度２０および第２の速度２２のうちの少なくとも一方は、連続シート１８間の所望の程度の重なり２６を形成して単位包装用緩衝材２４の連続体２８を製造するように制御されてもよい。図３に示されるように、重なり２６は、シート１８ａの後端６２とシート１８ｂの先端６４との間で形成される。この重なりは、第１の速度２０と第２の速度２２との速度差により生じる。
【００３７】
例えば、第２の送り機構１４と第２の送りローラ３６は、第２の速度２２が第１の速度２０より遅くなるように操作されてもよい。このようにして、シート１８ａが第１の送り機構１２から外れて第２の送り機構１４だけに捉えられると、遅い第２の速度２２で移動していく。逆に、次のシート１８ｂは第１の送り機構１２だけに捉えられている間、すなわち、シート１８ｂの先端６４が第２の送り機構１４に到達する前には、シート１８ｂは比較的速い第１の速度２０で移動する。その結果、シート１８ｂの先端６４は、シート１８ａの後端６２を追い越して、後端６２の上または下を滑って、図示されるように重なり２６を形成する。重なり２６の程度は、シート１８ｂの先端６４が第２の送り機構１４に到達するまで、および／またはシート１８ｂが第１の送り機構１２から外れるまで大きくなっていく。
【００３８】
すなわち、図４に示されるように、シート１８ｂの先端６４が第２の送り機構１４に捉えられると、シート１８ｂが製造機１０を移動する速度は第１の速度２０から第２の速度２２に減少する。その時点で、両方のシート１８ａ、１８ｂは、同じ速度、すなわち、速度２２で移動し、両方のシートが第２の送り機構１４に捉えられるので、シート１８ａ、１８ｂのさらなる相対移動は生じなくなり、重なり２６はこれ以上大きくならない。したがって、図示されるように、連続シート１８ａ、１８ｂの重なり部２６は第２の送り機構１４で一緒に皺加工または圧縮される。これは、シート１８ａの後端６２を次のシート１８ｂの先端６４に接合する効果がある。また、同様にして、皺加工されたシート１８ａで形成された単位包装用緩衝材２４ａは、シート１８ｂが第２の送り機構１４で皺加工される、あるいは圧縮される時に、図４のシート１８ｂから形成されている次の単位包装用緩衝材２４ｂに接合されることになる。
【００３９】
図５は、それぞれの連続シート１８ａと１８ｂとの間の重なり２６が第２の送り機構１４を通った時点または通過したことから、単位包装用緩衝材２４ａと２４ｂとの接合工程が完了した様子である。シート１８ｂの残りは、単位包装用緩衝材２４ｂへの加工を完了するまで皺加工されている。接合された単位包装用緩衝材の連続体２８は、例えば、ハウジング５４の出口６６を通って製造機１０から外に搬送される。必要に応じて、単位包装用緩衝材２４が使用のために必要となるまで、その連続体２８を収容するのに、容器、例えば、収納箱など（図示せず）が使用されてもよい。この場合、出口６６は、連続体２８を直接容器に案内する構造にしてもよい。
【００４０】
また、図５は、第１の送り機構１２の第１の送りローラ３４が、スタック３０の次のシート１８ｃを捉えて、案内部材４４を介して第２の送りローラ３６に向かって進ませる様子である。シート１８ｃは、その後、第１の速度２０で第２のローラ３６と充てがい部材４６との間に挟み込まれ、第２の送り機構１４に捉えられたことで遅い第２の速度２２で移動している前のシート１８ｂに向かって移動する。速度２０と速度２２との速度差により、図３に関して上述したように、シート１８ｃの先端６４が前のシート１８ｂの後端６２を追い越して、別の重なり２６（図６に示されている）を形成する。
【００４１】
図６では、シート１８ｃの先端６４と前のシート１８ｂの後端６２と間に重なり２６が形成されている。この重なり２６は、第２の送り機構１４で一緒に皺加工されるが、これは、シート１８ｂの後端６２を次のシート１８ｃの先端６４に接合する効果がある。また、同様にして、皺加工されたシート１８ｂで形成された単位包装用緩衝材２４ｂは、シート１８ｃが第２の送り機構１４で皺加工される時に、シート１８ｃから形成されている次の単位包装用緩衝材２４ｃに接合されることになる。
【００４２】
また、図６に示されるように、トレイ３２内のシート１８の供給部３０が減少すると、バネ４０が伸びて、トレイベース３８を上方に枢動させて、供給スタックの一番上のシートを第１の送りローラ３４と接触した状態で保つようにする。
【００４３】
上述の工程は、連続体２８に必要な数の追加の単位包装用緩衝材２４を足すために、所望の時間、例えば、トレイ３２内のシート１８の供給部３０がなくなるまで継続されてもよい。
【００４４】
第１の速度２０および／または第２の速度２２は、第２の送りローラ３６の回転速度ならびに／または圧縮部材５２ａおよび／もしくは５２ｂの回転速度をそれぞれ制御することによって制御されてもよい。したがって、制御ユニット１６は、モータＭ１および／またはＭ２と電気的に連絡してもよい。したがって、例えば、モータＭ２が圧縮部材５２ａ、５２ｂを回転駆動する速度は一定にして、制御ユニット１６はモータＭ１に動作可能に接続されてモータＭ１が制御可能な出力速度範囲を提供できるようにしてもよい。この出力速度範囲から第２の送りローラ３６の回転速度の範囲を得る。あるいは、モータＭ１の速度は一定にして、モータＭ２が可変速モータで、モータＭ２の速度は制御ユニット１６によって制御されてよい。この代替形態は、以下で説明するように（図１３）、制御システム１０８が含まれる時に選択されてもよい。さらに別の代替形態として、モータＭ１とＭ２の両方が可変速モータにしてもよく、両方のモータが、例えば、図示されるように、それぞれの制御／電源ワイヤ６８、７０を介して、制御ユニット１６に動作可能に接続されて、モータＭ１およびＭ２の一方または両方の速度が制御されるようにしてもよい。
【００４５】
制御ユニット１６は、プリント回路アセンブリの形にして、例えば、予めプログラムされた動作コードを記憶するマイクロコントローラなどの電子制御装置、プログラマブル論理制御装置（ＰＬＣ）、プログラマブル自動制御装置（ＰＡＣ）、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、またはモータＭ１および／またはＭ２の速度を制御できるようにする他の制御装置などの制御装置を含んでもよい。コマンドは、オペレータインタフェースなどを介して制御ユニット１６に出されてもよいし、または遠隔から、もしくはほぼ完全に予めプログラムされて、すなわち完全に自動的に出されてもよい。
【００４６】
制御ユニット１６は、モータＭ１および／またはＭ２の動作を制御して、第１の速度２０および第２の速度２２のうちの少なくとも一方を自動的に、手動で、または自動制御と手動制御の両方を組み合わせて制御してもよい。いくつかの実施形態では、制御ユニット１６は、操作者から、すなわち、フットペダル、ハンドスイッチ、制御パネルなど、これらの組み合わせたものを含めて、オペレータインタフェースからの入力を受信する構造にしてもよい。したがって、操作者は、連続シート間の所望の程度の重なりと、単位包装用緩衝材の所与の連続体の中の接合される単位包装用緩衝材の数を選択することができる。
【００４７】
したがって、例えば、制御ユニット１６は、例えば、スイッチ（図示せず）などのオペレータ入力装置を含んでもよい、またはオペレータ入力装置と電気的に関連付けられて、操作者が連続シート間の所望の程度の重なりを選択できるようにしてもよい。例えば、二位置スイッチにより、操作者は操作の「低密度」モードと操作の「高密度」モードとを選択することができる。
【００４８】
「低密度」モードでは、制御ユニット１６は、製造機１０に単位包装用緩衝材２４を、最小の重なりで、例えば、ぎりぎり接合部を形成できるだけの重なりで、例えば、連続シート間の重なりが約１インチ〜約３インチで接合するようにコマンドを出す。低密度モードの利点は、単位包装用緩衝材２４を所与の長さに接合するのに最小限の数のシート１８が使用されるので、必要に応じて、例えば、軽量の物体を包装するのに経済的な動作モードを提供できることである。一例として、長さが２０インチで幅が１７インチのシート１８の場合、製造機１０が図７〜図９に示されるような代替形態の製造機１０’の構造であり、第１の速度２０が約４０インチ／秒で第２の速度２２が約２６インチ／秒、または第１の速度２０／第２の速度２２の速度比が約１．５で操作された場合に、このような低密度／最小限度の重なりモードが達成された。この速度比の約１．５により、重なり２６は約２インチとなった。
【００４９】
「高密度」モードでは、制御ユニット１６は、製造機１０に単位包装用緩衝材２４を、より大きな重なりで、例えば、連続シート間の重なりが約４インチ〜約６インチで接合するようにコマンドを出す。低密度モードに比べて、単位包装用緩衝材２４を所与の長さに接合するのにより多くの数のシート１８が使用されるが、包装用緩衝材を高密度にすることは、包装用途が変化すると、例えば、パッケージ内の重い物体を適切に保護するために、必要になる場合が多い。一例として、長さが２０インチで幅が１７インチのシート１８の場合、製造機１０が図７〜図９に示されるような代替形態の製造機１０’の構造で、第１の速度２０が約２８インチ／秒で第２の速度２２が約１２インチ／秒で操作され、速度差が約１６インチ／分になった場合に、高密度／より大きな重なりのモードが達成された。この１６インチ／分の速度差により、重なり２６は約５インチになった。つまり、この例の第１の速度２０（２８インチ／秒）と第２の速度２２（１２インチ／分）の速度比は約２．３３であった。
【００５０】
代替形態の制御方式は、操作者が、予め設定される最小量と最大量との間で第１の速度２０と第２の速度２２との任意の所望の差または比を選択できるようにするものである。例えば、第１の速度２０と第２の速度２２との速度比を調節するポテンショメータが使用されてもよい。この場合、「０」の設定値は速度２０と速度２２との最小許容差（連続シート間の最小許容重なり／最小密度）に相当し、「１０」は速度２０と速度２２との最大許容差（最大許容重なり／最大密度）に相当する。別の変形形態は、多数の設定密度条件を有するものであり、操作者が多位置スイッチを使用して所定比の設定値間で切り替えることにより選択できるものである。
【００５１】
さらに別の代替形態として、制御ユニット１６は、例えば、唯一の制御手段として、操作者がモータＭ１および／またはＭ２の動作速度を手動で設定できる構造にしてもよい。この実施形態では、制御ユニット１６は、例えば、モータＭ１／第２の送りローラ３６の速度を制御する多位置スイッチもしくはダイヤル、および／またはモータＭ２／圧縮部材５２ａ、５２ｂの速度を制御する第２のスイッチもしくはダイヤルを含む単純な装置にしてもよい。
【００５２】
理解できるように、異なる包装用途に対するニーズの変化に対応できるように、必要に応じて単位包装用緩衝材２４の連続体２８の密度を容易に変更できること、すなわち、異なる種類／重量のシートに変更しなくてもよいこと、または異なる供給源からシートを追加しなくてもよいことが、本発明の大きな利点である。
【００５３】
制御ユニット１６はさらに、ダイヤルなどを含み、または関連付けられて、操作者が単位包装用緩衝材の所望の数を選択して、制御ユニットと電気的に連絡しているフットペダルまたはハンドスイッチ（図示せず）を作動させるなどの操作者からの追加コマンドに基づいて単位包装用緩衝材製造できるようにしてもよい。操作者がこのように作動させると、製造機１０が始動し、製造機１０は選択された数の単位包装用緩衝材が製造されるまで動作し続けることになる。
【００５４】
１つの動作モードでは、制御ユニット１６は、適切な入力コマンドによって、第１の送りローラ３４および第２の送りローラ３６両方の直径およびシート１８の長さを指定することによってプログラムされてもよい。制御ユニット１６が上述したように（すなわち、制御／電源ワイヤ６８を介して）モータＭ１に動作可能に接続され、任意でモータＭ３にも接続されると（制御ワイヤは図示せず、Ｍ１とＭ３は同じモータにしてもよい）、モータＭ１およびＭ３の速度は制御ユニット１６によって制御できる。制御ユニットが送りローラ３４、３６のそれぞれに出した動作実行時間および回転速度のコマンドに加えて、さらにこのコマンドが実行されたことを確認するための任意の必要なフィードバックに基づいて、制御ユニット１６は、単純な計算から、第１の送りローラ３４および第２の送りローラ３６によって送られたシート１８の適切な数を「認識する」ことができる。このようにして、制御ユニット１６は、操作者が製造機に実行するようにコマンドを出す度に製造される単位包装用緩衝材の数を適切に計数し続けることができるので、例えば、要求数の単位緩衝材が製造されると制御ユニット１６が製造機に停止するように自動的にコマンドを出すことができる。製造される単位緩衝材の数を計数する他の手段（一般に、より正確であるがよりコストがかかる）、例えば、フォトアイ、モータエンコーダなども可能である。これらの装置は、制御ユニット１６に製造機１０の所定の点を通過したシートおよび／または単位緩衝材の数に関するフィードバックを提供するのに使用してもよい。
【００５５】
制御ユニット１６は、例えば、スイッチなどの追加のオペレータ入力装置を含み、または追加のオペレータ入力装置に関連付けられて、操作者が、製造機１０が製造された単位包装用緩衝材の連続体を、例えば、箱または他の容器に放出する「イジェクト」モード、または製造機１０が緩衝材連続体に製造された最後の単位包装用緩衝材を操作者が手で取り除くために出口６６で保持する「ホールド」モードを選択するようにしてもよい。
【００５６】
例えば、図６を参照すると、操作者が約３枚の単位包装用緩衝材２４の連続体が製造されることを選択し、さらに「イジェクト」モードを選択した場合、制御ユニット１６は、一旦シート１８ａ〜１８ｃが第１の送りローラ３４および第２の送りローラ３６を通過したと判断すると、モータＭ３その後にＭ１に動作を中断するようにコマンドを出す。この場合、製造された３枚の単位包装用緩衝材の連続体２８は、第２の送り機構１４によって搬送されて製造機１０から放出され、制御ユニット１６は、第２の送り機構１４に、第２の送りローラ３６が動作を中断した後、（速度２２およびシート１８の予めプログラムされた長さに基づいて）所定時間動作を継続するようにコマンドを出す。
【００５７】
同じ例を使用して、操作者が「ホールド」モードを選択した場合、追加のシート、例えば、４番目のシート１８ｄ（図示せず）が重なり２６（図示せず）によってシート１８ｃ（または連続体に含まれる最後のシート）に接合され、制御ユニット１６は、重なりが圧縮部材５２ａ、５２ｂを通過するとすぐに、全てのモータＭ１〜Ｍ３に停止するようにコマンドを出し、その結果、製造された約３枚の単位包装用緩衝材の連続体２８は、圧縮部材５２ａ、５２ｂによって製造機に保持されている次のシート（例えば、１８ｄ）で形成される部分的に形成された単位緩衝材に接合された状態で出口６６から伸びている状態になる。この連続体２８を取り除くには、操作者は単位緩衝材２４ｃを単純に引っ張って、次のシート（例えば、１８ｄ）で形成された部分的に形成された単位緩衝材と一緒に、重なり部２６から取り除くだけである。
【００５８】
図示されるように、第２の送り機構１４は、第１の送り機構１２から間接的に、つまり、第１の送り機構１２と第２の送り機構１４との間に介在されている案内板５８ａ、５８ｂを介してシート１８を受け取る。代替形態として、この案内板５８ａ、５８ｂを省いて、第２の送り機構１４が第１の送り機構１２から直接シートを受け取るようにしてもよい。
【００５９】
さらに別の代替形態として、本発明の製造機は、案内板５８ａ、５８ｂの代わりに収束装置を含んでもよい。図７〜図９に示されるように、代替形態の製造機１０’では、シート１８の幅寸法を低減するために、収束装置７２の少なくとも一部が第１の送り機構１２と第２の送り機構１４との間に配置されてもよい。図示されるように、収束装置７２は、比較的広い入口部分７４と比較的狭い出口部分７６とを有するシュートの形にしてもよい。第２の送りローラ３６は、１組の送りローラ３６ａ、３６ｂの形にして、収束装置７２の入口部分７４または入口部分７４の近くに配置され、共通の駆動軸７８を介してモータＭ１によって駆動されてもよい。この配置によって、第１の送り機構１２は、シート１８を収束装置７２の中を通過させて、その後第２の送り機構１４に押し込むことによって、シート１８を第２の送り機構１４に送る。
【００６０】
出口部分７６は、収束装置７２を出るシート１８が第２の送り機構に向かうように、第２の送り機構１４に隣接して配置されてもよい。図示されるように、案内チャネル８０が収束装置７２から伸びて、シート１８が第２の送り機構１４で皺加工または圧縮される時にシート１８を収容して方向づけるようにしてもよい。したがって、代替形態の製造機１０’では、第２の送り機構１４は案内チャネル８０内部に配置されて、駆動軸８２を介してモータＭ２によって駆動されてもよい。
【００６１】
図８に恐らく最も良好に示されるように、収束装置７２は、入口部分７４から出口部分７６への方向に向かって、すなわち、第２の方向５０に沿って収束する対向側壁８８ａ、８８ｂを含んでもよい。側壁８８ａ、８８ｂは、必要に応じて、側壁の幅が狭くなるにしたがってシートを収容して方向づけるのを助けることにより、シート１８を収束しやすくするために設けられてもよい。
【００６２】
さらに図８に示されるように、第１の送りローラ３４は、共通の駆動軸８４を介してモータＭ３によって駆動される１組のローラ３４ａ、３４ｂを備えてもよい。トレイベース３８を送りローラ３４ａ、３４ｂに向かって付勢するために、１組のバネ４０（図８ではバネ４０ａ、４０ｂで示される）が設けられてもよい。トレイベース３８は、多数のヒンジ４１ａ〜４１ｃによってトレイ３２の底部４２に枢動可能に取り付けられてもよい。
【００６３】
図９Ａは、基本的には図２の平面図であり、シート１８ａが第１の速度２０でスタック３０から第２の送り機構１４に送られている図である。しかしながら、図９Ａでは、製造機１０’は、案内板５８ａ、５８ｂの代わりに収束装置７２を含み、シート１８ａは第２の送り機構１４へ搬送される途中に収束装置７２を通過する。
【００６４】
理解できるように、シート１８の長さ寸法と幅寸法は、一般に、スタック３０内の種々のシートで同じであってもよいし、または異なっていてもよい。例えば、シート１８ａに関して、図９Ａには、シート１８ａの幅寸法「Ｗ１」が示されており、図２には、シートの長さ寸法「Ｌ」が示されている。シート１８はさらに、一般に、１組の対向側辺８６ａ、８６ｂを有する（図９Ａ）。
【００６５】
したがって、代替形態の製造機１０’が使用される場合、すなわち、収束装置７２と共に使用される場合、包装用緩衝材を製造する工程はさらに、シートの幅寸法を小さくするステップを含む。図９Ａに示されるように、この幅を狭くするステップは、第２の送り機構１４での皺加工／圧縮ステップの前に行われ、シート１８を収束装置７２の中に向かって方向づけることで達成されてもよい。したがって、シート１８が第２の方向５０に沿って入口部分７４から出口部分７６に移動する時に、収束装置７２が側辺８６ａ、８６ｂを互いに向かって収束させる。
【００６６】
例えば、図９Ａに示されるように、シート１８ａの最初の幅Ｗ１は、シートを収束装置７２に送ることができるように収束装置７２の入口部分７４の幅よりわずかに狭くしてもよい。シートが第２の方向５０に沿って移動すると、シートの側辺８６ａ、８６ｂは収束側壁８８ａ、８８ｂと接触する。このように側辺８６ａ、８６ｂと側壁８８ａ、８８ｂとが収束した状態で接触することで、シートの側辺８６ａ、８６ｂは、図示されるように、互いに向かって収束する。その結果、収束装置７２の出口部分７６に到達して、案内チャネル８０を通過すると、シートの幅は幅Ｗ１から幅Ｗ２に狭くなる。
【００６７】
側壁８８ａ、８８ｂは、図８に示されるように曲面にしてもよいし、または側辺８６ａ、８６ｂを収束しやすくする任意の他の形状、例えば、四角形もしくは長方形にしてもよい。収束装置７２は、図示されるように、底面９０を含んでもよいし、さらに、例えば、製造機１０に関する図１〜図６に示されるような上部案内板５８ａと同じように、上面（図示せず）を含んでもよい。図７および図８に示されるように、第２の送りローラ３６ａ、３６ｂおよび充てがい部材４６用に底面９０に切欠き部９１が設けられてもよい。あるいは、図９Ａおよび図９Ｂに示されるように、充てがい部材４６および切欠き部９１の両方が省かれてもよく、この場合、送りローラ３６ａ、３６ｂは、シート１８を収束装置７２の底面９０に接触させて進ませる。
【００６８】
図９Ｂは、基本的には、収束装置７２が案内板５８ａ、５８ｂの代わりに使用されている以外は、図５の平面図である。したがって、図５と同様に、図９Ｂでは、連続シート１８ａおよび１８ｂそれぞれから形成された単位包装用緩衝材２４ａ’と２４ｂ’との接合工程は完了しており、シート１８ａ、１８ｂ間の重なり２６ａは第２の送り機構１４の中を移動して通過した状態である。シート１８ｂの残りの部分が、単位包装用緩衝材１４ｂ’への加工を完了させるために皺加工されているところである。次の連続シート１８ｃは、第１の速度２０で第１の送り機構１２によって前のシート１８ｂに向かって送られ、シート１８ｂは、第２の送り機構１４に捉えられるためにより遅い第２の速度２２で移動している。速度２０と速度２２との速度差により、例えば、図６に示されるように、シート１８ｃの先端６４が前のシート１８ｂの後端６２を追い越して、別の重なり２６を形成することになる。
【００６９】
理解できるように、製造機１０’によって製造される単位包装用緩衝材２４’の形状および特性は、製造機１０によって製造される単位包装用緩衝材２４の場合とは、皺加工の前に、製造機１０’の収束装置７２がシート１８の幅寸法Ｗ１を小さくするので、得られる単位包装用緩衝材２４の幅がＷ２になるという点で異なる。一般に、収束装置７２は、シート１８の幅を所望の程度に狭くできる構造にしてもよい。Ｗ１：Ｗ２の比は、例えば、１０：１〜１：１、例えば、約９：１〜約２：１、約８：１〜約３：１、７：１〜４：１などにしてもよい。
【００７０】
この実施形態では、収束装置７２が側辺８６ａ、８６ｂを収束させることでシート１８の幅を狭くする。例えば、側辺８６ａ、８６ｂは、側辺が互いに重なって、図示するように、例えば、側辺８６ａのみが見える状態でシート１８を筒９３の形にするように収束されてもよい。図示されるように、シート１８ｂは、収束装置７２の出口部分７６に向かって移動するにつれて、筒９３の形になり、幅が狭くなっていく。シート１８ｃは、筒の形になる途中である。速度２０とシート１８ｂの速度（すなわち、より遅い速度２２）との差により、前のシート１８ｂで形成された筒９３の後端６２を追い越すシート１８ｃから筒の先端６４が形成されて、筒の別の重なり、すなわち、図９Ｂの２６のような重なりが形成される。
【００７１】
図示されている実施形態では、単位包装用緩衝材２４の最終幅は、基本的には、ハウジング５４の出口６６の幅と同じ、すなわち、Ｗ２であることが示されている。しかしながら、必ずしもそうであるとは限らないことは理解されたい。例えば、ハウジング５４の内部構造は、例えば、収束装置７２の出口部分７６が出口６６より狭い場合のように、単位包装用緩衝材２４の最終幅が出口６６の幅未満になるような構造にすることも可能である。
【００７２】
図９Ｂに示されるように、側辺８６ａ、８６ｂが収束装置７２内で収束される形であっても、第２の送り機構１４は、例えば、筒９３が第２の送り機構１４を通過する時に、収束された側辺を皺加工する。これは、得られた単位包装用緩衝材２４’をほぼ筒状の形、すなわち、長手方向に巻かれた形を維持する効果がある。
【００７３】
図１０および図１１を参照しながら、単位包装用緩衝材２４’についてより詳細に説明する。図１０および図１１は、製造機１０’から製造された単位包装用緩衝材２４ａ’〜２４ｃ’を含む単位包装用緩衝材２４’の連続体２８’を示している。この緩衝材の所与の連続体には、これより多いまたは少ない数の単位包装用緩衝材が含まれる場合もある。それぞれの単位包装用緩衝材２４’は、中央領域９４に隣接する１組の端部領域９２を備える。図示されるように、端部領域９２は、連続シート１８の重なり２６に相当する。図９Ｂ〜図１１にまとめて示されるように、第２の送り機構１４は、隣接する単位包装用緩衝材２４’の重ね合わされた端部領域９２を皺加工する。これは、単位包装用緩衝材２４’を接合して連続体２８’を形成する効果がある。したがって、図１０および図１１に示された例では、単位包装用緩衝材２４ａ’および２４ｂ’は重なり２６ａで接合され、単位包装用緩衝材２４ｂ’および２４ｃ’は重なり２６ｂで接合される。
【００７４】
製造機１０’が使用される場合、筒９３の形になる途中のシート１８の先端６４を、すでに筒９３の形になった前のシートの後端６２に挿入することで、重ね合わされた端部領域２６／９２が形成されてもよい。例えば、図９Ｂに示されるように、シート１８ｃが筒の形になる途中であり、先端６４は、収束装置７２の側壁８８ａ、８８ｂが収束されるために円錐状である。シート１８ｃが前のシート１８ｂに向かって速度２０で移動すると、円錐状の先端６４は、より遅い速度２２で移動している筒状シート１８ｂの後端６２に挿入される。
【００７５】
したがって、第２の送り機構１４は、製造機１０’で使用した場合、以下の両方を皺加工する。
（１）収束された側辺８６ａ、８６ｂ。得られた単位包装用緩衝材２４’をほぼ筒状、すなわち、長手方向に巻かれた形状に維持する効果がある。
（２）隣接する単位包装用緩衝材２４’の重ね合わされた端部領域２６／９２。単位包装用緩衝材２４’を連続体２８’として接合する効果がある。
【００７６】
製造機１０が使用されるか製造機１０’が使用されるかに関係なく、単位包装用緩衝材２４／２４’の接合された連続体２８／２８’は、一般に、連続シート１８間の重なり２６の程度に比例する密度を有する。したがって、重なり２６の程度が大きいほど、単位包装用緩衝材の連続体２８／２８’の平均密度は高くなる。重なりが大きいと、重なりの程度が小さい場合より、連続体２８／２８’の単位体積当たりのシート１８数は多くなる。
【００７７】
重なり２６の程度は、第１の速度２０と第２の速度２２との速度差に比例する。したがって、重なり２６の程度、ひいては、単位包装用緩衝材２４／２４’の連続体２８／２８’の密度は、この速度差を制御することで制御されてもよい。
【００７８】
一般に、任意の２つの連続シート１８間の重なりの程度は、０％〜１００％未満、例えば、約１％〜約７５％の重なり、約２％〜約５０％の重なり、または約３％〜約４０％の重なりなどにしてもよい。例えば、幅「Ｗ１」が１７インチで長さ「Ｌ」が２０インチのシート１８は、製造機１０’において、約２８インチ／秒の第１の速度２０および約１２インチ／秒の第２の速度２２にすることで、約１６インチ／秒の速度差、言い換えれば、速度比（第１の速度：第２の速度）が２．３３：１を採用することにより、約２５％の重なり、すなわち、連続シート１８間の重なりが約５インチで単位包装用緩衝材２４’の連続体２８’に形成された。シート１８の最初の幅Ｗ１（１７インチ）は、製造された単位包装用緩衝材の最終幅Ｗ２が３〜３．５インチまで小さくなり、Ｗ１：Ｗ２の比は約５：１であった。製造された単位包装用緩衝材２４’の連続体２８’の密度は、約１．４ポンド／立方フィートであった。
【００７９】
接合された単位包装用緩衝材２４’の同じ連続体２８’が２インチの重なり２６、すなわち、前の例のような５インチより小さい重なりで形成された場合、製造された連続体２８’の密度も低くなった、つまり、１．２ポンド／立方フィートであった。この例では、第１の速度２０は約４０インチ／秒で、第２の速度２２は約２６インチ／秒であった。
【００８０】
図１２を参照しながら、本発明の別の有利な特徴について説明する。つまり、本発明のいくつかの実施形態によれば、単位包装用緩衝材は、それぞれの単位包装用緩衝材２４／２４’が隣接する単位包装用緩衝材２４／２４’から摺動分離可能に接合されてもよい。図１２に示されるように、単位包装用緩衝材２４ｃ’は、連続体２８’から摺動分離されている途中である。より詳細には、単位包装用緩衝材２４ｃ’は、隣接する単位包装用緩衝材２４ｂ’から矢印９６の方向に摺動分離されている途中である。これは、単位緩衝材２４ｂ’と２４ｃ’とを、この２つの単位緩衝材が接合される位置、すなわち、図１０および図１１の重なり２６ｂにある重なり端部領域９２が分離可能になるように接合することで達成できる。この分離可能な接合は、例えば、連続シート間の重なり２６の位置でシート１８を皺加工することで得られる摩擦嵌着によって行われてもよい。
【００８１】
隣接する単位包装用緩衝材間の摩擦嵌着は、上述したような第２の送り機構１４、すなわち、互いに噛み合う協働歯５６を各々が有する二重反転圧縮部材５２ａ、５２ｂを備える第２の送り機構１４を使用して行われてもよい。噛み合う歯５６は、シート１８を皺加工して、単位包装用緩衝材２４’の凸模様９８と凹模様１００、例えば、図１１に恐らく最も詳細に示されているような「山」９８と「谷」１００の交互の連続体を形成するような形状および配置にしてもよい。圧縮部材５２ａ、５２ｂの幅は、単位包装用緩衝材２４’の最終幅Ｗ２にほぼ等しくして、山９８と谷１００が単位包装用緩衝材２４’のほぼ全幅Ｗ２にわたって横方向に伸びるようにしてもよい。あるいは、図９Ａ／図９Ｂに示されるように、圧縮部材５２ａ、５２ｂの幅は、幅Ｗ２未満として、山９８と谷１００が単位包装用緩衝材２４’の幅Ｗ２の一部のみ、例えば、中央領域１０２（図１２）を横方向に伸びるようにして、長手方向に伸びる外側領域１０４は模様９８、１００がほとんどない状態に残してもよい。
【００８２】
重なり部２６では、隣接する単位包装用緩衝材２４’の皺加工された端部領域９２の山９８と谷１００は、摩擦嵌着によってユニット２４’を接合する働きをする。この摩擦嵌着はさらに、例えば、図１２に示されるように、単位包装用緩衝材２４’を互いに摺動分離できるようにする。重なり２６の程度、シート１８の摩擦係数などに加えて、山９８と谷１００の深さが、隣接する単位包装用緩衝材２４／２４’間の接合強度を決定する。山９８と谷１００の深さは、少なくとも一部は、二重反転圧縮部材５２ａ、５２ｂの歯５６が噛み合う程度によって決まる。したがって、重なり２６の程度およびシート１８の種類を選択する以外に、隣接する単位包装用緩衝材間の所望の接合強度が得られるように山９８と谷１００の深さを設定して、任意の２つの単位包装用緩衝材が、例えば、図１２の矢印９６の方向に作用される所望の引張力、例えば、手の力を加えると切り離されるようにしてもよい。
【００８３】
有利には、例えば、所望の数の接合された単位包装用緩衝材２４／２４’を備える所望のサイズの包装用緩衝材は、２つの単位包装用緩衝材を分離して、単位包装用緩衝材の連続体２８／２８’から包装用緩衝材を取り除くことによって製造されてもよい。図１２を参照すると、例えば、包装用緩衝材１０６は、接合された単位包装用緩衝材２４ａ’と２４ｂ’を備えてもよい。理解できるように、包装用緩衝材１０６の密度は、長さ寸法に沿って（矢印９６に平行に）変化し、重なり部２６ａ（単位緩衝材が接合された部分）の密度は、緩衝材１０６の残りの部分より高い。これは、包装される物体が比較的重いまたは突出した部分を有するような包装用途の場合に有利である。包装用緩衝材の高密度部分２６が、この重いまたは突出した部分に接触して配置されることで、この部分を特に支持する。
【００８４】
図１３を参照しながら、制御ユニット１６の一実施形態について、例えば、製造機１０および／または１０’の制御システム１０８と併せて、例えば制御システム１０８の一部品として、より詳細に説明する。上述したように、制御ユニット１６は、連続シート１８間の所望の程度の重なりを形成するように第１の速度２０および第２の速度２２の少なくとも一方を制御する。さらに上述したように、第１の送り機構１２は、第１の送りローラ３４および／または第２の送りローラ３６を回転駆動するために、モータＭ１を含み、さらに任意でモータＭ３を含み、第１の送り機構１２が第１の速度２０でシート１８を第２の送り機構１４に連続的して送り、第２の送り機構１４が第２の速度２２でシートを送ることができるようにする。分かりやすくするために、図２に示されている実施形態、すなわち、モータＭ１が第１の送りローラ３４および第２の送りローラ３６の両方を回転駆動する実施形態が図１３に示されている。
【００８５】
図１３に概略的に示されている実施形態では、モータＭ１は、電源１１０を介して電力を受け取る。モータＭ１は、第１の送り機構１２がシート１８を送る時に、電源１１０からさまざまな量の電気を取り出すことができるタイプのモータである。例えば、第１の送り機構１２がシート１８を送る時に、モータＭ１の所要電力は、シート１８が第１の送りローラ３４および第２の送りローラ３６によって前方に移動される度にわずかに増加し、シートが送られていない時に比べて、モータＭ１が電源１１０から取り出す電気は若干多くなる。したがって、製造機１０／１０’は、一度に１枚のシート１８のみを送る時、例えば、１枚のみのシートで単位包装用緩衝材を形成する時、モータＭ１から取り出される電気量は、「送る時の電気量」と「送らない時の電気量」との間で間欠的に変化することになる。
【００８６】
一方、製造機１０／１０’が連続シート間の重なり２６を形成することによって単位包装用緩衝材を接合する時には、モータＭ１にかかる負荷は一度に１枚のシートのみを送る場合に比べて大きくなる。これは、それぞれのシートを製造機の中の前のシートの一部の下または上に押し込んで、主にこの動作に対する摩擦抵抗によって重なりを形成するために追加の力が必要であるためである。この場合、モータＭ１によって取り出される電気量の変動は、製造機が一度に１枚のシートのみを送る場合よりも大きくなる、例えば、増加順に、「送らない時の電気量」と「送る時の電気量」と「重なりを形成する時の電気量」との間で変化する。
【００８７】
上述したように、製造機１０／１０’は、単位包装用緩衝材２４／２４’の連続体２８／２８’の密度を、例えば、最小の重なり２６が使用される「低密度モード」と最大の重なり２６が使用される「高密度モード」との間で任意の所望の密度に変更が可能である。一般に、モータＭ１が電源１１０から取り出す電気量は、連続シート１８間／単位包装用緩衝材２４間に形成される重なり／密度に正比例する。
【００８８】
本発明者は、重なりの一定の時点を超えると、例えば、高密度の包装用緩衝材を製造しようとする時に、紙シートの前進運動に対する抵抗が大きくなると、シートの追跡が悪くなり、シートの波打ち、ひいてはシート詰まりが生じて、このシート詰まりを取り除くために製造機を停止しなければならなくなる。このシート詰まりが生じる時点は、製造機によって異なるが、実験的に決定されて、「シート詰まり点」においてモータＭ１によって取り出される電気量で数値化されてもよい。
【００８９】
したがって、制御システム１０８は、モータＭ１によって取り出される電気量を測定するために、制御ユニット１６の一部として、または制御ユニット１６と共に動作する別個の部品として、センサ１１２を含んでもよい。図１３に示されるように、センサ１１２は、モータＭ１によって取り出される電気量を表す信号１１４を生成して、信号１１４を制御ユニット１６と通信させる構造および配置にしてもよい。したがって、制御ユニット１６は、信号１１４に基づいて、センサ１１２からの信号１１４が所定値以上の値を有すると、モータＭ１が電源１１０から取り出す電気量を調節することができる。この場合、所定値は、実験的に決定された「シート詰まり点」に相当する。
【００９０】
図１３には、制御ユニット１６が、モータＭ１がセンサ１１２からの信号１１４に基づいて電源１１０から取り出す電気量を調節する構造が示されている。例えば、制御ユニット１６は、制御装置１１６、および制御装置１１６と通信している調節装置１１８とを含んでもよい。図示されるように、調節装置１１８は、モータＭ１の電源１１０と電気的に連絡できるように配置されてもよい。さらに詳細に後述するが、調節装置１１８は、モータＭ１が制御装置１１６によるコマンド１２０に基づいて電源１１０から取り出す電気量を制限する構造にしてもよい。
【００９１】
さらに図１３に示されるように、電源１１０は電気コネクタ１２２を含み、電気は、電源ワイヤ１２８ａ、１２８ｂ、１３０、およびモータＭ１を介して、電気コネクタ１２２を通って電源装置１２４から地面１２６に流れる。したがって、電気コネクタ１２２によって、モータＭ１は電源１１０から、すなわち、モータＭ１と電気コネクタ１２２とを電気的に連絡させる電源ワイヤ１３０を介して電気を受け取ることができる。このようにして、モータＭ１は、制御システム１０８に「接続」されて、以下で説明するように、制御システム１０８から所望の電力量を受け取ることができる。
【００９２】
制御装置１１６は、センサ１１２からの信号１１４が所定値以上の値、例えば、紙シート１８の「詰まり点」に相当する値を有する時に、調節装置１１８にモータＭ１が電源１１０から取り出す電気量を制限させるような構造にしてもよい、例えば、調整させるようにプログラムされてもよい。制御装置１１６は、センサ１１２から信号１１４が所定値未満の値を有する時に、制限を解除する構造にしてもよい、例えば、制限を解除するようにプログラムされてもよい。「詰まり点」に相当する所定のセンサ値は、実験的に決定されると、すなわち、多数の異なる密度設定での所定の実験を通して、制御装置１１６の中にプログラムとして組み込まれてもよい。従来通りに、制御装置１１６がマイクロコントローラ、ＰＬＣ、ＰＡＣなどである場合、詰まり点に相当するセンサ１１２からの所定の入力値は、書き込まれるソースコードの一部として最初にプログラムする時に制御装置にプログラムとして組み込まれてもよい。この値は、例えば、制御装置１１６に直接または間接的に接続されるインタフェースデバイスを介して、当業者の要望通りに変更されてもよい。従来通りに、制御装置１１６は、プリント基板（ＰＣＢ）の一部としてもよく、図１３に示される部品のいくつかまたは全てを含んでもよい。例えば、制御システム１０８は、例えば、より大型のＰＣＢ内のサブアセンブリのように、ＰＣＢの形態にして、製造機１０または１０’の部品の全てまたはほとんどを制御／監視するようにしてもよい。
【００９３】
図１３に示されるように、センサ１１２は、電源１１０と電気的に連絡している電流検出抵抗器１３２と、抵抗器１３２によって検出された電流、すなわち電源１１０の電流に基づいて信号１１４を生成する信号生成装置１３４を含んでもよい。信号生成装置１３２は、信号１１４を生成するのに必要な集積回路および追加の装置、例えば、抵抗器およびコンデンサを含んでもよい。信号１１４は、電流の形にして、アンペア数またはボルト数として制御装置１１６によって読み取られてもよい。一例として、電源装置が直流（ＤＣ）の２４ボルトを生成し、かつモータＭ１が０〜５アンペア（Ａ）の電流を取り出すことができるＤＣモータである場合、信号生成装置１３４は、信号生成装置１３４によって生成された信号１１４が０〜１．６２ボルト（Ｖ）になるようにキャリブレートされてもよい。この場合、０ＶはモータＭ１によって取り出される０Ａに相当し、１．６２ＶはモータＭ１によって取り出される５Ａに相当する。例えば、モータＭ１によって取り出される電流２．３Ａが「詰まり点」である、すなわち、連続シート１８間に形成されている重なり２６で紙詰まりが迫っている、または起こりそうであることを示しており、これは０．７５Ｖの信号の値１１４に相当すると実験的に決定される場合、０．７５Ｖが、モータＭ１が電源１１０から取り出すことができる電気量に制限を加える所定値として、制御装置１１６にプログラムとして組み込まれる。
【００９４】
いくつかの実施形態では、調節装置１１８は、制御装置１１６によるコマンドに基づいて、単に調節装置１１８を流れることができる電流量を低減することによって、モータＭ１が電源１１０から取り出すことができる電気量を制限する構造にしてもよい。図示されるように、調節装置１１８がコネクタ１２２によって電源１１０と直列に配置される場合、モータＭ１が取り出すことができる電流量を効率的に低減することになる。調節装置１１８は、調節可能な電源装置、例えば、調節可能なＤＣ／ＤＣコンバータとして具現化される場合に、このような機能を果たすことができる。この実施形態で、調節装置１１８と電源装置１２４とは、１つの装置に組み合わされて、例えば、図１３で電源装置１２４が配置される場所に位置決められてもよい。
【００９５】
他の実施形態では、調節装置１１８は、（１）制御装置１１６によるコマンドに基づいてモータＭ１が電源１１０から取り出すことができる電気量の上限および下限を定めて、その後に、（２）さらに制御装置１１６によってコマンドが出される時に、所定間隔で上限と下限との間で振れることにより、モータＭ１が電源１１０から取り出すことができる電気量を制限する構造にしてもよい。このようにして、モータＭ１に供給される電流は上限と下限との間でパルスとなり、これがモータＭ１によってシート１８に加えられる力もパルス化させて、シートがずれて詰まりやすくなる傾向を低減する。この機能を果たすために、調節装置１１８は、例えば、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）、バイポーラ接合トランジスタ（ＢＪＴ）、または所望の周波数で切り替え可能でモータＭ１の電圧／電流に耐えられる他の電気装置のような切替装置によって具現化されてもよい。
【００９６】
したがって、モータＭ１によって取り出される電気量を測定し、この電気量を「詰まり点」の始まりを表す所定値と比較して、一旦詰まり点に達するとモータＭ１が取り出すことができる電気量を調節することにより、所望の包装用緩衝材密度につながる所望の程度の重なり２６が達成されるが、それと同時に、シートのずれや詰まりの可能性も低減される。
【００９７】
実施例
図７および図１３を参照すると、製造機１０’は、幅１７インチで長さ２０インチの紙から成るシート１８を包装用緩衝材１０６に加工するような構造およびサイズとした。製造機は、以下の構成要素を有する制御システム１０８を含むものとした。
（１）モータＭ１は、ＤＣ  Ｂｒｕｓｈ−Ｇｅａｒｍｏｔｏｒ、ＧＭ  ９０００シリーズ（Ｐｉｔｔｍａｎ社製）、比５：９：１および４８ｏｚ−ｉｎの連続トルクとした。
（２）電源装置１２４は、ＡＣ電圧を２４ＶのＤＣに変換するＡＣ／ＤＣコンバータとした。電源装置は、モデルＳＰ−３２０−２４  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ  Ｐｏｗｅｒ  Ｓｕｐｐｌｙ（Ｍｅａｎｗｅｌｌ社製）、Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  ＡＣ  Ｉｎｐｕｔ（８８〜２６４Ｖ  ＡＣ）、５０／６０Ｈｚで、ＡＣ電圧を１３Ａで２４ＶＤＣに変換するものとした。
（３）調節装置１１８は、ＦＥＴおよびＦＥＴドライバを含み、ＦＥＴドライバは制御装置１１６からコマンドを受信して、ＦＥＴの切り替え動作を作動させるものとした。ＦＥＴは、モデルＩＲＬＺ４４ＺＰＢＦ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｒｅｃｔｉｆｉｅｒ社製）で、Ｎチャネル、ＴＯ−２２０、論理レベル、Ｖｄｓｓ＝５５Ｖの特徴と有するものとした。ＦＥＴドライバは、モデルＭＣＰ１４０７−Ｅ／ＳＮ（Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ社製）で、ＩＣ（集積回路）、６Ａ、８−ＳＯＩＣ、非反転の特徴を有するものとした。
（４）制御装置１１６は、モデルＭＣ９Ｓ１２Ａ２５６ＣＰＶＥマイクロコントローラ（Ｆｒｅｅｓｃａｌｅ社製）で、ＩＣの種類はＭＣＵ、２５６Ｋフラッシュ、１６ビットのデバイスとした。
（５）センサ１１２は、信号生成装置１３４として、モデルＭＡＸ４１７２ＥＵＡ＋タイプのＩＣ（Ｍａｘｉｍ社製）と増幅器および８Ｕｍａｘパッケージを含むものとした。電流検出抵抗器１３２は、モデルＭＳＲ−５抵抗器（Ｒｉｅｄｏｎ社製）で、０．０１Ω、５Ｗ、１％のベア素子の特徴を有するものとした。抵抗器とコンデンサは、信号生成装置１３４からの出力を受信するために地面に平行に配置され、信号１１４を０〜１．６２ボルトの信号に変換した。
【００９８】
製造機１０’は、モータＭ１の取り出した電気が２．３Ａになって「詰まり点」になったと判断されるまで、すなわち、シート１８の紙詰まりが迫っている、または起こりそうであることが示されるまで、製造された包装用緩衝材１０６の密度範囲を形成する多数の異なる条件で操作された。モータの取り出し２．３Ａに相当するセンサ１１２からの信号１１４の値は、０．７５ボルトであった。この値が、モータＭ１がその後取り出す電気量の調節を始める時点の所定値として制御装置１１６にプログラムとして組み込まれた。
【００９９】
モータＭ１の取り出しが２．３Ａ未満であるとセンサ１１２が検出している期間は常に、制御装置１１６は調節装置１１８にコマンド１２０を送信して、モータＭ１が電源１１０から、５０マイクロ秒間隔のパルス形式で、つまり３２．５マイクロ秒（それぞれの間隔の６５％）は全電力（２４Ｖ）、１７．５マイクロ秒（それぞれの間隔の３５％）は０電力（０Ｖ）の形で、２４Ｖの電気を取り出すことができるように調節装置が動作するようにした。これを「ノーマルデューティ」パルス比とした。
【０１００】
モータＭ１の取り出しが２．３Ａ以上であるとセンサ１１２が検出した時は、制御装置１１６は、調節装置１１８がモータによって取り出される電気量に制限を加えるようにコマンド１２０を変更した。これは、１０ミリ秒ごとに、上述した「ノーマルデューティ」パルス比と、「低デューティ」パルス比とを繰り返すことで達成された。「低デューティ」パルス比では、調節装置１１８は、モータＭ１が２０マイクロ秒（それぞれの５０マイクロ秒間隔の４０％）は全電力、３０マイクロ秒（それぞれの間隔の６０％）は０電力を取り出すことができるようにした。この制限、すなわち、ノーマルデューティパルス比と低デューティパルス比との１０ミリ秒ごとの繰り返しは、検出されるモータＭ１の取り出した量が２．３Ａ未満となるまで継続され、２．３Ａになった時点で、調節装置１１８は、制御装置１１６からのコマンド１２０によってモータＭ１を「ノーマルデューティ」パルス比に戻すようにした。
【０１０１】
上述したように動作した時に、製造機１０’は、さまざまな密度の包装用緩衝材１０６を製造することができると同時に、重なり２６によって生じたであろう紙詰まりの約９５％を防ぐことができた。
【０１０２】
本発明の好適な実施形態の上述の記述は、例示と説明の目的のために示されたものである。これは、包括的なものではなく、または本発明を開示された形式に限定するものではない。また、上述の教示に照らして修正や変更が可能であり、または本発明を実施することにより修正や変更が実現され得る。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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