(57)【要約】連続動作タイプなどの挿入装置（１０）および方法では、モーションコントローラ（Ｃ）は、エンコーダ、挿入物コンベアアセンブリ（３０）を駆動する第１のモータ、封筒コンベアアセンブリ（４０）を駆動する第２のモータと電気的に連絡し、アクチュエータは、動作するように周辺装置とインターフェイスする。
2004528242.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ある範囲の主サイクルスピードにわたって動作可能な挿入装置であって、
（ａ）  主サイクルにわたって、可変の主サイクルスピードで動作する主駆動アセンブリと、
（ｂ）  動作するように前記主駆動アセンブリに結合され、かつ前記駆動アセンブリが動作している現在の主サイクルスピードを示すエンコーダ信号を生成するように適合されたエンコーダと、
（ｃ）  第１のモータによって可変の挿入物コンベアスピードで駆動される挿入物コンベアアセンブリと、
（ｄ）  第２のモータによって可変の封筒コンベアスピードで駆動される封筒コンベアアセンブリと、
（ｅ）  実質的に一定の活性化の時間のずれを有し、かつ第１の周辺装置と連絡して作動するように配置される第１のアクチュエータと、
（ｆ）  前記エンコーダ信号に基づいて、前記挿入物コンベアアセンブリのスピード、前記封筒コンベアアセンブリのスピードおよび前記第１のアクチュエータの活性化位置を制御するためのモーションコントローラとを含み、前記モーションコントローラは、前記エンコーダ、前記第１のモータ、前記第２のモータおよび前記第１のアクチュエータと電気的に連絡し、少なくとも主サイクルごとに一度、前記モーションコントローラは、前記第１のアクチュエータ活性化位置を計算し、計算された前記第１のアクチュエータ活性化位置で前記第１のアクチュエータを活性化させる、装置。
【請求項２】
前記挿入物コンベアアセンブリは、前記第１のモータによって供給方向に沿って駆動される複数の挿入物押出し要素を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記封筒コンベアアセンブリは、前記第２のモータによって前記供給方向に沿って駆動される複数の封筒制御要素を含む、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記封筒コンベアアセンブリは、前記第２のモータによって供給方向に沿って駆動される複数の封筒制御要素を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
どの主サイクル中でも、前記挿入物コンベアアセンブリのスピードは、前記封筒コンベアアセンブリのスピードよりも速い、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記第１の周辺装置は封筒開口機構を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
実質的に一定の活性化の時間のずれを有する第２のアクチュエータ、および前記第２のアクチュエータと連絡して作動するように配置される第２の周辺装置を含み、少なくとも主サイクルごとに一度、前記モーションコントローラは、前記エンコーダ信号に基づいて第２のアクチュエータ活性化位置を計算し、計算された前記第２のアクチュエータ活性化位置で前記第２のアクチュエータを活性化させる、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記第２の周辺装置は封筒位置決め機構を含む、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
実質的に一定の活性化の時間のずれを有する第３のアクチュエータ、および前記第３のアクチュエータと連絡して作動するように配置される第３の周辺装置を含み、少なくとも主サイクルごとに一度、前記モーションコントローラは、前記エンコーダ信号に基づいて第３のアクチュエータ活性化位置を計算し、計算された前記第３のアクチュエータ活性化位置で前記第３のアクチュエータを活性化させる、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記第３の周辺装置は郵便物運搬機構を含む、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記第２の周辺装置は郵便物運搬機構を含む、請求項７に記載の装置。
【請求項１２】
実質的に一定の活性化の時間のずれを有する第３のアクチュエータ、および前記第３のアクチュエータと連絡して作動するように配置される第３の周辺装置を含み、少なくとも主サイクルごとに一度、前記モーションコントローラは、前記エンコーダ信号に基づいて第３のアクチュエータ活性化位置を計算し、計算された前記第３のアクチュエータ活性化位置で前記第３のアクチュエータを活性化する、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記第３の周辺装置は封筒位置決め機構を含む、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記第１の周辺装置は封筒位置決め機構を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項１５】
前記第１の周辺装置は郵便物運搬機構を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項１６】
ある範囲の主サイクルスピードにわたって動作可能な挿入装置であって、
（ａ）  ある主サイクルにわたって、可変の主サイクルスピードで動作する主駆動アセンブリと、
（ｂ）  動作するように前記主駆動アセンブリに結合され、かつ前記主駆動アセンブリが動作している現在の主サイクルスピードを示すエンコーダ信号を生成するように適合されたエンコーダと、
（ｃ）  第１のモータによって可変の挿入物コンベアスピードで駆動される挿入物コンベアアセンブリと、
（ｄ）  第２のモータによって可変の封筒コンベアスピードで駆動される封筒コンベアアセンブリと、
（ｅ）  実質的に一定の活性化の時間のずれを有し、かつ第１の周辺装置と連絡して作動するように配置される第１のアクチュエータと、
（ｆ）  前記エンコーダ信号に基づいて、前記挿入物コンベアアセンブリのスピード、前記封筒コンベアアセンブリのスピードおよび前記第１のアクチュエータの活性化位置を制御するためのモーションコントローラとを含み、前記モーションコントローラは、前記エンコーダ、前記第１のモータ、前記第２のモータおよび前記第１のアクチュエータと電気的に連絡し、前記挿入装置はさらに、
（ｇ）  前記モーションコントローラと通信するコンピュータ読取可能な媒体で実現されるコンピュータの実行可能な命令を含むコンピュータプログラム製品を含み、前記コンピュータプログラム製品は、少なくとも主サイクルごとに一度、前記第１のアクチュエータの活性化位置を計算し、計算された前記第１のアクチュエータの活性化位置で前記第１のアクチュエータを活性化させるように適合される、装置。
【請求項１７】
前記挿入物コンベアアセンブリは、前記第１のモータによって供給方向に沿って駆動される複数の挿入物押出し要素を含む、請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記封筒コンベアアセンブリは、前記第２のモータによって前記供給方向に沿って駆動される複数の封筒制御要素を含む、請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記封筒コンベアアセンブリは、前記第２のモータによって供給方向に沿って駆動される複数の封筒制御要素を含む、請求項１６に記載の装置。
【請求項２０】
どの主サイクル中でも、前記挿入物コンベアアセンブリのスピードは、前記封筒コンベアアセンブリのスピードよりも速い、請求項１６に記載の装置。
【請求項２１】
前記第１の周辺装置は封筒開口機構を含む、請求項１６に記載の装置。
【請求項２２】
実質的に一定の活性化の時間のずれを有する第２のアクチュエータ、および前記第２のアクチュエータと連絡して作動するように配置される第２の周辺装置を含み、少なくとも主サイクルごとに一度、前記モーションコントローラは、前記エンコーダ信号に基づいて第２のアクチュエータ活性化位置を計算し、計算された前記第２のアクチュエータ活性化位置で前記第２のアクチュエータを活性化させる、請求項２１に記載の装置。
【請求項２３】
前記第２の周辺装置は封筒位置決め機構を含む、請求項２２に記載の装置。
【請求項２４】
実質的に一定の活性化の時間のずれを有する第３のアクチュエータ、および前記第３のアクチュエータと連絡して作動するように配置される第３の周辺装置を含み、少なくとも主サイクルごとに一度、前記モーションコントローラは、前記エンコーダ信号に基づいて第３のアクチュエータ活性化位置を計算し、計算された前記第３のアクチュエータ活性化位置で前記第３のアクチュエータを活性化させる、請求項２３に記載の装置。
【請求項２５】
前記第３の周辺装置は郵便物運搬機構を含む、請求項２４に記載の装置。
【請求項２６】
前記第２の周辺装置は郵便物運搬機構を含む、請求項２２に記載の装置。
【請求項２７】
実質的に一定の活性化の時間のずれを有する第３のアクチュエータ、および前記第３のアクチュエータと連絡して作動するように配置される第３の周辺装置を含み、少なくとも主サイクルごとに一度、前記モーションコントローラは、前記エンコーダ信号に基づいて第３のアクチュエータ活性化位置を計算し、計算された前記第３のアクチュエータ活性化位置で前記第３のアクチュエータを活性化させる、請求項２６に記載の装置。
【請求項２８】
前記第３の周辺装置は封筒位置決め機構を含む、請求項２７に記載の装置。
【請求項２９】
前記第１の周辺装置は封筒位置決め機構を含む、請求項１６に記載の装置。
【請求項３０】
前記第１の周辺装置は郵便物運搬機構を含む、請求項１６に記載の装置。
【請求項３１】
ある範囲の主サイクルスピードにわたって挿入装置を制御するための方法であって、
（ａ）  挿入装置が複数の主サイクルにわたって動作する主サイクルスピードを監視するステップと、
（ｂ）  いつ新しい主サイクルが始まったかを判定するステップと、
（ｃ）  少なくとも前記挿入装置の動作の主サイクルごとに一度、第１の計算を行なって、起動された装置が活性化され始めるべき前記新しい主サイクルの第１の周期的な位置を判定するステップとを含み、前記計算は、前記新しい主サイクルについて測定された前記主サイクルスピード、前記起動された装置が完全に活性化するのに必要とされる予め定められた時間、および前記起動された装置が完全に活性化すべき前記新しい主サイクルの予め定められた周期的な位置に基づき、前記方法はさらに、
（ｄ）  少なくとも前記挿入装置の動作の主サイクルごとに一度、前記新しい主サイクルが、計算された前記第１の周期的な位置に達するか、またはそれを越えたときに前記起動された装置を活性化させ始めるステップを含む、方法。
【請求項３２】
（ａ）  少なくとも前記挿入装置の動作の主サイクルごとに一度、第２の計算を行なって、起動された装置が不活性化され始めるべき前記新しい主サイクルの第２の周期的な位置を判定するステップを含み、前記計算は、前記新しい主サイクルについて測定された前
記主サイクルスピード、前記起動された装置が不活性化するのに必要とされる予め定められた時間、および前記起動された装置が完全に不活性化すべき前記新しい主サイクルの予め定められた周期的な位置に基づき、前記方法はさらに、
（ｂ）  少なくとも前記挿入装置の動作の主サイクルごとに一度、前記新しい主サイクルが、計算された前記第２の周期的な位置に達するか、またはそれを越えたときに前記起動された装置を不活性化させるステップを含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記起動された装置を活性化させ始める前記ステップは、封筒開口装置を作動させるステップを含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項３４】
前記起動された装置を活性化させ始める前記ステップは、封筒位置決め装置を作動させるステップを含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項３５】
前記起動された装置を活性化させ始める前記ステップは、郵便物運搬装置を作動させるステップを含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項３６】
コンピュータ読取可能な媒体で実現されるコンピュータの実行可能な命令を含むコンピュータプログラム製品であって、
（ａ）  挿入装置が複数の主サイクルにわたって動作する主サイクルスピードを監視するステップと、
（ｂ）  いつ新しい主サイクルが始まったかを判定するステップと、
（ｃ）  少なくとも前記挿入装置の動作の主サイクルごとに一度、第１の計算を行なって、起動された装置が活性化され始めるべき前記新しい主サイクルの第１の周期的な位置を判定するステップとを行なうように適合され、前記計算は、前記新しい主サイクルについて測定された前記主サイクルスピード、前記起動された装置が完全に活性化するのに必要とされる予め定められた時間、および前記起動された装置が完全に活性化すべき前記新しい主サイクルの予め定められた周期的な位置に基づき、前記コンピュータプログラム製品はさらに、
（ｄ）  少なくとも前記挿入装置の動作の主サイクルごとに一度、前記新しい主サイクルが、計算された前記第１の周期的な位置に達するか、またはそれを越えたときに前記起動された装置を活性化させ始めるステップを行なうように適合される、コンピュータプログラム製品。
【請求項３７】
（ａ）  少なくとも前記挿入装置の動作の主サイクルごとに一度、第２の計算を行なって、起動された装置が不活性化され始めるべき前記新しい主サイクルの第２の周期的な位置を判定するステップを含み、前記計算は、前記新しい主サイクルについて測定された前記主サイクルスピード、前記起動された装置が不活性化するのに必要とされる予め定められた時間、および前記起動された装置が完全に不活性化すべき前記新しい主サイクルの予め定められた周期的な位置に基づき、前記方法はさらに、
（ｂ）  少なくとも前記挿入装置の動作の主サイクルごとに一度、前記新しい主サイクルが、計算された前記第２の周期的な位置に達するか、またはそれを越えたときに前記起動された装置を不活性化させるステップを含む、請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
前記起動された装置を活性化させ始める前記ステップは、封筒開口装置を作動させるステップを含む、請求項３７に記載の方法。
【請求項３９】
前記起動された装置を活性化させ始める前記ステップは、封筒位置決め装置を作動させるステップを含む、請求項３６に記載の方法。
【請求項４０】
前記起動された装置を活性化させ始める前記ステップは、郵便物運搬装置を作動させる
ステップを含む、請求項３６に記載の方法。
【請求項４１】
挿入装置が動作するある範囲の主サイクルスピードにわたって、制御された態様で対応する封筒に連続的に挿入物を挿入するための方法であって、
（ａ）  挿入装置が複数の主サイクルにわたって動作する主サイクルスピードを監視するステップと、
（ｂ）  いつ新しい主サイクルが始まったかを判定するステップと、
（ｃ）  少なくとも前記挿入装置の動作の主サイクルごとに一度、第１の計算を行なって、起動された装置が活性化され始めるべき前記新しい主サイクルの第１の周期的な位置を判定するステップとを含み、前記計算は、前記新しい主サイクルについて測定された前記主サイクルスピード、前記起動された装置が完全に活性化するのに必要とされる予め定められた時間、および前記起動された装置が完全に活性化すべき前記新しい主サイクルの予め定められた周期的な位置に基づき、前記方法はさらに、
（ｄ）  少なくとも前記挿入装置の動作の主サイクルごとに一度、前記新しい主サイクルが、計算された前記第１の周期的な位置に達するか、またはそれを越えたときに前記起動された装置を活性化させ始めるステップを含み、前記起動された装置の活性化は、前記挿入装置によって行なわれる挿入プロセスを支援し、前記方法はさらに、
（ｅ）  前記起動された装置の活性化にタイミングを合わせた関係で、ある挿入物供給の速さで供給経路に沿って挿入物を供給するステップと、
（ｆ）  前記起動された装置の活性化にタイミングを合わせた関係で、ある封筒供給の速さで前記供給経路に沿って封筒を供給するステップとを含み、前記挿入物供給の速さは前記封筒供給の速さよりも速く、前記方法はさらに、
（ｇ）  前記起動された装置の活性化にタイミングを合わせた関係で、前記封筒に前記挿入物を挿入するステップを含む、方法。
【請求項４２】
前記起動された装置を活性化させ始める前記ステップは、封筒開口装置を作動させるステップを含む、請求項４１に記載の方法。
【請求項４３】
前記起動された装置を活性化させ始める前記ステップは、封筒位置決め装置を作動させるステップを含む、請求項４１に記載の方法。
【請求項４４】
前記起動された装置を活性化させ始める前記ステップは、郵便物運搬装置を作動させるステップを含む、請求項４１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は一般に、挿入物が封筒に挿入されて後続の処理が行なわれる郵便物挿入動作に有用なタイプの装置および方法などの、挿入装置および方法に向けられる。特に、この発明は、装置のサイクルスピードの変化に応答して、１つまたは複数の起動された部品を適合可能に制御することのできる挿入装置および方法に向けられる。
【背景技術】
【０００２】
連続動作、または少なくとも実質的に連続動作を実現する郵便物挿入機械がこれまで開発されてきた。そのような機械の基本的な機能は、書類またはその他のシート状の製品などの挿入物の流れを確立し、封筒の流れを確立し、そして、２つの流れを１つの共通の供給経路で組合わせることである。一旦、所与の挿入物および所与の封筒が共通の供給経路に入ると、挿入物はある共通の挿入点で開口された封筒に挿入されなくてはならず、その後、挿入済みの封筒は１つの出力経路に沿って下流へと運ばれ、後続の処理が行なわれる。連続動作タイプの挿入機械では、供給経路を停止させなければならない回数を低減することによって、および／または停止の継続時間を低減することによって、スループットを向上する努力が行なわれている。これは、挿入物を封筒よりも高速で供給経路に沿って搬送するか、または、封筒に対して挿入物を少なくとも加速して、所与の挿入物が、対応する整列された封筒を「追い越す」か、またはそれに追いつき、封筒に完全に挿入され、供給経路に沿った挿入物または封筒の流れの停止を最低限にとどめるようにすることで実現されてきた。
【０００３】
当業者には理解されるように、上述の郵便物挿入機械の動作の成功は、挿入プロセスの実行に関わる、さまざまな可動部品を適切に同期させることに依存する。異なるサイズの挿入物および／または封筒が処理されるときなど、すべての可動部品が異なる機械スピードでも同期されているようにするためのステップを行なわなければならない場合、機械の全体のスピードを変化させることが望ましいことが多い。たとえば、オーシンガー（Orsinger）に対する米国特許第３，４２３，９００号では、連続動作挿入機械が開示され、封筒供給機構および挿入物供給機構などのすべての可動部品は、完全に互いに機械的に結合される。そのような機械の動作スピードが変更されれば、同期を保つために、いくつかの部品に面倒な機械的な調整を行なう必要があることがわかる。
【０００４】
サーボモータおよびモーションコントローラが近代に開発されたものの、機械スピードの変化に応答して、特に、連続動作タイプの挿入機械で同期を保つために、そのような近代的な制御部品を郵便物挿入機械にインターフェイスするための満足のいく方法は、まだ開発されていない。特に、近代的な機械部品の使用は同期の問題を悪化させることが多い。これは、特に、近代的な可変スピードの循環挿入機械の場合に見られる。そのような機械の動作中、ある事象間の継続時間は、全体の機械スピードによって変わる。しかしながら、これらの機械は、サーボモータ駆動の部品またはアセンブリ、およびアクチュエータ駆動の部品の両方を含む。モータ駆動の部品またはアセンブリのそれぞれの動作スピードは、モーションコントローラによって容易に制御し、変えることができる。しかしながら、同時に、アクチュエータ駆動の部品のそれぞれの活性化スピード（すなわち、その部品が不活性の状態またはＯＦＦの状態から、活性化の状態またはＯＮの状態に移行するのに必要とされる時間）は本質的に固定されており、変えることはできない。したがって、可変スピードの部品を固定スピードの部品とともに使用すると、同期が困難になることがわかる。
【０００５】
例として、可変スピードの循環機械は、１つまたは複数の回転アセンブリまたは部品を含み、これらのそれぞれの動作スピードは、（機械の主駆動軸への実際の結合を介して、または、単に機械のさまざまな可動部品間の必要なタイミング関係によって）機械の主スピードに幾分依存する。たとえば、機械が毎秒１サイクルの機械スピードで作動している場合、機械は、機械サイクルの９０度を移動するのに２５０ミリ秒かかる。機械のスピードを毎秒５サイクルに上げると、この新しい機械スピードでは機械サイクルの同じ９０度を移動するのに５０ミリ秒しかかからない。動作の一環として、機械は、ソレノイドによって駆動される少なくとも１つの部品をさらに含んでもよい。一般に、ソレノイドは活性化するのに一定の時間（たとえば、ソレノイドのプランジャが完全に外側に延び、必要な起動事象を実際に行なうのに必要な時間）がかかり、この活性化時間は、機械のスピードから完全に独立している。この例では、ソレノイドは活性化するのに５０ミリ秒かかる。この機械の動作が成功するには、ソレノイドが機械サイクル中のある所与の時点（たとえば、９０度）で完全に活性化することが必要である。さらに、動作は、サイクル中の別の所与の時点（たとえば、８５度）までにソレノイドが不活性化することを必要とする。したがって、機械が動作するように意図されるすべてのスピードに対して、どのサイクル中でもソレノイドをＯＮにすることのできる共通の点は存在しない。
【０００６】
この例を続けると、毎秒１サイクルの機械の速さでは、機械は、５０ミリ秒（２５０ミリ秒割る５）で１８度（９０度割る５）移動する。この速さでは、ソレノイドが９０度で完全に活性化されるためには、ソレノイドを７２度（９０度引く１８度）で活性化または始動させなければならない。これは、この特定のソレノイドを最初に作動させる際、完全に活性化するのに常に５０ミリ秒かかるためである。この例では、毎秒１サイクルでは、５０ミリ秒は、機械サイクルでの１８度の回転に対応する。上述のように、毎秒５サイクルの機械の速さでは、機械は５０ミリ秒で９０度移動する。したがって、このように機械サイクルのスピードを上げると、９０度で完全に活性化させるためにはソレノイドは０度で始動させなければならない（毎秒５サイクルでは、５０ミリ秒は、毎秒１サイクルのサイクルスピードの場合の１８度ではなく、９０度に対応するため）。
【０００７】
機械が毎秒５サイクルで動作しており、ソレノイドがその機械スピードで０度で始動するように正確にセットされている場合、機械スピードが変更されるとソレノイドは正しくないときに始動することになる。具体的な例では、機械のスピードが毎秒１サイクルに下げられ、ソレノイドが０度で始動すると、ソレノイドは１８度で完全に活性化することになり、これは機械が毎秒１サイクルで作動している場合の機械サイクルでは早すぎる。一方、機械スピードが毎秒１サイクルであるときにソレノイドが（７２度で）正しく始動するようにセットされ、機械が実際には毎秒５サイクルで作動している場合、ソレノイドは機械サイクルが７２度に達するまで始動せず、１６２度まで活性化しないことになり（７２度＋９０度、９０度は、毎秒５サイクルの機械スピードでのソレノイドの活性時間５０ミリ秒に対応する）、これは遅すぎる。
【０００８】
どちらの場合でも、ソレノイドは、機械の動作サイクル中の正しくない時点で始動し、最終的に完全に活性化することになる。連続動作挿入機械、およびさまざまな可動部品の協調および同期を必要とする他のタイプの機械では、ソレノイドが不適切なときに活性化することは、挿入物または封筒が適切なときに供給経路に呈示されない、封筒が開口されない、下流のプロセスに排出される前に挿入物を完全に封筒に挿入することができないなどの事態につながり得る。
【０００９】
可変のスピードの挿入機械で適切な制御および同期を維持するための１つの方法は、次の一連の関連の開示、米国特許第５，８２３，５２１号、第５，９４１，５１６号、第５，９４９，６８７号、第５，９５４，３２３号および第５，９７５，５１４号に開示されており、これらはすべてエミ（Emigh）らに発行され、ベル・アンド・ハウエル・メイル・アンド・メッセイジング・テクノロジーズ・カンパニー（Bell & Howell Mail and Messaging Technologies Co.）に所有されている。これら特許に開示される主な実施例では、フィリップスバーグタイプ（Phillipsburg-type）の郵便物挿入機械は、２０のステーションまたはサブアセンブリを有し、これらのすべてが挿入機械の３６０度のタイミングサイクルにわたってタイミングの合った関係で動作する（すなわち、活性化または非活性化される）。これらステーションのそれぞれの動作は、前進（伸長）および後退（収縮）を必要とする空気圧シリンダなどのある部品によって示される電気機械的な時間のずれを補償するため、コンピュータ駆動の適合制御下に置かれる。結果として、アクチュエータタイプの部品のそれぞれの電気機械的な機能を開始および終了するために使用されるＯＮ−ＯＦＦ制御信号は、機械スピードの変化に応答して調節することができ、さまざまな部品の正しいタイミングを維持することができる。
【００１０】
エミ（Emigh）らの特許では、適合制御は、コンピュータによって実行される制御ソフトウェアにスピードの「ルックアップ」テーブルをプログラミングすることによって実現される。これらスピードのテーブルは、そのような制御を必要とする各ステーションに対して、正しい開始角度（すなわち、ＯＮ制御信号に対するタイミング）および停止角度（すなわち、ＯＦＦ制御信号に対するタイミング）を含んでいる。経験的に導出された、「低」スピードのテーブルは、毎時間０〜２０００サイクルの範囲内で動作している機械に対して設けられる。さらに、さまざまなアクチュエータタイプの部品に対するそれぞれの時間のずれ（または、活性化時間）が経験的に測定され、結果的な値が「動作遅延」ルックアップテーブルに記憶される。動作遅延テーブルからの値は、適合調整係数を計算するために機械のサイクルスピードとともに使用され、適合調整係数は、異なるサイクルスピードに対する新しい開始角度および停止角度を決定するためのさらなる計算で使用される。これら新しい値は新しいスピードテーブルに入力される。このプロセスは、５つの連続するスピードテーブルが生成されるまで実行され、各々の幅が毎時間２０００サイクルのサイクルスピード範囲に対応し、５つのスピードテーブルが毎時間０〜１０，０００サイクルの機械の動作の全範囲をカバーする。郵便物挿入機械は、５つの予め規定されたスピードテーブルのすべてがメモリに記憶されて初めて動作の準備が整う。
【００１１】
エミ（Emigh）らの特許に開示される郵便物挿入機械の動作中、コンピュータは、機械の主駆動軸とインターフェイスされたアブソリュート光学式エンコーダなどの回転速度計の出力をサンプリングする。このサンプリングは、機械が実際に何を行なっているかにかかわらず、クロックスピードによって定められる一定の間隔で厳格に行なわれる。開示される具体的な実施例では、サンプリングは例外なく１００ミリ秒ごとに行なわれる。エンコーダによって測定されるサイクルスピードに基づいて、コンピュータは適切なスピードテーブルを選択し、選択されたスピードテーブルからの値を使用してアクチュエータタイプの部品に発行すべき適切な制御信号を判定する。またはこれに代えて、コンピュータは低スピードテーブルおよび動作遅延テーブルを使用して、１００ミリ秒ごとに新しいスピードテーブルを更新してもよい。しかしながら、この後者の方法は、ＣＰＵが１００ミリ秒ごとに繰返し計算しなければならないため、コンピュータの速度を低下させ得るという欠点があることが開示されている。
【００１２】
したがって、スピードの調整が行なわれた後により容易かつ正確に同期を維持し、さらに機械サイクルの開始部分および停止部分でより一貫した性能を保証するために、特に連続動作挿入機械の動作環境で、実質的に連続ベースで可変の機械のスピードに応答してアクチュエータを正確に制御および調整するための方法および装置を提供すれば有利であろう。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この発明は、１つまたは複数の他の起動された周辺装置と同期しかつ組合わさって回転運動を行なう１つまたは複数のアセンブリを含み、かつ主サイクルにわたって可変のサイクルスピードで動作する機械を制御するための方法を提供する。周辺装置は、ソレノイドなどの既知のアクチュエータによって活性化され、一般に一定の時間のずれを示す。通常、そのような機械はさまざまなサイクルスピードでは動作できない。なぜなら、これまでは、そのような変化によって、回転アセンブリが周辺装置と同期しなくなってしまったためである。しかしながら、この発明による方法は、変化するサイクルスピードに応答して、ソレノイドのタイミングにオンザフライの調整を行なうことができるという有利な特徴を有し、効率的に同期を維持することができる。この方法は、モーションコントローラ、または命令セットを電子処理して位置に基づく速度補償を行なうことのできる他の好適な装置によって実現される。この方法は、郵便物処理作業で用いられるタイプなどの連続動作挿入装置の環境で成功をおさめているが、この発明には、連続動作挿入装置の直接の範囲外にも用途があることが理解されるであろう。この発明は、連続動作タイプ以外の郵便物挿入機械でも実現可能であり、起動された回転部品間の同期を必要とするあらゆる機械で実現可能である。
【００１４】
この発明の一実施例によると、ある範囲の主サイクルスピードにわたって動作可能な挿入装置は、主駆動アセンブリ、エンコーダ、挿入物コンベアアセンブリ、封筒コンベアアセンブリ、第１のアクチュエータおよびモーションコントローラを含む。主駆動アセンブリは、主サイクルにわたって可変の主サイクルスピードで動作する。エンコーダは、動作するように主駆動アセンブリに結合され、主駆動アセンブリが動作している現在の主サイクルスピードを表わすエンコーダ信号を生成するように適合される。挿入物コンベアセンブリは、第１のモータによって可変の挿入物コンベアスピードで駆動される。封筒コンベアアセンブリは、第２のモータによって可変の封筒コンベアスピードで駆動される。どの主サイクル中でも、連続動作の挿入動作を実現するために、挿入物コンベアセンブリスピードは、封筒コンベアアセンブリのスピードよりも速い。第１のアクチュエータは、実質的に一定の活性化の時間のずれを有し、第１の周辺装置と連絡して作動するように配置される。モーションコントローラは、エンコーダ信号に基づいて、挿入物コンベアアセンブリのスピード、封筒コンベアアセンブリのスピード、および第１のアクチュエータの活性化位置を制御する。したがって、モーションコントローラは、エンコーダ、第１のモータ、第２のモータおよび第１のアクチュエータと電気的に通信する。モーションコントローラは、主サイクルごとに一度、第１のアクチュエータ活性化位置を計算し、計算された第１のアクチュエータ活性化位置で第１のアクチュエータを活性化させる。
【００１５】
この発明の別の実施例によると、挿入装置は、コンピュータ読取可能な媒体で実現されるコンピュータの実行可能な命令を含むコンピュータプログラム製品を含む。コンピュータプログラム製品は、モーションコントローラと通信し、主サイクルごとに一度、第１のアクチュエータの活性化位置を計算し、計算された第１のアクチュエータの活性化位置で第１のアクチュエータを活性化させるように適合される。
【００１６】
この発明の別の実施例によると、ある範囲の主サイクルスピードにわたって挿入装置を制御するための方法が提供される。この方法は、挿入装置が複数の主サイクルにわたって動作する主サイクルスピードを監視するステップと、いつ新しい主サイクルが始まったかを判定するステップとを含む。挿入装置の動作の主サイクルごとに一度、第１の計算が行なわれる。第１の計算は、起動された装置が活性化されるべき新しい主サイクルの第１の周期的な位置を判定する。この計算は、新しい主サイクルについて測定された主サイクルスピード、起動された装置が完全に活性化するのに必要とされる予め規定された時間、および起動された装置が完全に活性化すべき新しい主サイクルの予め定められた周期的な位置に基づく。起動された装置は、新しい主サイクルが、計算された第１の周期的な位置に達するか、またはそれを越えたときに活性化され始める。
【００１７】
この発明のさらに別の実施例によると、この方法は、挿入装置の動作の主サイクルごとに一度、第２の計算を行なって、起動された装置が不活性化され始めるべき新しい主サイクルの第２の周期的な位置を判定するステップを含む。この計算は、新しい主サイクルについて測定された主サイクルスピード、起動された装置が完全に不活性化するのに必要とされる予め定められた時間、および起動された装置が完全に不活性化すべき新しい主サイクルの予め定められた周期的な位置に基づく。起動された装置は、新しい主サイクルが、計算された第２の周期的な位置に達するか、またはそれを越えたときに不活性化される。
【００１８】
この発明のさらなる実施例によると、この方法は、コンピュータ読取可能な媒体で実現されるコンピュータの実行可能な命令を含むコンピュータプログラム製品によって実現される。
【００１９】
この発明のさらに別の実施例によると、挿入装置が動作するある範囲の主サイクルスピードにわたって、制御された態様で、対応する封筒に連続的に挿入物を挿入するための方法が提供される。この方法は、挿入装置が複数の主サイクルにわたって動作する主サイクルスピードを監視するステップと、いつ新しい主サイクルが始まったかを判定するステップとを含む。挿入装置の動作の主サイクルごとに一度、第１の計算が行なわれる。第１の計算は、起動された装置が活性化されるべき新しい主サイクルの第１の周期的な位置を判定する。計算は、新しい主サイクルについて測定された主サイクルスピード、起動された装置が完全に活性化するのに必要とされる予め定められた時間、および起動された装置が完全に活性化すべき新しい主サイクルの予め定められた周期的な位置に基づく。起動された装置は、新しい主サイクルが、計算された第１の周期的な位置に達するか、またはそれを越えたときに活性化され始める。起動された装置の活性化は、機械サイクル中の正しい時点での挿入前の封筒の開口、封筒の位置決め、または挿入済みの封筒を運搬するなどの、挿入装置によって行なわれる挿入プロセスを支援する。
【００２０】
この方法は、起動された装置の活性化にタイミングを合わせた関係で、ある挿入物供給の速さで供給経路に沿って挿入物を供給するステップと、同様に、起動された装置の活性化にタイミングを合わせた関係で、ある封筒供給の速さで供給経路に沿って封筒を供給するステップとを含む。挿入物供給の速さは、封筒供給の速さよりも速いため、挿入物は起動された装置の活性化にタイミングを合わせた関係で封筒に挿入される。
【００２１】
したがって、この発明の目的は、幅広い範囲の機械スピードにわたって、さまざまな可動部品の密な制御および同期を維持することのできる、改良された連続動作挿入機械および改良された挿入方法を提供することである。
【００２２】
この発明の別の目的は、モーションコントローラまたは他の電子処理装置を含み、モーションコントローラが挿入機械の動作中にある起動された部品の正しい周期的な位置をリアルタイムで計算することができるため、機械スピードの変化が１つまたは複数の機械の部品の再構成を必要としない、挿入機械および関連方法を提供することである。
【００２３】
この発明のさらに別の目的は、挿入機械の主回転または主サイクルごとにある部品の活性化時間を更新し、更新プロセスの頻度が主サイクルのスピードと直接的に連動して変わる、挿入機械および関連する方法を提供することである。
【００２４】
上述のこの発明の目的の一部は、添付の図面とともに、以下の説明を読むことで明らかとなるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
発明の詳細な説明
図１を参照すると、一般的に１０と表わされる挿入装置またはシステムが概略的に示される。挿入装置は、主駆動アセンブリ１５を含み、これは、通常、挿入装置１０に関連づけられる１つまたは複数のアセンブリへと下流に挿入物を搬送するなどの主要な機能を駆動する。主駆動アセンブリ１５は、モータ駆動の駆動軸などの回転部品（具体的には図示せず）を含み、当業者によって理解されるように、これは他の回転部品に機械的に結合してもよい。エンコーダ２０または類似の装置が主駆動アセンブリ１５の回転部品とインターフェイスする。エンコーダ２０は、主駆動アセンブリ１５が物理的に回転する速さ（すなわち、主サイクルスピード）を毎秒当たりのエンコーダパルスで測定し、この測定値を電気的な出力信号に変換する。当業者によって理解されるように、エンコーダ信号は、モーションコントローラ（動作制御装置）Ｃによって読込まれかつ解釈され、これは、入出力インターフェイス、信号調整増幅要素、および関連する回路を含む。
【００２６】
挿入装置１０は、連続動作の挿入プロセスを実現するのに必要なある数のアセンブリ（またはサブアセンブリ）をさらに含む。したがって、挿入装置１０は、少なくとも、一般的に３０と表わされる挿入物コンベアセンブリ、および一般的に４０と表わされる封筒コンベアアセンブリを含むことが好ましい。挿入物コンベアセンブリ３０は、サーボモータ３２によって制御される少なくとも１つの回転部品を含む。同様に、封筒コンベアアセンブリ４０は、サーボモータ４２によって制御される少なくとも１つの回転部品を含む。各サーボモータ３２および４２は、モーションコントローラＣと電気的に通信し、モーションコントローラＣによって制御される。さらに詳しく後述するように、挿入装置１０のどの所与の機械（または動作）サイクル中およびどの主サイクルスピードでも、挿入物コンベアセンブリ３０が動作するスピードは、一般に、封筒コンベアアセンブリ４０が動作するスピードよりも速い。モーションコントローラＣは、エンコーダ２０から出力信号を受取り、この測定された主サイクルスピードに基づいて、挿入物コンベアセンブリ３０および封筒コンベアアセンブリ４０のそれぞれに対する適切な動作スピード、および開始時間ならびに停止時間（機械サイクル中に必要とされる場合）を判定して同期を維持する。他の可変のスピードのアセンブリを挿入装置１０の一部として、またはこれと組合わせて設け、同様に、モーションコントローラＣによって制御してもよいことが理解されるであろう。モーションコントローラＣのプログラミング、ＳＴＡＲＴ、ＳＴＯＰならびにＪＯＧなどのコマンドの入力、およびソレノイドのタイミング特性ならびに所望の装置の活性化位置（後述する）の入力を可能にするために、キーボードなどの従来の形のユーザインターフェイスＵＩも設けてもよい。
【００２７】
挿入装置１０は、アクチュエータによって動作される１つまたは複数の周辺装置または部品を含む。各起動された部品は、一般に、ＯＮとＯＦＦの状態、または、これと同等の動作状態と非動作状態との間を移行するという事実によって特徴づけられ、さらに、起動された部品をＯＮの状態とＯＦＦの状態との間を循環または往復させるために、ソレノイド、空気圧シリンダ、油圧シリンダまたは他のアクチュエータが用いられるという事実によって特徴づけられる。これ以降、非限定的な態様で各アクチュエータを「ソレノイド」という言葉で呼ぶが、各アクチュエータは、活性化時間および不活性化時間が固定されている。つまり、一旦、ソレノイドを「始動」または作動させるために制御信号が送られると、ソレノイドが完全に活性化されるのに必要な時間（プランジャアームを完全に外側に延ばして、起動された部品をＯＮの状態に切換えるのに必要とされる時間）は、一般的かつ本質的に一定である。同じ態様で、一旦、ソレノイドの電源を切るために制御信号が送られると（または、他の同等な場合にＯＮ制御信号が取除かれると）、ソレノイドを不活性化するために必要な時間も固定される。
【００２８】
この実施例では、ソレノイドによって起動される３つの周辺装置、つまり、一般的にＯと表わされる封筒開口装置、一般にＲと表わされる封筒位置決め装置、および一般にＴＡと表わされる挿入済み封筒運搬装置が示される。ソレノイドによって起動される各装置Ｏ、Ｒ、およびＴＡは、モーションコントローラＣと電気的に通信し、モーションコントローラＣによって制御される。この発明によると、各装置Ｏ、ＲおよびＴＡに関連付けられるそれぞれのソレノイドの活性化／非活性化時間は固定され、それぞれの始動時間およびそれぞれの完全に活性化するための時間は、モーションコントローラＣによって読取られかつ解釈される主サイクルスピードに応答して変化し得る。
【００２９】
図２を参照すると、モーションコントローラＣが起動された装置Ｏ、ＲおよびＴＡの動作を制御する基本プロセスが示され、これはモーションコントローラＣに関連付けられるファームウェアまたはソフトウェアによって実行される。このプロセスの初期化に先立って、販売者の情報またはテストを介して、関与する各ソレノイドのタイミング特性を判定しなければならないことが理解されるであろう。この基本プロセスは、機械サイクルごとに一度行なわれ、以下のアルゴリズムで表わすことができる。
【００３０】
ループ開始
活性化位置の計算＝所望の活性化位置−（活性化時間×マスターの現在のスピード）
現在の位置＞または＝活性化位置まで待機する
装置の活性化
不活性化位置の計算＝所望の不活性化位置−（不活性化時間×マスターの現在のスピード）
現在の位置＞または＝不活性化位置まで待機する
装置の不活性化
サイクルの終了まで待機する
ループ終了。
【００３１】
上述のアルゴリズムで使用されるさまざまな値を以下のように定義する。
【００３２】
活性化位置＝活性化（すなわち、ソレノイドの始動）が起こり始める実際の周期的な位置。
【００３３】
所望の活性化位置＝活性化が完了されるべき（すなわち、ソレノイドが完全に活性化する）周期的な位置。
【００３４】
活性化時間＝装置が活性化するのにかかる実際の時間（すなわち、装置の活性化に固有の、一般的に一定の時間のずれ）。
【００３５】
マスターの現在のスピード＝測定されたその時間での主サイクルのスピード。
【００３６】
現在の位置＝主サイクルの現在の位置。
【００３７】
不活性化位置＝不活性化（たとえば、後退（収縮）運動の開始）が起こり始める実際の周期的な位置。
【００３８】
所望の活性化位置＝活性化が完了されるべき（たとえば、完全な後退の）周期的な位置。
【００３９】
不活性化時間＝装置が不活性化するのにかかる実際の時間（すなわち、装置の不活性化に固有の、一般的に一定の時間のずれ）。
【００４０】
サイクルの終了＝１つのサイクルが通過したことを示すフラグまたはカウンタ。
【００４１】
所望の活性化位置および所望の不活性化位置の値は、挿入装置１０のオペレータまたはプログラマによって予め定められることが注目されるだろう。これらの値は、対応するソレノイドの時間のずれ（活性化時間および不活性化時間）の値と同様に、サイクルの主スピードから独立しているという意味において、「絶対的」である。たとえば、周辺装置Ｏ、ＲまたはＴＡは、その動作を挿入装置１０によって行なわれる他の動作と適切に同期させるために、機械サイクルごとに９０度で動作状態に切換えられなければならないと予め定めてもよい。ある所与の郵便物挿入作業および／またはある所与の挿入物および封筒サイズでは、この基準は変わらない。しかしながら、周辺装置Ｏ、ＲまたはＴＡが９０度で完全に活性化するように、対応するソレノイドを始動させなければならない機械サイクルに対する回転位置または回転角度は、機械サイクルのスピードとともに変化する。したがって、上述の制御プロセスは、サイクルスピードの変化に応答して必要な調整を行なうために使用される。
【００４２】
図２のフロー図を参照すると、起動された各装置Ｏ、ＲおよびＴＡに対してモーションコントローラＣによって行なわれる制御プロセスがさらに示される。ステップ５１では、挿入装置１０（または、その主駆動アセンブリ１５）が回転し始め、モーションコントローラＣはエンコーダ２０（図１を参照）から出力信号を受取る。一旦、挿入装置１０が開始ステップ５１で電源を入れられると、ステップ５３では、エンコーダ２０によって読取られたサイクルスピード（マスターの現在のスピード）、および制御されるべき起動された特定の装置Ｏ、ＲまたはＴＡを指し示す時間のずれの情報（活性化時間）を使用して、モーションコントローラＣは、対応するソレノイドを始動させるための現在の機械サイクル中での適切な時点（活性化位置）を判定する。ステップ５５で、モーションコントローラＣは、少なくとも計算されたソレノイドの活性化位置に達するために、主サイクルの現在の回転位置（現在の位置）まで待機する。モーションコントローラＣは、機械サイクルに沿った挿入装置１０の現在の回転位置を識別するエンコーダ２０からの出力パルスを数えることで、これを行なうことができる。ステップ５７では、現在の位置が、計算された活性化位置と等しいか、またはそれを越えたとモーションコントローラＣが判定するとすぐに、モーションコントローラＣは、制御信号を送るか、または他の適切なステップを行なってソレノイドを始動させる。このような態様で、ソレノイドは、挿入物コンベアセンブリ３０および封筒コンベアアセンブリ４０（図１を参照）のそれぞれの動作と同期して、機械サイクルの適切な回転位置で、関連付けられる装置Ｏ、ＲまたはＴＡを活性化する。
【００４３】
ステップ５９へと続き、モーションコントローラＣは、以前にエンコーダ２０から受取ったサイクルスピード（マスターの現在のスピード）、および起動された装置Ｏ、ＲまたはＴＡを指し示す時間のずれの情報（不活性化時間）を使用して、ソレノイドを不活性化するための現在の機械サイクル中での適切な時点（不活性化位置）を判定する。ステップ６１では、モーションコントローラＣは、少なくとも計算されたソレノイドの不活性化位置に達するために、主サイクルの現在の回転位置（現在の位置）まで待機する。ステップ６３で、現在の位置が、計算された不活性化位置に等しいか、またはそれを越えたとモーションコントローラＣが判定するとすぐに、モーションコントローラＣは、制御信号を送るか、または何らかの他の適切なステップを行なって、ソレノイドの電源を切る。このような態様で、ソレノイドは、挿入物コンベアセンブリ３０および封筒コンベアアセンブリ４０のそれぞれの動作と同期して、関連付けられる装置Ｏ、ＲまたはＴＡを機械サイクルの適切な回転位置で不活性化させる。さらに、起動された装置Ｏ、Ｒ、またはＴＡは、適切な再活性化時間まで不活性化されたままであるため、挿入物コンベアセンブリ３０および封筒コンベアアセンブリ４０のそれぞれの動作に干渉しない。最後に、ステップ６５で、モーションコントローラＣは、サイクルの終了の発生にフラグが付けられるまで待機し、その後、上述の次の制御シーケンスを開始する。
【００４４】
モーションコントローラＣは、機械サイクルごとに一度、制御プロセスを実行するため、所与の起動された装置に対してモーションコントローラＣが制御プロセスを行なう頻度は、機械サイクルのスピードと直接的に連動して変化することが注目される。したがって、モーションコントローラＣは、機械サイクルに遅れることのない真のリアルタイムでの「オンザフライ」制御プロセスを実行する。しかしながら、同時に、挿入装置１０の１つの完全な機械サイクルは、事実上、常に１００ミリ秒より長く続くと予想される。したがって、モーションコントローラＣに関連付けられ、適度な処理スピードを有するＣＰＵまたは他の電子プロセッサなら、この制御プロセスの実行によって悪影響を受けることはない。さらに、モーションコントローラＣは、挿入装置１０のオペレータによる手動の調整なしに、関与するすべての周辺装置Ｏ、ＲおよびＴＡのそれぞれの活性化および不活性化の周期的位置に調節を行なうことが注目される。
【００４５】
図３〜図８を参照すると、連続動作挿入装置１０の例示的な実施例が示される。この発明によると、挿入装置１０は、モーションコントローラＣによって制御され、これは上述の制御プロセスを実現するようにプログラムされるため、有利である。上述のように、挿入装置１０は、挿入物コンベアセンブリ３０および封筒コンベアアセンブリ４０を含む。挿入物コンベアセンブリ３０および封筒コンベアアセンブリ４０は、ともにサーボモータ制御の機構であり、実質的に停止する時間なしに、連続してそれぞれの品物、すなわち、挿入物Ｉおよび封筒Ｅを供給方向Ｆに連続的に供給するように動作する。この供給プロセス中、後述するように、挿入物コンベアセンブリおよび封筒コンベアアセンブリ４０は、協働して挿入物Ｉを対応する封筒Ｅ内に位置付ける。
【００４６】
図３および図４に示されるように、挿入物供給コンベアアセンブリ３０は、各チェーン７１および７１′が回転可能なスプロケット７３Ａおよび７３Ｂの１つまたは複数の対のまわりにそれぞれ巻付けられた、チェーン（または、これに代えてベルト）を併設したコンベアを含む。各チェーン７１および７１′を駆動するため、スプロケット７３Ｂの隣接する対を共通の駆動軸７５に固定して取付け、次に、従来のベルトおよびプーリの組合せなどの機械的な可動部７７によって、駆動軸７５をサーボモータ３２に接続することが好ましい。各スプロケット７３Ａをそれ自身の軸に取付け、次に、各軸をそれ自身のサーボモータ３２に接続することも可能である。しかしながら、どちらの形でも、サーボモータ３２は、上述のように、モーションコントローラＣと電気的に通信し、モーションコントローラＣによって制御される。さらに、テンションスプロケット７９はチェーン７１および７１′のたるみを取るため、チェーン７１および７１′の張力を制御する。最後に、各チェーン７１および７１′は、そこに装着された押出し指８１、８１′、８３、８３′、８５および８５′などの複数の挿入物搬送要素を有する。これら押出し指８１、８１′、８３、８３′、８５および８５′は、連続的かつ一定のスピードで供給方向Ｆに下流へと挿入物Ｉを押出すように動作する。図５Ａ〜図５Ｃの代替の実施例に示されるように、供給方向Ｆに沿って多数の挿入物Ｉを処理するために、押出し指８２、８２′、８４および８４′などの付加的な押出し指を設けてもよい。図５Ａに最もよく示されるように、所望であれば、スプロケット７３Ａならびに７３Ｂおよびテンションスプロケット７９の付加的な対を設けてもよい。
【００４７】
図３に最もよく示されるように、封筒コンベアアセンブリ４０は、一般的に１１０および１１０′と表わされる封筒搬送コンベアサブアセンブリの対を含むことが好ましく、これらは、本質的に互いの鏡像であり、位置決めのステップ中に一時的に停止するのみで一定のスピードで供給方向Ｆに下流へと封筒Ｅを搬送するように協働する。各封筒搬送コンベアサブアセンブリ１１０および１１０′は、挿入物コンベアアセンブリ３０を構成するもののような、チェーン（または、ベルト）機構であることが好ましい。チェーン１１２および１１２′は、回転可能なスプロケット１１４、１１６および１１４′、１１６′にそれぞれ巻付けられる。封筒搬送コンベアサブアセンブリ１１０および１１０′の各々のスプロケット１１６および１１６′は、従来のベルトおよびプーリシステムなどの機械的可動部１１８および１１８′を介して、サーボモータ４２および４２′にそれぞれ接続される。図５Ａ〜図５Ｃに示されるように、共通のサーボモータ４２および関連付けられる駆動アセンブリ４３によって、封筒搬送コンベアサブアセンブリ１１０および１１０′を共通で駆動することも可能である。どちらの場合も、サーボモータ３２と同様、サーボモータ４２および４２′はモーションコントローラＣに電気的に接続され、モーションコントローラＣによって制御される。
【００４８】
供給経路Ｆに沿って封筒Ｅを搬送するため、各封筒搬送コンベアチェーン１１２および１１２′には、対向する対で協働する複数の封筒制御要素または口開け指１２１、１２１′、１２３、１２３′、１２５および１２５′が設けられる。供給経路Ｆに沿って多数の封筒Ｅを処理するため、図５Ａ〜図５Ｃに示される口開け指１２２および１２２′の対のような口開け指の付加的な対を設けてもよい。各口開け指１２１、１２１′、１２３、１２３′、１２５および１２５′は、封筒Ｅの入口に入れやすいように、たとえば、テーパ状に構成された前端部を有し、細長いチャンネル形状の断面のシートメタルまたはプラスチックで同様に構成されてもよい。口開け指１２１、１２１′、１２３、１２３′、１２５および１２５′は、チェーン１１２および１１２′によって定められる経路に沿って、矢印Ｈの方向に一定のスピードで連続して移動する。
【００４９】
図５Ｃに示される実施例では、図３に示される実施例と比較して、封筒が呈示され、開口され、挿入物Ｉを充填されて運搬される包括的な領域間の供給経路Ｆが長いことがわかる。図５Ｃの供給経路Ｆが長いことによって、挿入装置１０の動作中に、封筒Ｅおよび挿入物Ｉの２つ以上の対を同時に処理することができる。たとえば、１つの封筒Ｅを開口するのと同時に、挿入物Ｉを別の封筒Ｅに挿入するか、または、挿入済みの封筒Ｅを運搬する一方で、封筒Ｅおよび挿入物Ｉの中間の対を呈示点または位置決め点から充填点に搬送することができる。したがって、図５Ａに示される実施例の具体的な例では、封筒Ｅが搬送面に供給されて位置決めされてから、同じ封筒Ｅに挿入物Ｉが充填されるまでに２つ以上の完全な機械サイクルが発生していることになる。供給経路Ｆが短い挿入装置１０の他の実施例では、どの機械サイクル中でも１つの封筒Ｅのみが搬送面上を搬送される。
【００５０】
図６は、封筒Ｅの呈示、位置決めおよび開口を示す上面図である。封筒Ｅは、図６に示されるものの一部であり、かつ一般的に１５０と表わされる封筒供給アセンブリから、矢印Ｇで表わされる供給方向に搬送コンベアサブアセンブリ１１０および１１０′へと供給される。封筒供給アセンブリ１５０は、たとえば、封筒把持部材１５３を有し、かつテーブル面Ｔの下方に位置付けられた真空で動作される従来の回転封筒ドラム１５１を含んでもよい。テーブル面Ｔはスロット（細長い穴）を有するため、封筒ドラム１１０によって封筒Ｅをテーブル面Ｔの下方の位置からテーブル面Ｔの上方の位置へと供給し、各封筒Ｅを位置決め、開口し、中身を詰めることができる。
【００５１】
位置決め領域で封筒Ｅを位置決めするため、一般的にＲと表わされる位置決め機構が使用される。位置決め機構Ｒは、前端位置決めシステムの形であることが好ましく、一般的に１６１と表わされる引込み可能な下方部分、および一般的に１６３と表わされる静止上方部分を含む。静止上方部分１６３は、間隔をあけられた複数の垂直プレート１６３Ａを含む。引込み可能な下方部分１６１は、可動の前方停止機構１６５を含み、これは、アクチュエータによって活性化されて矢印Ｊによって示される円弧の方向に沿って回転する。この実施例では、前方停止機構１６５は、好適な機械的な結合１６７を介して、アクチュエータの役割を果たすモータ１６９に装着される。機械的な結合１６７は、モータ１６９の回転動作を前方停止機構１６５の往復動作に変換する。しかしながら、停止機構１６５がテーブル面Ｔの上方または下方で動くことができれば、どのような種類のモータおよび結合を使用してもよい。ここで説明する他のアクチュエータタイプの部品の場合、このモータ１６９はモーションコントローラＣと電気的に通信し、モーションコントローラＣによって制御される。
【００５２】
持上げられた位置にあるとき、停止機構１６５は、垂直プレート１６３Ａと相互に作用してゲートを形成し、これが封筒Ｅが通過するのを防止する。このゲートは前方位置決め要素も形成する。したがって、封筒Ｅが封筒ドラム１５１の封筒把持部材１５３によって位置決めに供給されると、その先端が位置決め要素１６１および１６３と接触し、これによって、封筒Ｅは位置決めされ、まっすぐにされる。封筒Ｅは、このとき一時的に停止する。
【００５３】
図７Ａおよび図７Ｂを参照すると、代替の形の封筒位置決め機構Ｒを含む、挿入装置１０の別の実施例が示される。この実施例では、封筒位置決め機構Ｒは、ソレノイドタイプのアクチュエータ１８０によって活性化される。ここでも、アクチュエータ１８０はモーションコントローラＣと電気的に通信し、モーションコントローラＣによって制御される。
【００５４】
この発明による挿入装置１０では、封筒Ｅが一時的に停止するため、挿入装置１０は真の連続挿入装置と特徴付けることはできないかもしれない。しかしながら、この停止時間（一時停止）は、絶対的な意味においても、装置の全体のサイクル時間に対しても短いものである。たとえば、挿入装置１０の１つの具体的な実施例では、挿入装置１０は、毎時間封筒４，０００枚から毎時間封筒２５，０００枚の間で動作する。この例では、下限のスピードの毎時間封筒４，０００枚に対応する一時停止時間は１０６ミリ秒であり、上限のスピードの毎時間封筒２５，０００枚に対応する一時停止時間は４０ミリ秒である。一般に、一時停止時間は１秒未満である。さらに、この発明による挿入装置１０では、封筒Ｅおよび挿入物Ｉは、ともに挿入ステップ中ずっと動いている。従来の増分挿入機では、停止時間（一時停止）は、絶対的な意味においても相対的な意味においてもずっと長いだけでなく、封筒は挿入ステップ中ずっと静止している。したがって、この発明による挿入装置１０での短い停止（一時停止）時間にもかかわらず、挿入装置１０は、真の連続動作挿入装置の動作により近づいており、したがって、真の連続動作挿入装置としてもよい。
【００５５】
再び図６を参照すると、封筒Ｅが停止され、まっすぐにされ、かつ位置決めされた後、封筒Ｅは、一般的にＯと表わされる封筒開口機構によって開口される。通常、封筒開口機構Ｏは、封筒Ｅの紙を引離すことのできる何らかのタイプの垂直に可動な真空要素を含む。さらに、封筒開口機構Ｏは、矢印Ｋによって示される方向に沿って封筒開口機構Ｏを往復運動させるためにソレノイドまたは他のアクチュエータを含む。封筒開口機構Ｏは電気的にモーションコントローラＣと通信し、モーションコントローラＣによって制御される。封筒Ｅが開口された後、停止機構１６５はテーブル面Ｔの下方の位置に下降させられ、封筒搬送コンベアサブアセンブリ１１０および１１０′が封筒Ｅの供給を引継ぐ。
【００５６】
図３を再び参照すると、対向する口開け指１２３および１２３′の対は、スプロケット１１４および１１４′のまわりで揺動し、封筒Ｅの両端に沿って開口された封筒Ｅの口の隙間に入り始める。口開け指１２３および１２３′は供給方向Ｆに動き続け、封筒Ｅの十分に中まで入り続ける。その点までに、口開け指１２３および１２３′は封筒Ｅを完全に制御し、封筒Ｅを再び下流へと供給し、口開け指１２１、１２１′、１２３、１２３′、１２５および１２５′のすべては下流へと動く。封筒Ｅの供給は一時的に停止されたが、上述のように、この時間は絶対的な意味においても、挿入機のサイクルスピードに対しても短いため、先行技術の非連続（増分）動作挿入装置で生じる大きな遅延とは違い、最低限の遅延となる。係合された封筒Ｅ内では、口開け指１２３および１２３′は、事実上、後方に向かって開口した挿入物受取り漏斗を提供する。提供された漏斗での挿入物Ｉの受取りを容易にするため、口開け指１２１、１２１′、１２３、１２３′、１２５および１２５′には、（封筒の折返し部分を開口させて保持するため）封筒の折返し部分上で互いに近接して延在し得るフランジが後方下方部分に設けられることが好ましい。
【００５７】
一般的に２００と示される充填区域または詰込み区域に封筒Ｅが準備されると、挿入物Ｉは、口開け指１２１、１２１′、１２３、１２３′、１２５および１２５′を介して、挿入物コンベアアセンブリ３０によって封筒Ｅに押込まれる。挿入物コンベアアセンブリ３０のスピードは、封筒搬送コンベアアセンブリ４０によって封筒Ｅが方向Ｆに下流へと供給されるスピードよりも速いスピードに設定される。このため、挿入物Ｉは封筒Ｅに完全に挿入される。各封筒Ｅは、封筒Ｅに充填が行なわれているとき、すなわち、挿入ステップ中に、下流の方向へと動いていることがわかる。位置決めのステップにかかる短い時間以外は、各封筒Ｅは下流へと動き続け、静止しない。封筒Ｅに充填が行なわれた後、封筒Ｅは、挿入装置１０から、設けられ得る別の下流のステーションへと搬送される。
【００５８】
図８を参照すると、一般的にＴＡと表わされる例示的な郵便物運搬装置が示される。運搬装置ＴＡは、通常、充填区域２００（図３を参照）の上方か、またはすぐ下流に配置される。運搬装置ＴＡは、一般に、往復要素２１１およびローラ２１３を含む。往復要素２１１は、往復要素２１１が矢印Ｌによって示される方向に沿って上方および下方に移動することができるように、ソレノイドもしくは相当するアクチュエータを有するか、またはそれらに装着される。運搬装置ＴＡは電気的にモーションコントローラＣと通信し、モーションコントローラＣによって制御される。したがって、モーションコントローラＣは、運搬装置ＴＡのアクチュエータに、挿入済みの封筒Ｅにローラ２１３が接触するまで往復要素２１１を下方に押しやらせる。この時点では、封筒Ｅは運搬コンベアアセンブリ２１５上に載っており、これは図示の可動のベルトであってもよいし、または駆動されたローラアセンブリであってもよい。結果的に、封筒Ｅは供給方向Ｆに沿って下流の場所へと搬送される。
【００５９】
上述の説明から、この発明は、活性化中に一般的に一定の時間のずれを示す周辺装置が、装置の動作スピードの増加または減少に応答して、装置を構成するさまざまな回転アセンブリに対して各主サイクル中に正確かつ適合可能にタイミングを合わされる、装置およびそれを制御するための方法を提供する。結果として、幅広い範囲の動作スピードにわたって効果的に同期を維持し、装置の機能上の柔軟性および精度を向上することができる。
【００６０】
この発明のさまざまな詳細は、この発明の範囲を離れることなく変更可能であることが理解されるであろう。さらに、上述の説明は例示のためのものに過ぎず、限定を意図するものではない。この発明は請求項によって規定される。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】この発明による挿入装置の概略図である。
【図２】図１に示される挿入装置の動作中に行なわれる制御プロセスを表わすフロー図である。
【図３】この発明による挿入装置の一実施例の上面図である。
【図４】図３に示される挿入装置の一部分の側面図である。
【図５Ａ】この発明による挿入装置の別の実施例の図である。
【図５Ｂ】この発明による挿入装置の別の実施例の図である。
【図５Ｃ】図５Ａおよび図５Ｂに示される挿入装置の上面図である。
【図６】図３に示される挿入装置の別の部分の側面図である。
【図７Ａ】図５Ａおよび図５Ｂに示される挿入装置の一部分の側面図である。
【図７Ｂ】図５Ａおよび図５Ｂに示される挿入装置の別の部分の側面図である。
【図８】この発明による郵便物運搬装置の側面図である。
【図４】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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