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Diese Erfindung bezieht sich auf
eine Artikeltransportvorrichtung und auf Verfahren zum Transportieren
von Poststücken.
Genauer richtet sich diese Erfindung auf eine Adressiermaschinentransportvorrichtung,
die eine vorbestimmte Beabstandung zwischen aufeinanderfolgenden
Poststücken
aufrechterhält.
Die Erfindung ist auf Adressiermaschinen anwendbar.
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Diese Anmeldung bezieht sich auf
die gemeinsam anhängige
europäische
Patentanmeldung Seriennr. 97116467.8; eingereicht am 22. September 1997
und mit dem Titel MAILING MACHINE.
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US-A-4 171 130 beschreibt eine Vorrichtung zum
Transportieren von Poststücken
in einer Adressiermaschine, umfassend: Mittel zum Zuführen der Poststücke in einem
Bewegungspfad (A); Mittel zum Bestimmen der Länge der Poststücke; und
Steuermittel in operativer Verbindung mit dem Bestimmungsmittel
und dem Zuführungsmittel,
wobei das Steuermittel betriebsfähig
ist, die Lücke
zwischen einem ersten Poststück
mit einer bestimmten Länge und
einem zweiten Poststück
einzustellen, um einen festen Abstand zwischen dem ersten Poststück und dem
zweiten Poststück
herzustellen, wenn die bestimmte Länge gleich oder kleiner einem
vorbestimmten Wert ist.
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Adressiermaschinen sind in der Technik
gut bekannt. Im allgemeinen sind Adressiermaschinen leicht von Herstellern,
wie etwa Pitney Bowes Inc. of Stamford, CT verfügbar. Adressiermaschine inkludieren
häufig
eine Vielfalt von verschiedenen Modulen, die die Prozesse zum Erzeugen
von Poststücken
auto matisieren. Die typische Adressiermaschine inkludiert eine Vielfalt
von unterschiedlichen Modulen oder Teilsystemen, wobei jeder Modul
eine unterschiedliche Aufgabe in dem Poststück durchführt, wie etwa: Vereinzeln (Trennen
der Poststücke
eines zu einem Zeitpunkt von einem Stapel aus Poststücken), Wiegen,
Befeuchten/Versiegeln (Benetzen und Schließen der geleimten Lasche eines
Umschlags), Anbringen eines Beleges vom Porto, Abrechnen für verwendetes
Porto und Stapeln fertiger Poststücke. Die genaue Konfiguration
von jeder Adressiermaschine jedoch ist für die Erfordernisse des Benutzers
besonders. Herkömmlich
inkludiert die Adressiermaschine auch eine Transportvorrichtung,
die die Poststücke
in einem Bewegungspfad durch die aufeinanderfolgenden Module der
Adressiermaschine befördert.
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Ein Indikator, den Kunden verwenden,
um das Leistungsverhalten von Adressiermaschinen zu bewerten und
zu messen, ist der Gesamtdurchsatz der Adressiermaschine. Konventionell
ist Durchsatz als die Anzahl von Poststücken definiert, die pro Minute
bearbeitet werden. Typischerweise wünschen Kunden, so viele Poststücke wie
möglich
pro Minute zu bearbeiten. Somit ist es wünschenswert, die kleinste mögliche Lücke zwischen
aufeinanderfolgenden Poststücken
zu haben. Auf diesem Wege werden Betriebskosten reduziert und Kunden
können ihre
Investitionen in die Adressiermaschine so schnell wie möglich wiedergewinnen.
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Ein anderer Indikator, den Kunden
verwenden, um das Leistungsverhalten von Adressiermaschinen zu bewerten
und zu messen, ist Zuverlässigkeit.
Konventionell können
mehrere Maße
von Zuverlässigkeit
verwendet werden, wie etwa: mittlere Zeit zwischen Ausfällen, oder
Anzahl von Ausfällen
pro 10000 Poststücken.
Typischerweise wünschen
Kunden, dass die Adressiermaschine für lange Zeitperioden mit minimalem
Bedienereingriff arbeitet. Dies reduziert auch Betriebskosten für die Kunden.
Eine Erhöhung
der Durchsatzrate kann jedoch einer verbesserten Zuverlässigkeit
durch Erhöhen
des Risikos von Blockierungen entgegen arbeiten. Eine Blockierung
ist ein üblicher
Typ eines Ausfalls, der auftritt, wenn zwei aufeinanderfolgende
Poststücke
miteinander kollidieren. Blockierungen schaffen Ausfallzeit für die Adressiermaschine,
die einen Durchsatz beeinflusst und auch einen Bedienereingriff
für eine Korrektur
erfordert. Deshalb darf die Lücke
zwischen aufeinanderfolgenden Poststücken nicht so klein sein, um
die Wahrscheinlichkeit von Blockierungen zu erhöhen.
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Somit müssen konkurrierende Interessen
eines hohen Durchsatzes und hoher Zuverlässigkeit ausgeglichen werden.
Um Poststücke
bei einer hohen Rate zu bearbeiten, ist es wünschenswert, die Lücke oder
Beabstandung zwischen aufeinanderfolgenden Poststücken so
klein wie möglich
zu haben. Wenn andererseits die Beabstandung zu klein ist, erhöht sich
das Risiko von Blockierungen wegen Überlappung von Poststücken stark.
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Noch ein anderer Indikator, den Kunden
verwenden, um das Leistungsverhalten von Adressiermaschinen zu bewerten
und zu messen, ist die Fähigkeit,
Poststücke
gemischter Größen zu handhaben.
Diese Fähigkeit
beseitigt die Notwendigkeit, Poststücke in Stapel ähnlicher
Größe für eine Bearbeitung
vorzusortieren. Da diese Vorsortierung häufig eine manuelle Aufgabe
ist, wird eine große
Menge an Arbeit, Zeit und Aufwand durch Zuführung gemischter Poststücke eingespart.
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Einige Systeme des Stands der Technik,
wie etwa in US-Patent Nr. 4,541,624 beschrieben, versuchen, diese
Probleme durch Zuführung
von Artikeln bei einem festen Abstand einer Ausrichtung in entweder
einer Führungskante
oder einer Hinterkante anzusprechen. D. h., die Länge des
Artikels plus seiner zugehörigen
Lücke ist
stets gleich einer Konstanten ungeachtet der Größe des Artikels. Somit wird
in Systemen mit festem Abstand die Lücke abhängig von der Größe des Artikels
variieren.
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Obwohl diese Systeme mit festem Abstand im
allgemeinen gut arbeiten, leiden sie an Nachteilen und Missständen. Z.
B. muss der Abstand ausreichend groß eingestellt sein, um die
Größe des größten Artikels
unterzubringen, sodass Blockierungen nicht auftreten, wenn große Artikel
zugeführt
werden. Als ein Ergebnis muss sich jedoch, wenn kleinere Artikel
zugeführt
werden, die Lücke
notwendigerweise erhöhen
und Effizienz wird reduziert.
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Andere Systeme des Stands der Technik, wie
etwa jene, die im US-Patent Nr. 4,451,027 beschrieben, versuchen
diese Probleme durch Zuführung
von Artikeln mit einer festen Lücke
ungeachtet der Größe des Artikels
anzusprechen. D. h. die Lücke zwischen
Artikeln ist ungeachtet der Größe des Artikels
konstant. Somit wird in Systemen mit fester Lücke der Abstand abhängig von
der Größe des Artikels variieren.
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Obwohl diese Systeme mit fester Lücke allgemein
gut arbeiten, leiden sie an Nachteilen und Missständen. Z.
B. muss die Lücke
ausreichend groß eingestellt
sein, um die Größe des kleinsten
Artikels unterzubringen, sodass jeder Modul der Artikelhandhabungsvorrichtung
eine ausreichende Menge an Zeit hat, um seine Aufgaben durchzuführen. Somit kann
die Größe des kleinsten
Artikels, genommen zusammen mit der Größe der Lücke, nicht so klein sein, um
die Fähigkeiten
des Rests der Artikelhandhabungsvorrichtung zu überschreiten. Wenn größere Artikel
zugeführt
werden, ist jedoch als ein Ergebnis die konstante Lücke unnötig groß und Durchsatz
wird reduziert, da die Module ihre Aufgaben einfach durchführen können, da
es längere
Zeit braucht, um die größeren Artikel
zuzuführen.
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Deshalb gibt es ein Bedürfnis nach
einer Transportvorrichtung, die arbeitet, um Artikel oder Poststücke auf
eine einzelne Weise zuzuführen,
wo die Beabstandung zwischen Umschlägen derart gesteuert wird,
um einen vorbestimmten oder gewünschten
Lückenabstand
zu erreichen, der gewählt wird,
um das gesamte Systemleistungsverhalten für sowohl kleine als auch große Poststücke zu optimieren.
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Die vorliegende Erfindung sieht eine
Vorrichtung zum Transportieren von Poststücken, Umschlägen oder
dergleichen vor. Diese Erfindung kann in eine Adressiermaschine
oder andere Artikelhandhabungsvorrichtungen einbezogen werden.
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In Übereinstimmung mit einem Aspekt
der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zum Transportieren
von Poststücken
in einer Adressiermaschine vorgesehen, umfassend: Mittel zum Zuführen der
Poststücke
in einem Bewegungspfad; Mittel zum Bestimmen der Länge der
Poststücke;
und Steuermittel in operativer Verbindung mit dem Bestimmungsmittel
und dem Zuführungsmittel,
wobei das Steuermittel betriebsfähig
ist, die Lücke
zwischen einem ersten Poststück
mit einer bestimmten Länge und
einem zweiten Poststück
einzustellen, um einen festen Abstand zwischen dem ersten Poststück und dem
zweiten Poststück
herzustellen, wenn die bestimmten Länge gleich oder kleiner einem
vorbestimmten Wert ist, gekennzeichnet durch: Mittel zum Bestimmen
der Länge
der Lücke
zwischen dem ersten Poststück
und dem zweiten Poststück,
bevor das Steuermittel die Lücke
einstellt; und wobei das Steuermittel keine Justierung an der Lücke vornimmt, wenn
die bestimmte Lücke
größer als
eine gewünschte
Lücke ist.
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In Übereinstimmung mit einem anderen
Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Transportieren
von Poststücken
in einer Adressiermaschine vorgesehen, die Schritte umfassend: Zuführen der
Poststücke
in einem Bewegungspfad; Be stimmen der Länge der Poststücke; und
Einstellen der Lücke
zwischen einem ersten Poststück
mit einer bestimmten Länge
und einem zweiten Poststück,
um einen festen Abstand zwischen dem ersten Poststück und dem
zweiten Poststück
herzustellen, wenn die bestimmte Länge gleich oder kleiner einem
vorbestimmten Wert ist, gekennzeichnet durch: Bestimmen der Länge der
Lücke zwischen
dem ersten Poststück
und dem zweiten Poststück,
bevor das Steuermittel die Lücke
justiert; und Beseitigen des Justierungsschritts, wenn die bestimmte
Lücke größer oder gleich
einer gewünschten
Lücke ist.
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Deshalb ist es nun offensichtlich,
dass die Erfindung die Nachteile, die mit dem Stand der Technik
verbunden sind, im wesentlichen überwindet.
Zusätzliche
Vorteile der Erfindung werden in der folgenden Beschreibung dargelegt,
und werden teilweise aus der Beschreibung augenscheinlich, oder
können durch
Praktizieren der Erfindung gelernt werden. Die Ziele und Vorteile
der Erfindung können
mittels der Verbindungen und Kombinationen, die in den angefügten Ansprüchen besonders
ausgeführt
sind, realisiert und erhalten werden.
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Die begleitenden Zeichnungen, die
einbezogen sind und einen Teil der Spezifikation bilden, stellen
eine gegenwärtig
bevorzugte Ausführungsform der
Erfindung dar, und dienen zusammen mit der oben angegebenen allgemeinen
Beschreibung und der nachstehend angegebenen detaillierten Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsformen
dazu, die Prinzipien der Erfindung zu erläutern. In den Zeichnungen,
in denen gleiche Bezugszeichen gleiche oder entsprechende Teile
bestimmen, sind:
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1 eine
vereinfachte schematische Darstellung einer Vorderansicht einer
Adressiermaschine, die eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung einbezieht;
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2 ein
Flussdiagramm, das die Operation der Adressiermaschine in Übereinstimmung
mit einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt; und
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3 eine
vereinfachte schematische Darstellung einer Vorderansicht einer
Folge von Poststücken
im Durchgang durch die Adressiermaschine in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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Bezugnehmend auf 1 wird eine Adressiermaschine 10 einschließlich eines
Druckkopfmoduls 100, einer Fördermittelvorrichtung 200,
eines Mikrosteuersystems 300 und eines Vereinzelungsmoduls 400 gezeigt.
Andere Module der Adressiermaschine 10, wie etwa jene,
die oben beschrieben werden, wurden aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht gezeigt.
Der Vereinzelungsmodul 400 empfängt ein Stapel von Umschlägen (nicht
gezeigt) oder anderen Poststücken,
wie etwa Postkarten, Mappen und dergleichen, und separiert und befördert sie
bei einer veränderlichen
Geschwindigkeit nacheinander (eines zu einem Zeitpunkt) in einem
Bewegungspfad, wie durch Pfeil A angezeigt. Stromabwärts von
dem Bewegungspfad befördert
die Fördermittelvorrichtung 200 Umschlägen bei
einer konstanten Geschwindigkeit in dem Bewegungspfad entlang einer Ladefläche (nicht
gezeigt) an dem Druckkopfmodul 100 vorbei, sodass ein Freimachungsvermerk
auf jeden Umschlag 20 gedruckt werden kann. Der Vereinzelungsmodul 400 und
der Fördermittelmodul 200 bilden
zusammen eine Transportvorrichtung zum Zuführen der Umschläge 20 durch
die verschiedenen Module der Adressiermaschine 10.
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Der Druckkopfmodul 100 ist
von einem Typ eines Tintenstrahldruckkopfes mit einer Vielzahl von Tintenstrahldüsen (nicht
gezeigt) zum Ausstoßen
von Tintentropfen als Reaktion auf geeignete Signale. Der Druckkopfmodul 100 kann
von einem beliebigen konventionellen Typ sein, wie etwa jene, die
allge mein von The Hewlett-Packard Company und Canon Inc. verfügbar sind.
Da der Druckkopfmodul 100 von einem konventionellen Typ
sein kann, ist eine weitere Beschreibung unnötig.
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Der Vereinzelungsmodul 400 inkludiert
einen Zuführungsaufbau 410 und
einen Verzögerungsaufbau 430,
die kooperativ arbeiten, um einen Stapel von Umschlägen (nicht
gezeigt) zu trennen und sie einen zu einem Zeitpunkt zu einem Paar
von Mitnahmewalzen 450 zuzuführen. Der Zuführungsaufbau 410 inkludiert
ein Paar von Rollen 412 mit einem Endlosriemen 414,
der sich dazwischen erstreckt. Der Zuführungsaufbau 410 ist
operativ mit einem Motor 470 durch einen beliebigen geeigneten
Antrieb verbunden, der den Endlosriemen 414 veranlasst, sich
im Uhrzeigersinn derart zu drehen, um die Umschläge in der Richtung, die durch
Pfeil A angezeigt wird, zuzuführen.
Der Verzögerungsaufbau 430 inkludiert
ein Paar von Rollen 432 mit einem Endlosriemen 434,
der sich dazwischen erstreckt. Der Verzögerungsaufbau 430 ist
operativ mit einem beliebigen geeigneten Antriebsmittel (nicht gezeigt)
verbunden, das den Endlosriemen 434 veranlasst, sich im
Uhrzeigersinn derart zu drehen, um zu verhindern, dass die oberen
Umschläge
in dem Stapel aus Umschlägen
die Mitnahmewalzen 450 erreichen. Auf diese Art und Weise
rückt nur
der untere Umschlag in dem Stapel aus Umschlägen zu den Mitnahmewalzen 450 vor.
Ein Durchschnittsfachmann erkennen, dass der Verzögerungsaufbau 430 mit
dem gleichen Motor wie der Zuführungsaufbau 410 operativ
gekoppelt sein kann.
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Da die Details des Vereinzelungsmoduls 400 für ein Verstehen
der vorliegenden Erfindung nicht notwendig sind, ist keine weitere
Beschreibung vorgesehen. Es wird jedoch ein Beispiel eines Vereinzelungsmoduls,
der zur Verwendung in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung
geeignet ist, in US-Patent Nr. 4,7978,114 mit dem Titel REVERSE
BELT SINGULATING APPARATUS beschrieben.
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Die Mitnahmewalzen 450 befinden
sich benachbart zu und stromabwärts
in dem Bewegungspfad von dem Vereinzelungsmodul 400. Die
Mitnahmewalzen 450 sind mit einem Motor 470 durch
einen geeigneten Antrieb (nicht gezeigt) operativ verbunden. Allgemein
ist es wünschenswert,
den Zuführungsaufbau-Antrieb
und den Mitnahmewalzen-Antrieb derart zu gestalten, dass die Mitnahmewalzen 450 bei
einer höheren
Geschwindigkeit als der Zuführungsaufbau 410 arbeiten.
Außerdem
ist es auch wünschenswert,
dass die Mitnahmewalzen 450 einen sehr positiven Walzenspalt
haben, sodass sie eine Steuerung über den Umschlag 20 dominieren. Konsistent
zu diesem Ansatz ist der Walzenspalt zwischen dem Zuführungsaufbau 410 und
dem Verzögerungsaufbau 430 geeignet
gestaltet, um ein gewisses Maß an
Schlupf zu erlauben.
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Die Adressiermaschine 10 inkludiert
ferner einen Sensormodul 500, der im wesentlichen mit dem
Walzenspalt von Mitnahmewalzen 450 zum Erfassen des Vorhandenseins
des Umschlags 20 ausgerichtet ist. Vorzugsweise ist der
Sensormodul 500 von einem beliebigen konventionellen optischen
Typ, der einen Lichtemitter 502 und einen Lichtdetektor 504 inkludiert.
Im allgemeinen befinden sich der Lichtemitter 502 und der
Lichtdetektor in einer entgegengesetzten Beziehung an entgegenliegenden
Seiten des Bewegungspfads, sodass der Umschlag 20 dazwischen
passiert. Durch Messen der Menge an Licht, das der Lichtdetektor 504 empfängt, kann
das Vorhandensein oder Fehlen des Umschlags 20 bestimmt
werden.
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Durch Erfassen der Führungs-
und Hinterkanten des Umschlags 20 sieht der Sensormodul 500 allgemein
Signale zu dem Mikrosteuersystem 300 vor, die verwendet
werden, um die Länge
des Umschlags 20 zu bestimmen. Die Menge an Zeit, die zwischen
der Erfassung der Führungskante
und der Erfassung der Hinterkante vergeht, zusammen mit der Geschwindigkeit,
bei der der Umschlag 20 zugeführt wird, können verwendet werden, um die
Länge des
Umschlags 20 zu bestimmen. Unter Verwendung ähnlicher
Techniken misst der Sensormodul 500 außerdem die Länge der
Lücken
zwischen Umschlägen 20 durch
Erfassen der Hinterkante eines ersten Umschlags und der Führungskante
eines nachfolgenden Umschlags. Alternativ kann ein Encodersystem (nicht
gezeigt) verwendet werden, um den Umschlag 20 und Lückenlängen durch
Zählen
der Anzahl von Encoderimpulsen zu messen, die in einer direkten Beziehung
zu einem bekannten Rotationsbetrag der Mitnahmewalzen 450 stehen.
Somit können
die Längen
auf diese Weise bestimmt werden. Derartige Techniken sind in der
Technik gut bekannt.
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Die Fördermittelvorrichtung 200 inkludiert
einen Endlosriemen 210, der um eine Antriebsrolle 220 und
eine Encoderrolle 222 geschlungen ist, die sich stromabwärts in dem
Bewegungspfad von der Antriebsrolle 220 und nahe dem Druckkopfmodul 100 befindet.
Die Antriebsrolle 220 und die Encoderrolle 222 sind
im wesentlichen identisch und sind fixierbar an jeweiligen wellen
(nicht gezeigt) befestigt, die wiederum drehbar an irgend einem
geeigneten Aufbau (nicht gezeigt), wie etwa einem Rahmen, befestigt sind.
Die Antriebsrolle 220 ist mit einem Motor 260 durch
ein beliebiges konventionelles Mittel, wie etwa miteinander kämmende Räder (nicht
gezeigt) oder einen Zahnriemen (nicht gezeigt), operativ verbunden,
sodass wenn sich der Motor 260 als Reaktion auf Signale
von dem Mikrosteuersystem 300 dreht, sich auch die Antriebsrolle 220 dreht,
was wiederum den Endlosriemen 210 veranlasst, sich zu drehen und
den Umschlag 20 entlang des Bewegungspfads vorzurücken.
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Die Fördermittelvorrichtung 200 inkludiert ferner
eine Vielzahl von Leerlauf rollen 232, eine Vielzahl von normalen
Kraftrollen 234 und eine Spannrolle 230. Die Spannrolle 230 wird
anfangs durch eine Feder vorgespannt und dann an einer Stelle auf
eine konventionelle Art und Weise, wie etwa eine Einstellschraube
und eine Klammer (nicht gezeigt), verriegelt. Dies erlaubt eine
konstante und gleichförmige Spannung
an dem Endlosriemen 210. Auf diese Art und Weise wird der
Endlosriemen 210 nicht an der Antriebsrolle 220 rutschen,
wenn der Motor 260 unter Strom gesetzt und veranlasst wird,
sich zu drehen. Die Leerlauf rollen 232 sind an einem beliebigen
geeigneten Aufbau (nicht gezeigt) entlang des Bewegungspfads zwischen
der Antriebsrolle 220 und der Encoderrolle 222 drehbar
befestigt. Die normalen Kraftrollen 234 befinden sich in
entgegengesetzter Beziehung und sind in Richtung der Leerlaufrollen 232,
der Antriebsrolle 220 bzw. der Encoderrolle 222 vorgespannt.
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Wie oben beschrieben, arbeiten die
normalen Kraftrollen 234, um den Umschlag 20 gegen
die Ladefläche
(nicht gezeigt) vorzuspannen. Dies wird gewöhnlich als eine Deckflächenregistrierung
bezeichnet, die für
einen Tintenstrahldruck von Vorteil ist. Es wird eine beliebige
Abweichung in einer Dicke des Umschlags 20 durch die Ablenkung
der normalen Kraftrollen 234 aufgenommen. Somit wird ein konstanter
Abstand (die Distanz zwischen dem Druckkopfmodul 100 und
der Ladefläche 240)
zwischen dem Umschlag 20 und dem Druckkopfmodul 100 ungeachtet
der Dicke des Umschlags 20 eingestellt. Der konstante Abstand
ist optimal auf einen gewünschten
Wert eingestellt, um einen Qualitätsdruck zu erreichen. Es ist
wichtig zu beachten, dass die Ladefläche (nicht gezeigt) geeignete Öffnungen
für den Endlosriemen 210 und
normale Kraftrollen 234 enthält.
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Eine detailliertere Beschreibung
der Fördermittelvorrichtung 200 ist
in der gemeinsam anhängigen
europäischen
Patentanmeldung Seriennummer 97116467.8, eingereicht am 22. September 1997 und mit
dem Titel MAILING MACHINE zu finden.
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Der Vereinzelungsmodul 400,
die Fördermittelvorrichtung 200 und
der Druckkopfmodul 100 sind, wie oben beschrieben, unter
der Steuerung des Mikrosteuersystems 300, welches eine
beliebige geeignete Kombination von Mikroprozessoren, Firmware und
Software sein kann. Das Mikrosteuersystem 300 inkludiert
eine Motorsteuervorrichtung 310, die mit den Motoren 260 und 470 in
operativer Verbindung ist, und eine Druckkopfsteuervorrichtung 320,
die mit dem Druckkopfmodul 100 in operativer Verbindung ist.
Außerdem
ist das Mikrosteuersystem 300 mit dem Sensormodul 500 zum
Empfangen von Eingabesignalen von dem Lichtdetektor 504,
die das Vorhandensein oder Fehlen des Umschlags 20 anzeigen,
in operativer Verbindung.
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Es ist wichtig zu beachten, das der
Vereinzelungsmodul 400 und die Fördermittelvorrichtung 200 jeweilige
Encodersysteme haben, die mit dem Mikrosteuersystem 300 in
Verbindung sind. Auf diese Art und Weise kann das Mikrosteuersystem 300 das Leistungsverhalten
des Vereinzelungsmoduls 400 und der Fördermittelvorrichtung 200 überwachen
und geeignete Ansteuersignale zu Motoren 470 bzw. 260 ausgeben.
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Mit dem Aufbau der Adressiermaschine 10, wie
oben beschrieben, werden nun die Betriebscharakteristika mit Bezug
auf 1 und 3 beschrieben. Im allgemeinen
arbeiten der Vereinzelungsmodul 400 und die Fördermittelvorrichtung 200 kooperativ zusammen,
um Umschläge
in einem von drei Modi zuzuführen:
fester Abstand, feste Lücke
oder Durchgang, abhängig
von der Länge
des Umschlags 20 und der Länge der Lücke zwischen aufeinanderfolgenden
Umschlägen.
Die Fördermittelvorrichtung 200 arbeitet,
um den Umschlag bei einer konstanten Geschwindigkeit von 40 Zoll
pro Sekunde (ips) (ungefähr
100 cms–1)
zuzuführen.
Andererseits arbeitet der Vereinzelungsmodul 400 bei variablen
Geschwindigkeiten. Der Zuführungsaufbau 410 arbeitet jedoch
in wesentlichen Zeitperioden bei 36 ips (ungefähr 90 cms–1),
während
während
dieser gleichen Perioden die Mit nahmewalzen 450 bei 40
ips (ungefähr 100
cms–1)
arbeiten. Dies schafft eine Lücke
zwischen aufeinanderfolgenden Umschlägen wegen dem Geschwindigkeitsunterschied.
Es ist wichtig zu beachten, dass die Geschwindigkeit der Mitnahmewalzen 450 an
die Geschwindigkeit der Fördermittelvorrichtung 200 angepasst
ist, während
der Umschlag 20 von einem Walzenspalt zu dem anderen Walzenspalt
passiert. Auf diese Art und Weise wird Rucken und Knicken des Umschlags 20 vermieden.
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Im allgemeinen arbeitet die Adressiermaschine 10 in
dem festen Abstandsmodus, wenn #10-Umschläge (9,5 Zoll (ungefähr 24 cm)
an Länge) und
kleinere Umschläge
zugeführt
werden. In dem festen Abstandsmodus ist die Länge des Umschlags 20 plus
seiner zugehörigen
Lücke stets
gleich einem konstanten festen Abstand P ungeachtet der Größe des Umschlags 20.
Somit wird die gewünschte
Lücke abhängig von
der Größe des Umschlags 20 variieren.
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In der bevorzugten Ausführungsform
ist der Betrieb der Adressiermaschine 10 auf eine Handhabung
von #10-Umschlägen
optimiert, die für
eine Verwendung bei ausgehender Geschäftspost am geläufigsten
sind. D. h. die Zuführung
von #10-Umschlägen
ist mit den anderen Modulen der Adressiermaschine 10 koordiniert,
sodass eine hohe Rate an Durchsatz und Zuverlässigkeit erreicht wird. Außerdem müssen alle
anderen Module der Adressiermaschine 10 ihre zugehörigen Aufgaben
in dem Zeitumfang durchführen,
der notwendig ist, um einen #10-Umschlag bei 40 ips (ungefähr 100 cms–1)
bei dem konstanten festen Abstand P durch den Modul zuzuführen. Z.
B. muss der Druckkopfmodul 100 einen Freimachungsvermerk
auf dem Umschlag 20 anbringen und ein Abrechnungsmodul
(nicht gezeigt) muss den Wert des innerhalb dieser Zeitperiode ausgegebenen
Portos verrechnen. Im allgemeinen sind die Begrenzungsfaktoren für einen
Gesamtdurchsatz nicht die Zuführungsgeschwindigkeit
des Umschlags
20, sondern stattdessen die Zeit, die notwendig
ist, um diese anderen Aufgaben durchzuführen.
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Vorzugsweise wird der konstante feste
Abstand P gleich 11,5 Zoll eingestellt, was eine Lücke von
2,0 Zoll zwischen #10-Umschlägen schafft.
Ein beliebiger Umschlag 20, der kleiner als ein #10-Umschlag
ist, würde
eine Lücke
größer als
2,0 Zoll (ungefähr
5 cm) haben, um den konstanten festen Abstand P von 11,5 Zoll (ungefähr 29 cm)
zu erreichen. Obwohl ein jeglicher Umschlag 20, der kleiner
als ein #10-Umschlag ist, eine Lücke
haben würde,
die größer als
2,0 Zoll (ungefähr
5 cm) ist, verbleibt der Gesamtdurchsatz der Adressiermaschine 10 wegen dem
konstanten festen Abstand P der gleiche. Auch ist es nicht praktisch,
die Lücke
zwischen Umschlägen 20,
die kleiner als ein #10-Umschlag sind, zu verringern, da dies nicht
genug Zeit für
die verschiedenen Module der Adressiermaschine 10 vorsehen kann,
um ihre Aufgaben durchzuführen.
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Im allgemeinen arbeitet die Adressiermaschine 10 in
dem Festlückenmodus,
wenn Umschläge 20 zugeführt werden,
die größer als
#10-Umschläge
sind (größer als
9,5 Zoll (ungefähr
24 cm) an Länge).
Im Festlückenmodus
wird eine konstante Lücke G
zwischen Umschlägen 20 ungeachtet
der Größe des Umschlags 20 eingestellt.
Somit wird der Abstand zwischen Umschlägen 20 abhängig von
der Größe des Umschlags 20 variieren.
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Vorzugsweise wird die konstante Lücke G gleich
2,0 Zoll (ungefähr
5 cm) eingestellt, was sicherstellt, dass zwischen Umschlägen 20 eine
ausreichende Beabstandung existiert, sodass Blockierungen nicht
auftreten. Da der Festlückenmodus stets
zu einem Abstand zwischen Umschlägen 20 führt, der
größer als
der konstante feste Abstand P von 11,5 Zoll (ungefähr 29 cm)
ist, steht pro Umschlag 20 mehr Zeit zur Verfügung. Somit
senkt sich notwendigerweise der Gesamtdurchsatz. Die ver schiedenen
Module der Adressiermaschine 10 haben jedoch genug Zeit,
um ihre Aufgaben durchzuführen.
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Es sollte nun offensichtlich sein,
dass es für jede
Größe eines
Umschlags 20 eine jeweilige gewünschte Lücke gibt. Z. B. ist die gewünschte Lücke für einen
beliebigen Umschlag 20 mit einer Länge gleich oder größer 9,5
Zoll (ungefähr
24 cm) 2,0 Zoll (ungefähr
5 cm). Andererseits ist die gewünschte
Lücke für Umschläge 20 mit
einer Länge
kleiner als 9,5 Zoll (ungefähr
24 cm) variabel. Als andere Beispiele ist die gewünschte Lücke für einen
Umschlag 20 mit einer Länge
von 7,0 Zoll (ungefähr
18 cm) 4,5 Zoll (ungefähr
11 cm), während
die gewünschte
Lücke für einen
Umschlag 20 mit einer Länge
von 6,0 Zoll (ungefähr
15 cm) 5,5 Zoll (ungefähr
14 cm) ist.
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Die Adressiermaschine 10 arbeitet
im Durchgangsmodus, wenn die gemessene Lücke größer als die gewünschte Lücke für eine gegebene
Umschlagslänge
ist. D. h. der Zuführungsaufbau 410 und
die Mitnahmewalzen 450 arbeiten bei einer konstanten Geschwindigkeit
ohne jegliche Kompensation oder Justierung der gemessenen Lücke. Deshalb arbeiten
der Zuführungsaufbau 410 und
die Mitnahmewalzen 450 nicht, um die gemessene Lücke auf die
gewünschte
Lücke zu
verringern. Stattdessen arbeiten sie nur, um die gemessene Lücke auf
die gewünschte
Lücke zu
erhöhen,
durch anfängliches
Abbremsen des Umschlags 20 und dann Beschleunigen des Umschlags 20,
sodass der Umschlag 20 zurück auf 40 ips zu dem Zeitpunkt
ist, zu dem der Umschlag 20 den Walzenspalt der Fördermittelvorrichtung 200 erreicht.
Es kann ein beliebiges konventionelles Servosteuersystem mit geeigneten
Geschwindigkeitsprofilen verwendet werden, um diesen Schritt zu
implementieren. Es sollte nun offensichtlich sein, dass der Durchgangsmodus
sowohl den festen Abstandsmodus als auch den Festlückenmodus
aufheben kann, wenn die gemessene Lücke größer als die gewünschte Lücke für eine gegebene
Umschlagslänge
ist.
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Die Geschwindigkeitsprofile können entwickelt
werden, um die Leistungsanforderungen von Motor 470 zu
reduzieren und einen Schräglauf
des Umschlags 20 durch Minimieren von Abbremsungs- und Beschleunigungsraten
zu reduzieren. Vorzugsweise sollten die Abbremsungsraten eine 2
g-Kraft (64 Fuß pro
Sekundenquadrat) nicht überschreiten, um
große
Umschläge 20 nicht
zu verdrehen, die die Mitnahmewalzen 450 versetzt von ihrem
Schwerkraftmittelpunkt berühren.
Auch sollten die Beschleunigungsraten eine 1 g-Kraft (32 Fuß pro Sekundenquadrat)
nicht überschreiten,
sodass kleinere und weniger teure Motoren verwendet werden können.
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Bezugnehmend hauptsächlich auf 2, während auf den Aufbau von 1 Bezug genommen wird, wird
ein Flussdiagramm 600 der Operation der Adressiermaschine 10 in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung gezeigt. Bei 602 bestimmt
das Mikrosteuersystem 300 die Länge des Umschlags 20 aus
den Eingaben, die von dem Sensormodul 500 empfangen werden.
Als nächstes
bestimmt das Mikrosteuersystem 300 bei 604 die
Länge der
Lücke,
die dem Umschlag 20 unmittelbar folgt, auch aus den Eingaben,
die von dem Sensormodul 500 empfangen werden. Bei 606 wird
eine Bestimmung vorgenommen, ob die Länge des Umschlags 20 kleiner
oder größer 9,5
Zoll (ungefähr
24 cm) ist. Wenn ja, dann wird bei 608 eine Bestimmung
vorgenommen, ob die Länge
der Lücke
kleiner oder gleich der gewünschten
Lücke für eine gegebene
Länge des
Umschlags 20 ist. Wenn ja, dann instruiert das Mikrosteuersystem 300 bei 610 die
Adressiermaschine 10, in den festen Abstandsmodus einzutreten.
Somit sieht das Mikrosteuersystem 300 geeignete Signale
zu dem Motor 470 über
die Motorsteuervorrichtung 310 derart vor, um den Umschlag 20 anfänglich abzubremsen
und dann den Umschlag 20 auf 40 ips (ungefähr 50 bis
100 cms–1)
zurückzusetzen,
bevor der Umschlag 20 in die Fördermittelvorrichtung 200 eingeführt wird,
während
die gewünschte
Lücke hergestellt
wird.
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Wenn bei 608 die Antwort
nein ist, dann arbeitet die Adressiermaschine bei 612 im
Durchgangsmodus, wo keine Lückenkorrektur
stattfindet.
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Wenn bei 606 die Antwort
nein ist, dann wird bei 620 eine Bestimmung vorgenommen,
ob die Länge
der Lücke
kleiner 2,0 Zoll (ungefähr
5 cm) ist. Wenn ja, dann instruiert das Mikrosteuersystem 300 bei 622 die
Adressiermaschine 10, in den Festlückenmodus einzutreten. Somit
sieht Mikrosteuersystem 300 geeignete Signale zu dem Motor 470 über die
Motorsteuervorrichtung 310 derart vor, um anfänglich den
Umschlag 20 abzubremsen und dann den Umschlag 20 zu
40 ips (ungefähr
50 bis 100 cms–1) zurückzusetzen,
bevor der Umschlag 20 in die Fördermittelvorrichtung 200 zugeführt wird,
während die
konstante Lücke
von 2,0 Zoll (ungefähr
5 cm) hergestellt wird. Wenn andererseits bei 620 die Antwort nein
ist, dann arbeitet die Adressiermaschine bei 624 im Durchgangsmodus,
wo keine Lückenkorrektur stattfindet.
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Um die Operation der Adressiermaschine 10 in
den verschiedenen Modi deutlicher darzustellen, wird in 3 eine Folge von Umschlägen mit
ihren zugehörigen
Lücken
E1–E6
im Durchgang durch die Adressiermaschine 10 in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung gezeigt. Die Folgen E1–E6 werden
hauptsächlich
mit Bezug auf 3 beschrieben,
während
der Aufbau von 1 betrachtet
wird. In einer Folge E1 arbeitet die Adressiermaschine 10 im
festen Abstandsmodus bei dem konstanten festen Abstand P von 11,5
Zoll (ungefähr
29 cm). Ein Umschlag 20a ist ein #10-Umschlag mit einer
Länge von 9,5
Zoll (ungefähr
24 cm), was zu einer zugehörigen Lücke g1 von
2,0 Zoll (ungefähr
5 cm) führt.
In einer Folge E2 arbeitet die Adressiermaschine 10 auch
im festen Abstandsmodus bei dem konstanten festen Abstand P von
11,5 Zoll (ungefähr
29 cm). Es wird jedoch ein Umschlag 20b mit einer Länge von
6,5 Zoll (ungefähr
16 cm) gezeigt, was zu einer zugehörigen Lücke g2 von 5,0 Zoll (ungefähr 13 cm)
führt.
Obwohl Umschläge 20a und 20b unterschiedliche
Länge aufweisen,
sind ihre Lücken
g1 bzw. 92 derart, dass deshalb der konstante feste Abstand P erhalten
wird.
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In einer Folge E3 arbeitet die Adressiermaschine 10 im
Festlückenmodus
bei der konstanten Lücke
G von 2,0 Zoll (ungefähr
5 cm). Der Festlückenmodus
ergibt sich, da ein Umschlag 20c größer oder gleich 9,5 Zoll (ungefähr 24 cm)
an Länge
hat. Entsprechend ergibt sich ein Abstand p3, der größer als
der konstante feste Abstand P ist. Auf eine ähnliche Weise arbeitet die
Adressiermaschine 10 auch in einer Folge E4 im Festlückenmodus
bei der konstanten Lücke
G von 2,0 Zoll (ungefähr
5 cm). Da Umschlag 20d in einer Länge größer oder gleich 9,5 Zoll (ungefähr 24 cm)
ist, ergibt sich der Festlückenmodus,
was einen Abstand p4 liefert, der größer als Abstand p3 ist, da
Umschlag 20d länger
als Umschlag 20c ist. Obwohl Umschläge 20c und 20d unterschiedliche
Längen
aufweisen, verbleiben deshalb ihre Lücken G die gleichen, was zu
einem variablen Abstand führt.
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In einer Folge E5 wird ein Umschlag 20e mit einer
Länge von
9,5 Zoll (ungefähr
24 cm) gezeigt, der in der Länge
Umschlag 20a entspricht. Die Adressiermaschine 10 arbeitet
jedoch im Durchgangsmodus an Stelle vom festen Abstandsmodus. Dies
ist ein Ergebnis einer gemessenen Lücke g5, die größer als
die gewünschte
Lücke von
2,0 Zoll (ungefähr
5 cm) für
einen Umschlag 20 dieser Länge ist. Deshalb wird der feste
Abstandsmodus aufgehoben und es ergibt sich ein Durchgangsmodus,
was einen Abstand p5 liefert, der größer als der konstante feste Abstand
P ist.
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In einer Folge E6 wird ein Umschlag 20f mit einer
Länge größer 9,5
Zoll (ungefähr
24 cm) gezeigt, der in der Länge
Umschlag 20d entspricht. Die Adressiermaschine 10 arbeitet
je doch im Durchgangsmodus an Stelle vom Festlückenmodus. Dies ist ein Ergebnis
einer gemessenen Lücke
g6, die größer als
die gewünschte
Lücke von
2,0 Zoll (ungefähr 5
cm) für
Umschläge über 9,5
Zoll (ungefähr
24 cm) ist. Deshalb wird der Festlückenmodus aufgehoben und es
ergibt sich ein Durchgangsmodus, was einen Abstand p6 liefert, der
größer als
der Abstand p4 ist.
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Empirische Untersuchungen haben angezeigt,
dass die natürliche
Lücke,
die sich wegen: (1) dem Geschwindigkeitsunterschied zwischen dem Zuführungsaufbau 410 und
den Mitnahmewalzen 450; und (2) der Unterbrechung der Umschläge 20, die
den Walzenspalt zwischen dem Zuführungsaufbau 410 und
dem Verzögerungsaufbau 430 durchlaufen,
ergibt, im allgemeinen in dem Bereich von 0,375 Zoll (ungefähr 1 cm)
bis 0,75 Zoll (ungefähr
2 cm) ist. Die natürliche
Lücke wird
durch die Länge des
Umschlags 20 und die Dicke des Umschlags 20 beeinflusst.
Da jedoch die natürliche
Lücke typischerweise
kleiner als die gewünschte
Lücke ist,
arbeitet die Adressiermaschine 10 hauptsächlich im
Festabstands- und Festlückenmodus.
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Ein Durchschnittsfachmann wird nun
erkennen, dass durch Einsetzen sowohl des Festabstands- als auch
des Festlückenmodus
die Adressiermaschine 10 der vorliegenden Erfindung mit
verbesserter Effizienz (Durchsatz) und Zuverlässigkeit gegenüber Systemen
des Stands der Technik arbeitet. Dies geschieht hauptsächlich wegen
Optimierung von #10-Umschlägen
bei einem festen Abstand, während
größere Umschläge bei einer
festen Lücke gehandhabt
werden.
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Viele Merkmale der bevorzugten Ausführungsform
repräsentieren
Gestaltungswahlmöglichkeiten,
die ausgewählt
werden, um das erfinderische Konzept am besten auszunutzen, wie
in einer Adressiermaschine implementiert. Ein Durchschnittsfachmann
wird jedoch erkennen, dass verschiedene Modifikationen vorgenommen werden
können,
ohne von dem Geist der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Z. B.
könnte
der optische Sensor des Sensormoduls 500 durch einen Ultraschallsensor
oder einen fotoelektrischen Streifen ohne jeglichen Verlust an Leistungsverhalten
ersetzt werden. Deshalb ist das erfinderische Konzept in seinen
breiteren Aspekten nicht auf die spezifischen Details der bevorzugten
Ausführungsform
begrenzt, sondern wird durch die angefügten Ansprüche und ihre Entsprechungen
definiert.