JP2017502895A - 位置合わせされる二重コンベアを有する封筒フィーダ - Google Patents

Abstract

異なる速度で移動する２つの位置合わせされたコンベアを有する、プリンタのための封筒フィーダが開示される。上流側のコンベアが、位置合わせされた上側縁部を有する後方に傾斜する一列の封筒を一列に並ぶ下流側のコンベアの上まで移動させ、下流側のコンベアが曲線の上側縁部に沿って封筒を加速させ、その結果、任意の１つの封筒がプリンタの取り込みスロットまたは供給スロットに達するまで、封筒がほぼ完全に平坦となるがわずかに上方のところで支持されるようになり、その結果、プリンタのピックアップローラが処理のために封筒を容易にかつ高い信頼性で取り込むことができるようになる。下流側のコンベアの速度により、プリンタをストールさせるのを回避して、封筒が継続的に高い信頼性でプリンタに提供されるようになる。この構成により、高速印刷のための高速で封筒を供給する供給源を確立するのに必要となる技量および操作作業が軽減される。【選択図】図１

Description

本発明は、概して、電子写真印刷機械（ｅｌｅｃｔｒｏｇｒａｐｈｉｃ ｐｒｉｎｔｉｎｇ ｍａｃｈｉｎｅ）のためのシートフィーダ機構に関する。より詳細には、本発明は、用紙媒体を印刷機械の中に供給するためのコンベアの使用に関する。さらに詳細には、本発明は、レーザープリンタまたはインクジェットプリンタのための、コンベアをベースとする封筒フィーダに関する。

封筒フィーダは、通常、銀行または保険会社などの機関、印刷所、および、そのような機関に対して、大量の郵便物を作成するというサービスを提供するメーリングハウスによって使用される。例えば、銀行は月末の残高式元帳を発送し、保険会社は支払い請求の要約（ｃｌａｉｍ ｓｕｍｍａｒｙ）を発送し、また、企業については、株主が四半期ごとの収益計算書／配当金計算書を受け取ることがある。米国の郵便システムを適切に利用することができるように、各封筒がラベルを付けられなければならず、また各々がＵＳＰＳの印刷位置の特定の必要条件を満たさなければならない。過去には、「窓付き」封筒が利用されており、それによって、その封筒の窓を通して見ることができるように方向付けられる個別に印刷された紙シートに対して事前印刷された封筒が組み合わされ得るようにしていたが、現在のほとんどの郵便物印刷システムは、オンサイトの比較的安価なレーザープリンタまたはインクジェットプリンタを使用して封筒を個別に印刷する能力を有する。これにより、積み下ろし（ｄｉｓｅｍｂａｒｋａｔｉｏｎ）の時点で、カスタマイズされた封筒に、カスタマイズされた印刷済みシートを組み合わせることが可能となる。

しかし、比較的安価な市販のレーザープリンタまたはインクジェットプリンタの中に封筒を供給することには問題がある可能性がある。通常の構成は、積み重ねのカラム（ｓｔａｃｋｅｄ ｃｏｌｕｍｎ）の中に数十枚またはさらには数百枚の封筒を保持する「封筒スタッカ」または「封筒シュー（ｅｎｖｅｌｏｐｅ ｓｈｏｅ）」を有するような構造であり、この積み重ねのカラムから、個々の封筒が積み重ねの底部のところから引っ張られてコンベアデッキ（ｃｏｎｖｅｙｏｒ ｄｅｃｋ）に沿って移送され、このコンベアデッキが封筒をプリンタの手動供給トレイの中に供給するように配置されている。一般に「フットボール（ｆｏｏｔｂａｌｌｓ）」と称される一対の摩擦ローラが、スタッカ内に保持される封筒の前側縁部を上から押し下げ、一対のコンベア旋回ベルト（ｃｏｎｖｅｙｏｒ ｒｏｌｌｉｎｇ ｂｅｌｔ）と連動して、封筒に係合されてその封筒を封筒の積み重ねの底部から離れるようにずらす。フットボールが、供給デッキから上方に延在するスピンドル上に取り外し可能なドーナツ形の重りを有し、その結果、フットボールの圧力が封筒のサイズおよび厚さならびに他の条件に応じて調整され得るようになる。別法として、フットボールが、テンションノブ（ｔｅｎｓｉｏｎｉｎｇ ｋｎｏｂ）またはテンションねじ（ｔｅｎｓｉｏｎｉｎｇ ｓｃｒｅｗ）を用いて調整され得るばねにより下方に付勢される。ずらされた封筒が、次に、各封筒とコンベアとの間の摩擦を一定に維持するための、移送用ローラにかかる追加の受動ローラの重力のもとで、前方へと移動し、その結果、封筒が、手動投入トレイなどの、プリンタ上の受け取り用の投入領域または取り込み領域に対して縁部を位置合わせされた状態で維持される。

しかし、これらの「スタッカ」をベースとする封筒フィーダは、操作者により様々な要素を継続的に調整することおよびそれらに対して注意することが必要となるため、操作者の負担が大きい。一つには、フットボールが一定の摩擦係数を有するように作られなければならないということがあり、したがって、製造中、マテリアルジオプタ（ｍａｔｅｒｉａｌ ｄｉｏｐｔｅｒ）が厳密に監視されなければならない。また、封筒の積み重ねの高さに応じて封筒の重量も変化することから、通常、封筒の積み重ねの高さがある一定の範囲である場合のみ、封筒を一定の形でずらすことが維持され得、封筒の積み重ねの高さは封筒の各々の新しい束ごとに変化する可能性がある。加えて、特定の重量およびサイズの封筒ごとに、封筒スタッカ内の側壁およびバックストップを保持する壁を調整しなければならない。最後に、時間と共にコンベアベルトの摩擦が変化すること理由として、また、湿度、ダストおよび他の環境要因が変化することを理由として、封筒をプリンタの投入トレイまたはスロットの中に一定の形で供給するためには、フットボールの重量、封筒の前側縁部を基準としたフットボールの位置、および、バックストップの壁の角度が頻繁に調整されなければならないということがある。したがって、操作者はそれぞれのフィーダに慣れておかなければならず、また、プリンタの中への封筒の流れを一定に維持するためにフィーダの要素を細かく調整するのに熟練しておかなければならない。

この問題は印刷ジョブの完了の速さ以外にも影響する。現代のレーザープリンタは、高い印刷速度を有するように、および、ストックの媒体の大きめの束を処理するように、設計されている。このようなシステムは、しばしば、高速で移動する媒体シートのグループを受け取ることを見越して転写ベルト・ローラ（ｔｒａｎｓｆｅｒ ｂｅｌｔ ａｎｄ ｒｏｌｌｅｒ）にトナー像を付ける。プリンタはそのソース投入チャンネルのところにセンサを有することから、数枚の封筒が処理されてその後で所定の時間間隔をおいて次の予想された封筒が出現しない場合、プリンタの中が「ストール」状態となり、新しい封筒の束がくるのに備えるために転写ベルト・ローラが洗浄および再処理されることが必要となる場合がある。したがって、大量のトナーが無駄に消費される可能性があり、プリンタの転写ローラの寿命予測（ｌｉｆｅ ｅｘｐｅｃｔａｎｃｅ）も短縮される可能性がある。この問題はカラーレーザープリンタではさらに悪化する。

したがって、比較的安価なインクジェットプリンタまたはレーザープリンタと共に機能し、かつ、従来の封筒フィーダのように操作者に一定して継続的に注意させることを必要とすることなく、それらのプリンタを、ストールさせることなく継続的な封筒供給状態すなわち「準備の整った（ｐｒｉｍｅｄ）」状態で維持するような、封筒フィーダが必要とされる。

本発明は、異なる速度で移動する２つの位置合わせされたコンベアを有する、プリンタのための封筒フィーダである。上流側のコンベアが、等しい高さの上側縁部を有する後方に傾斜する一列の封筒を下流側のコンベアの上まで移動させ、下流側のコンベアが曲線の上側縁部に沿って封筒を加速させ、その結果、任意の１つの封筒がプリンタの取り込みスロットまたは供給スロットに達するまで、封筒がほぼ完全に平坦となるがわずかに上方のところで支持されるようになり、その結果、プリンタのピックアップローラが処理のために封筒を容易にかつ高い信頼性で取り込むことができるようになる。コンベアがプリンタの投入スロットの中のピックアップ組立体のところに封筒の積み重ねを形成し、センサがピックアップ組立体のところに配置され、その結果、封筒の積み重ねが十分に失われるときに信号がフィーダ内の制御組立体に対して送信され、設定される継続時間だけコンベアが前進させられ、それにより、プリンタのところで封筒の積み重ねが補充される。フィーダ全体は、様々なタイプの高速プリンタに対して対合され得る移動可能な内蔵式ユニットである。

本開示の一部をなす添付図面に、本発明の特徴を組み込む封筒フィーダが描かれている。

封筒フィーダを示す上側斜視図である。 封筒フィーダを示す下側斜視図である。 封筒フィーダを示す左側側面図である。 封筒フィーダを示す右側側面図である。 封筒フィーダを示す上面図である。 水平の供給組立体から取り外されて左側に配置された加速コンベア組立体と共に封筒フィーダを示す拡大上面図である。 封筒フィーダを示す底面図である。 プリンタに対して接続された封筒フィーダを示す概略図である。 動作中の、コンベアに対する封筒の相対位置を示している、封筒フィーダを示す概略図である。 封筒フィーダの移動の流れ図である。 封筒フィーダのための電気制御の概略図である。 封筒ピックアップセンサ組立体の一実施形態を示している、プリンタに対して接続された封筒フィーダを示す拡大図である。

本発明の機能および構造をより良く理解するために図面を参照すると、図１〜５が、種々の図により、封筒フィーダ１０を示しており、本発明の主要構成要素のすべてを示している。プリンタ１１が、フィーダ１０のアウトプットにより封筒をプリンタ１１の投入トレイまたは投入スロット１２の中に挿入するように配置されている本発明を有して、想像線で示される。フィーダ１０が、加速コンベア組立体１６および供給コンベア組立体１７を支持する水平のフィーダ組立体１４を有する。加速コンベア組立体１６および供給組立体１７は、共に、ガイドプレート１９ａ、ｂおよび側方プレート２０ａ、ｂによって側方で支持され、組立体１４の全体がベース２１により下方で摺動可能に支持される。

示されるように、加速コンベア１６がフィーダ１０の下流側端部２３の方を向くように配置され、供給コンベア１７がフィーダ１０の上流側端部２４の方を向くように配置される。加速コンベア組立体１６が、ガイドプレート１９ａ、ｂによりやはり側方で支持されるカバー２６の上に配置される。供給コンベア組立体１７がデッキ２７を有し、考察されるように封筒を移動させることを目的として、デッキ２７の上を４つのベルト２８が横断する。三角形のバックストップ２９が、デッキ２７の上に載置される封筒の積み重ねを支持することを目的として、コンベア供給組立体１７の長さ方向に沿うように配置される。バックストップの位置は、コンベア供給組立体のデッキ２７の上に載置される封筒の量によって決定される。見られるように、左側のガイドプレート１９ｂが右側のガイドプレート１９ａより幾分か短く、それにより、デッキ２７の上流側の部分に動作可能にアクセスすることが容易となり、またこれは、バックストップ２９を背にして封筒を載置したり抜き取ったりするためでもある。

図２がフィーダ１０の下側を示しており、プリンタに対して水平の供給組立体１４がいかにして摺動するのかをより良く示している。ベース２１が２つの摺動パネル３１ａ、ｂを有し、これらの各々が垂直部分３７ａ、ｂおよび角度を付けられた水平部分３８ａ、ｂを有する。各水平部分３８が、フィーダ１０のための作業台または他の適切なプラットフォーム（図６を参照）の上にベース２１を設置するための設置用の孔３２を有する。作業台は、通常、ロック可能なホイール上に設置されてよく、その結果、フィーダ１０全体がプリンタ１１の隣の概略的な相対位置まで移動させられ得るようになり、プリンタ１１に対してフィーダ１０が対合されることになる。摺動パネル３１ａ、ｂは３つのストラット３２により一体に接続され、これらの３つのストラット３２がベース２１を安定させ、その結果、水平の組立体１４がプリンタ１２に向かってまたはプリンタ１２から離れるように移動させられるときに、摺動パネル３１が曲がることがなくなる。一対の摺動レール３６が各摺動パネル３１の頂縁部に対して添着され、水平の供給組立体１４がその下側の側方縁部の上にボルト止めされる２つの対のローラ４１を有し、これらのローラ４１はそれらがレール３６の中に嵌め込まれるようにサイズ決定される。この構成により、フィーダ１０を上に載せている作業台をプリンタ１１の概して近傍の位置に配置した後で、水平の供給組立体１４をプリンタの方に向け正確に配置することが可能となり、それにより、対合させることが容易になる。

一連のガイドマウント組立体４３が右側のガイドプレート１９ａを側方で支持し、その結果、右側のガイドプレート１９ａが加速コンベア組立体１６およびコンベア供給組立体１７に対して内側および外側に移動させられ得るようになり、それにより多様な長さの封筒を受け入れることができるようになる。直線のガイドマウントプレート４４が右側の支持プレート２０ａに対してボルト止めされ、中空スリーブ４６がガイドマウントプレート４４の内側表面上に設置される。ガイドマウンティングプレート５１がガイドプレート１９ａの外側表面に対してボルト止めされ、シャフト４７がプレート１９ａに対して添着され、ここでは、シャフトがガイドプレート１９ａから離れるように側方に延在する。シャフト４７が中空スリーブ４６を通って延在し、その結果、ガイドプレート１９ａがスリーブ４６を介して移動するときにシャフトによって支持されるようになる。ガイドロッキングプレート４８がガイドマウンティングプレート５１の頂部に対して添着され、これはプレートの中央に形成されるチャンネルを有する。ロッキングハンドル４９がマウントプレート４４の頂部の中にねじ込まれ、ロッキングプレートのチャンネルを通って延在し、その結果、ハンドル４９が締められる場合は、ロッキングプレート５１が移動することが阻止されるようになり、それにより、ロッキングチャンネルに沿う選択される位置である定位置でガイドプレート１９ａがロックされることになる。３つのガイドマウント組立体４３は同一であり、封筒流れ領域の中に入れるようにおよびそこから出すように右側のガイドプレート１９ａを移動させるために、側方において調整可能に支持するのを可能にする。

概して操作者がフィーダ１０を制御する側である、フィーダ１０の左側では、左側のガイド１９ｂが、左側のガイドマウント組立体の一部である「Ｃ」形のガイドハンドル５７を用いて側方において調整される。ハンドル５７がガイドプレート１９ｂに対して設置され、プレート５８がガイドプレートに対してボルト止めされる。ハンドル５７のアームが２つのガイドブロック５９を通って延在し、２つのガイドブロック５９が別のマウンティングプレート６１の頂部に対して添着され、その別のマウンティングプレート６１がその下側端部のところで左側の支持プレート２０ｂに対してボルト止めされる。ハンドル５７のアームが各アーム上にスロットまたはチャンネル６２を有し、一対のロッキングボルト６３が各チャンネルを通って延在してブロック５９の中にねじ込まれる。ブロック５９は、左側のガイド１９ｂの横方向の移動を引き起こすようにハンドル５７を中におよび外に移動させることができるように、また、ボルト６３を締めることによりハンドル５７を定位置でロックすることができるように、形成される。

次に図４Ａおよび図４Ｂを参照すると、フィーダが加速移送組立体１６を有する。図４Ｂでは、説明のために、加速コンベア組立体１６が、図４Ａに示される水平のフィーダ組立体１４内のその通常の位置から分解されている。加速コンベア組立体１６は、取付具６６ａ、ｂの間の距離だけ延びる５つのシャフトを回転可能に支持する一対の軸受設置部材（ｂｅａｒｉｎｇ ｍｏｕｎｔ ｍｅｍｂｅｒ）６６ａ、ｂを有する。２つのゴム製移送ベルト６８が、最も右側のシャフトから最も左側のシャフトまでの、シャフト６７を囲む。ベルトセパレータブラケット（ｂｅｌｔ ｓｅｐａｒａｔｏｒ ｂｒａｃｋｅｔ）６９が２つの軸受設置部材６６ａ、ｂをつないでおり、この一対の軸受設置部材６６ａ、ｂの間を追加的に支持している。ベルトセパレータブラケット６９がまた、シャフト６７を中心として移動するときに下側ベルト部分を案内するための、ブラケット６９から上方に延在する複数のガイドねじ７１を有する。

最も右側のシャフト６７ａが駆動モータ７３およびギアリング組立体７４を有し、これらがシャフト６７ａの最も左側の部分のところにある短い駆動ベルト（図示せず）を介してシャフト６７ａを旋回させてベルト６８に動力を供給する。ベルト６８によりシャフト６７上に作用する弾性張力により、シャフト６７ａが回転するときに他のシャフトがそれに反応して受動的に回転する。

さらに図５を参照すると、封筒供給コンベア組立体１７が、上流側の準備デッキ５５と載置用デッキ（ｌｏａｄｉｎｇ ｄｅｃｋ）２７との間に配置される駆動シャフト８１に接続されるモータ駆動組立体３４を有することが分かる。駆動組立体３４が、シャフト８１の金属シャフトの上に配置されるギアを駆動する標準的な電気駆動モータの隣にギアリング組立体を有する。同様の受動のアイドラーシャフト８２が下流側端部２３の方を向くデッキ２７のもう一方の端部の上に配置される。各シャフト８１、８２が、摩擦を増大させるための隆起する表面形状を有する４つの凹形のベルト係合部分８３を有する。ローラ８１上の各凹形の部分８３が位置合わせされる対となる凹形の部分を有し、４つのベルト２８が示されるように各凹形の部分８３のところで２つのローラをつなぐ。これらのベルトはプラスチックファブリックで作られ、対して、それらの表面形状は、その下側表面が載置用デッキ２７によって支持されながら載置用デッキ２７の頂部の上を容易に滑走するように、弾力性を有する。

載置用デッキ２７の下方で、一連のローラベルトガイド８４が、デッキ２７の下側および支持プレート２０ａ、ｂの内部表面に対して添着されるブラケット（図示せず）によりその端部のところで回転可能に支持される。ブラケットは、デッキ２７の下側表面の方向への選択される大きさの張力を各ベルト２８に対して加えるようにデッキ２７の下側から調整可能に離間されるように、形成される。さらに、各ベルトガイド８４が、各ベルト２８を互いから分離させてそれらを予め選択された空間的関係で維持するための、ベルトガイドのプライマリシャフトに添着される複数のスペーサを有する。通常、３つのガイド８４が、デッキ２７の下方で、互いから等しい距離で離間され、また、端部ローラ８１および８２から等しい距離で離間されて、利用される。

デッキ２７は、下流側端部のところに、ローラ８２の上を下流方向に延在する少なくとも１つのガイドフィンガ８６を有し、その結果、プリンタ１１に向かって移動中の下流方向に移動する封筒がローラ８２と６７ａとの間に落ちることがなくなる。封筒供給コンベア１７がまた、デッキ２７およびベルト２８の下側の大部分を覆う下側カバー８６と、フィーダ駆動シャフト８１を覆う第２のカバー８７とを有し、全体に、ベルト２８が封筒フィーダ１７の上流側端部のところにある。

封筒ボックスおよび封筒の入れ物の道具一式を保持するために、フィーダ１０が、２つのレールプレート５４ａ、ｂによって支持される準備デッキ組立体５３を有し、２つのレールプレート５４ａ、ｂの端部が右側の支持プレート２０ａの上流側の部分に対してボルト止めされる。プレート５４ａ、ｂは、比較的重い封筒ボックスをデッキ５５の上に置くことができるような、十分な厚さを有し、その結果、各ジョブにおいて操作者が封筒を十分に供給することができるようになる。準備デッキ５５の上に置かれる封筒のボックスを原因としてフィーダが傾斜するのを回避するために、ベース２１が、摺動パネル３１ａ、ｂの下側部分の中に設置用アパーチャ３２を有し、これらは好適には、作業台上にベースを強固に設置するのに使用される（図６を参照）。

図６で分かるように、フィーダ１０が好適にはテーブル４０の上に固くボルト止めされ、プリンタ１１に隣接する位置まで移動させられ、ここでは、コレータ１１０がプリンタ上の手動投入・取り込み１２の領域に対して当接され、その結果、フィーダ１０の下流側端部２３がプリンタ１１上のピックアップローラ組立体１３に当接するようになる。さらに、水平の供給組立体のローラ４１を使用して、水平のフィーダ組立体１４が正確に調整され得、その結果、ローラ６７ｅが、ローラ６７ｅとピックアップローラ１８との間の隙間を跨ぐようにして、ピックアップローラ組立体１３の中に封筒を直接に排出するようになる（図７を参照）。理解されるであろうが、フィーダ１０とプリンタ１１との間の隙間は、フィーダ１０を対合させているプリンタの種類および印刷される封筒媒体の種類に適応するように、調整され得る。

次に図７を参照すると、封筒フィーダ１０が、ほとんどの高速プリンタに適応するように適合される速度で印刷するように封筒を取り込むのに適応するような、二段階のフィードフロー１００を提供するように設計されていることが分かる。コンベア１６および１７が同一水平面内で長手方向を向くように方向付けられ、それにより、フィーダ１０に沿う、上流側端部２４から下流側端部２３へ向かう封筒１０１の連続的な滑らかな直線的な移動が確立される。好適には、封筒１０１は斜め後方約６０度の角度１０５でバックストップ２９を背にするようにして積み重ねられ、供給コンベアベルト２８の上では集団化された平行な状態１０３として載置され、その結果、この後方の角度が維持され、それにより、載置用デッキ２７に平行な水平面１１３が封筒１０１の上側縁部に沿って形成される。後方を向く角度は異なる角度でも機能するが、発明者らは、約６０度が最適であることを発見した。コンベア１６および１７は作動されると異なる速度で動作し、ここでは、加速供給コンベア１７が供給コンベア１７の約８倍の速度で移動する。マイクロプロセッサにより動きが調節され（図９を参照）、その結果、コンベア１６および１７が同時に移動する。しかし、加速コンベア１６が供給コンベアよりも速く移動することから、封筒が各コンベアの間の分離位置１０４（小さい隙間）に到達した直後に各封筒１０１の下側縁部がより速く前進するようになる。封筒の下側縁部が下流側端部２３に向かって前進するとき、各封筒の下側縁部が、加速供給コンベア１６に沿って移動する任意の隣接する封筒に対して広がり、それにより、示されるように上側縁部に沿って曲線１１４を形成するような封筒の屋根板状（ｓｈｉｎｇｌｅｄ）の供給物の集団１０２が作られる。三次元では、曲線１１４は実際には封筒の上側縁部に沿って形成される曲面である。曲線の角度１１４の険しさは、コンベアに沿って供給される特定の封筒の高さ、加速供給コンベアの速度、および、加速供給コンベア１６の長さに応じて変化する。しかし、一般に、曲線１１４は、下流側端部に向かう方向において、隙間１０４から加速供給コンベアのほぼ中間位置までが最も険しい下方の傾斜を有し、加速供給コンベアの残り半分においてより穏やかな曲線傾斜を有する。

屋根板状の封筒のグループ１０２は加速供給コンベアの下流側端部のところで終わり、この下流側端部では、封筒ピックアップスタック１１７がピックアップ組立体１３の係合／ピックアップゾーン１１６内にある。封筒がプリンタピックアップローラ組立体１３に向かって移動するとき、封筒の積み重ねがピックアップローラ１８の下方に形成され、これはローラ６７ｅによって部分的に支持されて定位置まで移動し、この位置において、各封筒の互いの重複部分が大幅に増大する。積み重ねの高さは、通常、少なくとも封筒６枚分の厚さであり、これは、最も上側の封筒をピックアップローラ１８に容易に係合させ、かつ、高速のプリンタ処理に適する速度でプリンタ１１の中へと封筒を取り込むのを容易にするような高さである。加速供給コンベアは封筒の積み重ね１１７の底部のところの定位置まで封筒を連続的に移動させることから、積み重ね１１７が、加速供給コンベア上のすべての封筒を消費するまでの間ずっとピックアップローラ１８での封筒の獲得可能性を維持するような速度で、継続的に補充されることになる。センサ１１８がピックアップゾーン１１６内の封筒の積み重ね１１７の下方に配置され、ピックアップゾーン１１６内の封筒がいくらかでも存在する場合に後方かつ下方にそれるように構成される。ピックアップゾーン１１６に封筒が存在しない場合、センサ１１８が上方に移動し、「用紙切れ」状態であることを指示するための信号を、プリンタ１１に対して、または、所望される場合は後で考察するようにフィーダ１０に対して、提供する。

図７を考慮して図８を参照すると、フィーダ１０を利用して封筒を供給するプロセス１２０が、操作者と自動制御１２８との組み合わせを伴うことが分かる。操作者が積み重ねられた封筒の集合体をバックストップを背にするようにして載置し１２２、スイッチ１２４を利用して加速コンベア（１６）および供給コンベア（１７）を継続的に前進させることを開始し１２３、これは、満足できる封筒ピックアップスタック１１７が得られる１２６まで、継続する。約６枚の封筒の積み重ねが好適であるが、ピックアップゾーン内に１枚の封筒があれば、自動制御下で自動供給プロセスが成功裏に進行する。ピックアップゾーン１１６内でプリンタ１１により処理するための封筒が獲得可能となると、コンベアが停止され１２７、プリンタ１１が起動する１２９。ピックアップ組立体１３の一部として、光学近接センサ（図９および１０の１５３）が、封筒をピックアップするために下方に移動するときのピックアップローラ１８の移動距離を、ローラ１８上の反射表面（図１０の１６３）を検出することにより、検出する。プリンタの取り込みにより封筒ピックアップスタック１１７の深さが減少するすると、残りの封筒をピックアップするためにはピックアップローラの移動距離を増加させなければならない。センサ１５３は、封筒が既知の量となるまでの、また通常は封筒が６枚以下になるまでの、封筒の積み重ねの失われた分に相当するピックアップローラ１８の下方への特定の移動長さを検出するように較正される。センサ１５３は起動されると、制御システム１４０に信号１３１を送信する（図９を参照）。制御システム１４０が応答して、両方のコンベアを約０．５秒前進させ１３２、それにより、屋根板状の封筒のグループ１０２内の数枚の封筒（通常、４〜６枚）を封筒の積み重ね１１７の中の積み重ねの最も下の位置へと前進させる。ステップ１３１、１３２および１３４で理解され得るように、積み重ね１１７内に封筒がある限りにおいて、加速供給コンベア１６が、ピックアップローラのセンサの継続的な信号に応答して、ピックアップローラ１８によって消費される分の封筒を封筒の積み重ねの中に継続して供給する。発明者らは、標準的なローコストの電気駆動モータの場合にはコンベアを０．５秒前進させることで十分であることを発見したが、調節されて同時に動くコンベアを前進させる時間は、封筒の取り込み速度（すなわち、プリンタの印刷速度）およびコンベア１６、１７の移動速度によることになる。しかし、コンベア起動時間が十分に継続するように得られる場合、封筒がピックアップ領域１１６に到着するときの速度に関係なく、また、コンベアの上での封筒媒体の載置時間および封筒媒体の種類に関係なく、コンベアが、調節された間隔で継続的に封筒を前進させて封筒の積み重ね１１７を補充する。また、このような補充は操作者の介入なしに行われる。

積み重ね１１７にさらなる封筒が存在しない場合、用紙切れセンサ１１８が上方に回転し、用紙切れ状態であることをディスプレイ１３７上で指示するための信号１３６を送信する。信号は、用紙が獲得不可能である場合のプリンタの電子機器内での既知の処理に従い、プリンタにより内部で処理され得、ならびに／または、信号は、同時に、コンベア１６および１７がさらに移動するのを停止させるために制御システム１４０によって処理され得る。別法として、操作者が、単純に、コンベアがさらに移動するのを止めさせるためにフィーダ１０上のスイッチを作動させてもよい。

図９に示されるように、制御システム１４０が、センサのグループＡ１４７に接続されるマイクロコントローラ１４１を有し、これには、ピックアップローラ１８の下方への移動を感知して封筒の積み重ね１１７の高さの減少事象を指示するための光学近接センサ１５３、および、封筒の積み重ねでの用紙切れ状態を指示するための少なくとも１つのセンサ１５１が含まれる。マイクロコントローラ１４１は、当業界で理解されるようにプログラムされ得る任意の既知の４ビットまたは８ビットのマイクロコントローラであってよい。第２のセンササブグループＢ１４９を形成するように、ピックアップゾーン１１６内の封筒の位置合わせ状態などの追加のセンサ１５２が含まれてもよい。マイクロコントローラ１４１はまた、起動されて２つのモータ１４２の回転を開始させるモータドライバ１４５を制御する。モータ１４３が加速供給コンベア１６を駆動し、モータ１４４が供給コンベア１７を駆動する。２つの可変抵抗要素１５６および１５７がモータ１４２に供給される電圧を制御し、それにより、マイクロコントローラ１４１に対して多様な電圧値を提供して各モータの速度を変化させる。手動スイッチ１５４が、図８の載置ステップ１２２／１２３に従い、モータ１４２の迅速かつ継続的な運動を作動させ、電源１５９が制御システム１４０に対して動力を提供し、これにはＡＣ電源１６１からのすべてのセンサおよびモータが含まれる。

本明細書で説明される実施形態では、フィーダ１０が動作するのにサブグループＢ１４９のセンサを必要としないことに留意されたい。例えば、ピックアップ組立体１３内に配置される機械的センサ１５１（例えば、図７の要素１１８）が制御システム１４０に対して接続されないままであってよく、プリンタ１１に対して内部信号を提供するのみであってよい。さらに、センサグループＡ１４７は、理解されるであろうが、プリンタ１１の中への封筒の取り込みのタイミングおよび速度を改善するように変更されてもよい。例えば、光学近接センサ１５３が、積み重ねの高さを決定するための、積み重ねに対して隣接する圧力スイッチに交換されてもよく、または、ピックアップローラの下方への移動を確認するためのピックアップローラに接触しているレバースイッチに交換されてもよい。それでも、発明者らは、ピックアップゾーン１１６においてピックアップスタック１１７内の減少事象を決定するのに光学近接センサを使用することが好適であるとみなしており、その理由は、多様な種類のプリンタのために較正を行うことが容易であることである。

好適には、マイクロコントローラ１４１は、積み重ねの減少事象の指示をセンサ１５３から受信するときにモータ１４２を約０．５秒の時間だけ作動させるようにプログラムされるが、処理のために封筒を取り込むのにピックアップローラを使用するほとんどのプリンタのピックアップ速度に対して、通常、移動の起動が０．３秒から０．７秒であることが適する。移動の起動の継続時間はフィーダ１０を動作させる前に評価されるべきであり、そうすることにより、移動の継続時間がマイクロコントローラ１４１の中に予めプログラムされ得るようになるか、または、各ローラのための単純な可変抵抗ノブ（ｖａｒｉａｂｌｅ ｒｅｓｉｓｔｏｒ ｋｎｏｂ）（例えば、要素１５６および１５７）が、各コンベア駆動モータの速度およびひいては各コンベアの速度を設定するように調整され得るようになる。

発明者らは、加速供給コンベア１６の１１７ｃｍ／分（４６インチ／分）の速度と、供給コンベア１７の１４．５ｃｍ／分（５．７インチ／分）の速度とを組み合わせて速度比を８：１とし、二重コンベアの起動時間を０．５秒とすることがフィーダ１０の最適な構成であることを発見した。しかし、より高い比または低い比も可能である。加速供給コンベア１６を１１７ｃｍ／分（４６インチ／分）で移動させ、供給コンベア１７を２３．４ｃｍ／分（９．２インチ／分）で移動させる、５：１である低い比も可能であり、この場合、コンベアは０．３秒起動されることを必要とする。加速供給コンベア１６を１１７ｃｍ／分（４６インチ／分）で移動させ、供給コンベア１７を９．６５ｃｍ／分（３．８インチ／分）で移動させる高い比も可能であるが、この場合、ピックアップスタックを十分に充填した状態で維持するためには、コンベアは少なくとも０．７秒起動されることを必要とする。比が減少すると、加速供給コンベア１６上での封筒の間の重複部分が増大し、その結果、所与のコンベア速度でピックアップスタックを補充するのに必要となる起動時間が短縮される。比が増加すると、加速供給コンベア１６上での封筒の重複部分の大きさが縮小され、ピックアップスタックを補充するのにより長いコンベア起動時間が必要となる。しかし、重要なことであるが、選択される比に関係なく、加速供給コンベア１６は、プリンタにより封筒ピックアップスタック１１７を取り込み得る速度よりも速く封筒の積み重ね１１７に対して補充の封筒を送達するために十分な速度で移動しなければならない。さらに、図７に示される曲線１１４と同様の曲線を有する屋根板状のカラムを形成するために、加速供給コンベア１６が封筒供給コンベア１７より大幅に速いことも重要である。このような速度差により封筒が平坦に載置されるようにつまり「横たわる」ようになり、その結果、プリンタ１１の手動投入トレイ領域内に満足のいく封筒の積み重ね１１７が形成されるようになり、それにより、ストールさせることなくピックアップローラ組立体１３により迅速にピックアップおよび取り込みを行うことが可能となる。

図１０がピックアップローラ組立体１３の詳細図を提示しており、ここでは、組立体１３の下方に封筒の積み重ね１１７が既に形成されており、その後方には待機する封筒の屋根板状のセット１０２が連なっている。示されるように、封筒のピックアップの位置において、ローラ１８が下方に移動して最も上側の封筒を捕捉してその封筒を処理のためにプリンタの中へと前方に移動させる。他の封筒が先頭の封筒の下方で屋根板状の形で積み重ねられ、ピックアップゾーン１１６内で互いに支持し合う。ピックアップゾーン１１６内にいくらかでも封筒が存在する間は用紙切れセンサ１１８が押し下げられており、それにより、センサ１１８により信号が送信されることが一切止められている。ピックアップローラ１８が、センサ１５３のすぐ下に、センサ１５３によって検出される光周波数を反射することができる光学反射表面１６３を有する。ピックアップローラ１８が下方に予め選択された距離だけ移動すると、センサ１５３が、反射表面がセンサ１５３から離れて下方に移動した距離を原因とするセンサによる反射光の較正された損失を検出する。ピックアップローラが較正された距離を移動すると、センサ１５３が上で考察したようにマイクロコントローラ１４１に対して信号を送信し、コンベア１６および１７がプリンタ１１によって取り込まれた封筒の置き換えのために指定の時間だけ起動される。最適には、加速コンベア１６はコンベア１７の８倍の速度で移動することから、平坦な屋根板状の一列の封筒が、封筒のピックアップを促進するような向きで、かつ、ピックアップゾーン１１６内で封筒を適切な向きで維持するような供給速度で、継続的にピックアップローラ１８に対して提供され、これは、加速供給コンベア１６上のすべての封筒が使い切られるまで、継続する。ガイド１９ａおよび１９ｂが、直角の向きの前側縁部により各封筒がピックアップゾーン１１６に到着するような構造としての一列の封筒を維持するのを補助する。

一形態において本発明を示しているが、本発明がこれのみに限定されず、本発明の趣旨から逸脱することなく種々の変更および修正を受けることができることが当業者には明白であろう。

Claims (29)

1. 投入スロットおよび前記投入スロット内にあるピックアップ組立体を有するプリンタに関連付けられる、封筒フィーダであって、
   ａ．上流側端部および下流側端部を有する第１のモータ駆動式コンベアであって、前記下流側端部が前記プリンタ上の投入スロットに隣接するように配置される、第１のモータ駆動式コンベアと、
   ｂ．上流側端部および下流側端部を有する第２のモータ駆動式コンベアであって、前記第２のコンベア上を下流方向に移動させられる封筒が前記第１のコンベアの前記上流側端部に送り出されてその上に封筒の集団を形成するように、配置される、第２のモータ駆動式コンベアと
   を備え、
   ｃ．前記第１のコンベアが前記第２のコンベアより実質的に大幅に高い速度で移動し、
   ｄ．前記フィーダが、前記第２のコンベア上の封筒の集団を、前記第２のコンベア上の各封筒が水平方向に位置合わせされた上側縁部を有するような実質的に垂直の向きから、前記第１のコンベア上での屋根板状の封筒の積み重ねへと移行させるように、構成され、前記屋根板状の封筒の積み重ねが前記プリンタのところに到着するときに実質的に水平となり、
   さらに、
   ｅ．前記第２のコンベア上に載置される封筒を実質的に垂直の位置で支持するためのバックストップを提供するための手段と、
   ｆ．前記投入スロットのところの状態に応答して前記第１および第２のコンベアを協働的に前進させるための、前記ピックアップ組立体のところにあるセンサに依存する制御手段と
   を備える、封筒フィーダ。
2. 前記第１のコンベア上の前記封筒の集団の前記上側縁部により、前記第２のコンベアの前記下流側端部から前記第１のコンベアの前記下流側端部まで延在する下方に傾斜する曲線を形成するように、さらに構成される、請求項１に記載の封筒フィーダ。
3. 前記第１および第２のコンベアの間の前記速度差が約７倍である、請求項２に記載の封筒フィーダ。
4. 前記第１および第２のコンベアが、それらの間に、移行ゾーンを有する隙間を画定し、前記封筒が、前記移行ゾーンにおいて、前記第２のコンベア上での固定された向きから、前記第１のコンベア上の連続的に回転する向きへと、移行する、請求項３に記載の封筒フィーダ。
5. 前記第１のコンベアの移動時に前記ピックアップ組立体内に封筒のピックアップスタックを形成するように適合される、請求項４に記載の封筒フィーダ。
6. 前記ピックアップ組立体のところに配置されて前記制御手段に電気接続されるセンサをさらに備え、前記センサが、所定のレベルまでの前記ピックアップスタックの減少を記録して前記減少事象を前記制御手段に連絡するように構成され、前記制御手段が、前記減少事象の連絡に応答して、前記ピックアップスタックを定期的に補充することを目的として予め選択された時間分で前記コンベアを前進させるように構成される、請求項５に記載の封筒フィーダ。
7. 前記制御手段が、
   ａ．マイクロコントローラと、
   ｂ．前記コンベア上のモータを駆動するための、前記マイクロコントローラに接続される複数のモータドライバと、
   ｃ．前記コンベアの前記速度を設定するための、前記マイクロコントローラに接続される少なくとも１つの入力手段と、
   ｄ．前記制御手段に対して動力を供給するための手段と、
   ｅ．前記コンベアの継続的な運動を開始するためのスイッチと
   を備える、請求項１に記載の封筒フィーダ。
8. 前記第１のコンベアが、
   ａ．５つの平行なシャフトと、
   ｂ．前記シャフトをそれらの端部のところで回転可能に支持する一対の平行な軸受部材と、
   ｃ．前記シャフトをつなぐ、互いに平行である２つのエンドレスコンベアベルトと、
   ｄ．１つの前記シャフトを駆動するための、１つの前記シャフトに接続される駆動手段と、
   ｅ．前記コンベアベルトを前記第１のコンベア上の固定位置で維持するための少なくとも１つのガイド手段と
   を備える、請求項７に記載の封筒フィーダ。
9. 前記第２のコンベアが、
   ａ．前記第２のコンベアの端部のところに配置される２つの平行なシャフトと、
   ｂ．前記２つのシャフトをそれらの端部のところで回転可能に支持する２つの平行な支持プレートと、
   ｃ．前記２つのシャフトをつなぐ４つのエンドレスコンベアベルトと、
   ｄ．前記１つのシャフトを駆動するための、前記第２のコンベアの上流側端部のところで前記１つのシャフトに接続される駆動手段と、
   ｅ．前記２つの支持プレートによって支持されて前記２つの支持プレートの間を延在するデッキであって、前記コンベアベルトが、前記第２のコンベアの上側表面上で、前記デッキにより摺動可能に支持される、デッキと、
   ｆ．前記第２のコンベア上の固定位置において前記コンベアベルトに張力をかけて維持するための、前記デッキの下側に対して添着される複数の回転ガイド手段と
   を備える、請求項８に記載の封筒フィーダ。
10. 前記第１および第２のコンベアを摺動可能に支持するための手段を有するベースをさらに備え、前記第１および第２のコンベアが単一のシャシーの形態となるように構成される、請求項９に記載の封筒フィーダ。
11. 前記コンベアの上での移動中に前記封筒を前記コンベアに沿うように案内するための、前記フィーダの上流方向および下流方向に延在する２つの調整可能なガイドレールをさらに備える、請求項１０に記載の封筒フィーダ。
12. 前記第１のコンベアの上の移動中に前記ピックアップ組立体内に封筒のピックアップスタックを形成するように適合され、前記ピックアップ組立体のところに配置されて前記制御手段に電気接続されるセンサをさらに有し、前記センサが、所定のレベルまでの前記ピックアップスタックの減少を記録して前記減少事象を前記制御手段に連絡するように構成され、前記制御手段が、前記減少事象の連絡に応答して、前記ピックアップスタックを定期的に補充することを目的として予め選択された時間分で前記コンベアを前進させるように構成される、請求項１に記載の封筒フィーダ。
13. 内蔵式の移動可能なユニットを含む、請求項１２に記載の封筒フィーダ。
14. 媒体のための手動投入スロットと、前記スロットの中に配置される媒体をピックアップするためのピックアップ組立体と、前記スロット内に配置される用紙切れセンサとを有するプリンタに関連付けられる、前記投入スロットの中に印刷のための封筒を供給するための封筒フィーダであって、
    ａ．前記手動投入スロットに隣接して配置される加速コンベア、前記加速コンベアの上流側端部のところで前記加速コンベアに隣接して一列に並ぶ供給コンベア、および、前記２つのコンベアの外側部分上で水平のフィーダ組立体の長さ方向に沿って延在する一対の平行なガイドプレート、を有する水平のフィーダ組立体と、
    ｂ．前記プリンタの近位側にある、前記水平のフィーダ組立体を支持するための手段と、
    ｃ．前記コンベアを駆動するための、それぞれの前記コンベアに添着される駆動手段と、
    ｄ．前記駆動手段を用いて前記コンベアを前進させるための、前記手動投入スロット内の少なくとも１つのセンサに応答する制御手段であって、前記制御手段が、前記フィーダコンベアより実質的に高い速度で前記加速コンベアを前進させ、その結果、前記加速コンベア上を移動する封筒が、下方に傾斜する屋根板状の封筒のグループを形成するようになり、各封筒が前記手動投入スロットに到達するときに実質的に平坦な向きを有する、制御手段と
    を備える、封筒フィーダ。
15. 前記加速コンベアが前記供給コンベアの速度の約７倍で移動する、請求項１４に記載の封筒フィーダ。
16. その上で実質的に垂直な向きで前記封筒を支持するための、前記供給コンベアによって支持されるバックストップをさらに備える、請求項１５に記載の封筒フィーダ。
17. 内蔵式の移動可能なユニットを備える、請求項１６に記載の封筒フィーダ。
18. 前記センサが前記ピックアップ組立体のところに配置され、前記制御手段に電気接続される、請求項１４に記載の封筒フィーダ。
19. 前記コンベアが、それらの間に、移行ゾーンを有する隙間を画定し、前記封筒が、前記移行ゾーンにおいて、前記第２のコンベアの上での固定された向きから、前記第１のコンベアの上での連続的に回転する向きへと移行する、請求項１８に記載の封筒フィーダ。
20. プリンタ上の投入スロットの中に封筒を供給するための二段階封筒フィーダであって、
    ａ．第１の段階のコンベア組立体と、
    ｂ．第２の段階のコンベア組立体であって、前記第２の段階のコンベアが前記第１の段階のコンベアから封筒を受け取るように配置される、第２の段階のコンベア組立体と
    を備え、
    ｃ．前記第１の段階のコンベアが少なくとも５０度の等しい後方の鉛直角で封筒を移動させ、前記角度で前記封筒を支持するための手段を有し、
    さらに、
    ｄ．前記コンベア上で自動制御で封筒を前進させるための、前記第１および第２の段階のコンベアに連結される手段
    を備え、
    ｅ．前記制御手段が前記第１の段階のコンベアより実質的に高い速度で前記第２の段階のコンベアを移動させるように適合され、その結果、前記第１の段階のコンベアから受け取られる封筒が、傾斜する下向きの曲線を有する屋根板状の積み重ねを形成するようになり、各前記封筒が実質的に水平の向きで前記投入スロットに到着し、各封筒が前記投入スロット内の前に受け取られた封筒の上に垂直方向に積み重ねられ、それにより、その中に封筒の積み重ねのカラムを形成し、
    さらに、
    ｆ．前記垂直方向の封筒の積み重ねの残りの高さを監視して、前記垂直方向の封筒の積み重ねが所定の残りレベルにまで減少するときに前記制御手段に信号を送信するための、前記投入スロットの近位側に配置されて前記制御手段に電気接続される光学センサ
    を備える、二段階封筒フィーダ。
21. 前記第２のコンベアが、
    ａ．前記第２の段階のコンベア組立体の端部のところに配置される２つの平行なシャフトと、
    ｂ．前記２つのシャフトをそれらの端部のところで回転可能に支持するための２つの平行な支持プレートと、
    ｃ．前記２つのシャフトをつなぐ４つのエンドレスコンベアベルトと、
    ｄ．前記１つのシャフトを駆動するための、前記第２の段階のコンベア組立体の上流側端部のところで前記１つのシャフトに接続される駆動手段と、
    ｅ．前記２つの支持プレートによって支持されて前記２つの支持プレートの間を延在するデッキであって、前記コンベアベルトが、前記第２の段階のコンベア組立体の上側表面上で、前記デッキにより摺動可能に支持される、デッキと
    ｆ．前記第２の段階のコンベア組立体上の固定位置において前記コンベアベルトに張力をかけて維持するための、前記デッキの下側に対して添着される複数の回転ガイド手段と
    を備える、請求項２０に記載の封筒フィーダ。
22. プリンタの投入スロットの中に封筒を供給するための方法であって、
    ａ．第１のコンベア上に封筒を載置するステップであって、その結果、前記封筒が、所定の大きさの後方の角度で、積み重ね内で垂直方向となるように方向付けられる、ステップと、
    ｂ．前記第１のコンベアを下流方向に前進させるステップであって、その結果、前記封筒が第２のコンベアに送り出される、ステップと、
    ｃ．前記第１および第２のコンベアの間での協働的な動きで、前記第２のコンベアに送り出された前記封筒を前記第１のコンベアより高い速度で前進させるステップであって、その結果、前記封筒が、それらの上側縁部により傾斜する下向きの曲線を形成するような、下流方向に移動する屋根板状の積み重ねを形成し、このような封筒の移動により、各封筒が水平方向の向きで前記プリンタのスロットのところに到着するようになる、ステップと、
    ｄ．中にピックアップスタックを形成するように前記水平方向の向きの封筒のグループを前記プリンタのスロットの中に載置するステップと、
    ｅ．前記プリンタにより前記封筒が消費されるときに前記ピックアップスタックを補充するために、前記第１および第２のコンベアを自動で前進させるステップと
    を含む方法。
23. 前記第１および第２のコンベアを自動で前進させる前記ステップが、前記第１のコンベアの速度の５倍から１２倍の間の速度で前記第２のコンベアを前進させるステップを含む、請求項２２に記載の方法。
24. 前記水平方向の向きの封筒のグループを前記プリンタのスロットの中に載置する前記ステップが、前記第１および第２のコンベアを前進させる前に少なくとも１つの封筒を前記プリンタのスロットの中に載置するステップを含む、請求項２３に記載の方法。
25. 前記封筒が失われるときに前記ピックアップスタックを補充するために前記第１および第２のコンベアを自動で前進させる前記ステップが、０．３秒から０．７秒の間の所定の時間セグメントで前記コンベアを定期的に前進させるステップを含む、請求項２４に記載の方法。
26. 前記ピックアップスタック内の最も上側の封筒に係合されるピックアップローラの移動距離を測定する光学センサを用いて前記封筒ピックアップスタックを監視し、前記ピックアップローラの移動距離が指定の量を超えるときに前記自動前進・補充ステップを開始するように制御手段に対して信号を送信する、ステップをさらに含む、請求項２５に記載の方法。
27. 積み重ねられた封筒と共に前記第１のコンベアを下流方向に前進させる前記ステップ、および、前記プリンタのスロット内に封筒の積み重ねを形成するために前記第２のコンベアに送り出された封筒を前進させる前記ステップが、電気制御システム上のスイッチを操作する人間の操作者によって制御される、請求項２６に記載の方法。
28. 前記封筒が失われるときに前記ピックアップスタックを補充するために前記第１および第２のコンベアを自動で前進させる前記ステップが、所定の時間セグメントで前記コンベアを定期的に前進させるステップを含む、請求項２２に記載の方法。
29. 前記封筒ピックアップスタックを補充するために前記第１および第２のコンベアを自動で前進させる前記ステップが、前記ピックアップスタック内の最も上側の封筒に係合されるピックアップローラの移動距離を測定する光学センサを用いて前記封筒ピックアップスタックを監視し、前記自動前進ステップを開始するように制御手段に信号を送信する、ステップをさらに含む、請求項２８に記載の方法。

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