JPH0321463B2 - - Google Patents

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JPH0321463B2
JPH0321463B2 JP55076548A JP7654880A JPH0321463B2 JP H0321463 B2 JPH0321463 B2 JP H0321463B2 JP 55076548 A JP55076548 A JP 55076548A JP 7654880 A JP7654880 A JP 7654880A JP H0321463 B2 JPH0321463 B2 JP H0321463B2
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belt
roller
rollers
contact angle
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Mitsutsueru Uiruherumu
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GEE AA OO G FUYUURU AUTOMATSUIOON UNTO ORUGANIZATSUIOON MBH
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GEE AA OO G FUYUURU AUTOMATSUIOON UNTO ORUGANIZATSUIOON MBH
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Publication of JPH0321463B2 publication Critical patent/JPH0321463B2/ja
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    • B65H2404/261Arrangement of belts, or belt(s) / roller(s) facing each other for forming a transport nip
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
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    • B65H2701/10Handled articles or webs
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Delivering By Means Of Belts And Rollers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は紙幣等のシート材料を搬送する装置、
特に径の異なる複数の案内ローラーの周囲を移送
され、搬送路に隣接した位置において互いに平行
に走る一対のエンドレスコンベヤーベルト系を備
え、各シート材料を両ベルト系のベルトの間に摩
擦によつて保持して取入口から排出口に任意の搬
送路に沿つて送るようにしたシート材料搬送装置
に関するものである。
上記のような搬送装置は例えば紙幣の自動処理
に使用されている。この装置は紙幣の堆積から紙
幣を1枚ずつ次々と取り出して、検査部を通過さ
せた後、検査の結果にしたがつて所定の目的地に
搬送する。このような搬送装置は用途によつては
高度な要求に合致しなければならない。例えば、
大きさ、質、状態の異なる紙幣をその状態を損う
ことなく適当に搬送することができなくてはなら
ない。このためには速度が高度に一定で、ゆがみ
が極めて小さく、また動揺や静的スリツプが小さ
くなくてはならない。すなわち装置自体の要因も
しくは外部的な要因による駆動ベルト系に対する
紙幣の遅れが小さくなくてはならない。
米国特許第2076493号にはレシート等のシート
材料を、横方向に直立したフランクを有する案内
溝内を走行する一対の平ベルト間に挾持して連行
するようにした搬送装置が開示されている。その
装置においては搬送されるシート材料の表面の相
当大きな部分がベルトで被われるため紙幣の検査
が大巾に制限される。また、その平ベルト系はベ
ルトの交換が極めて困難であるという欠点があ
る。また、ベルトの巾方向の位置を規制するため
の案内溝のフランクがあるためにシート材料がそ
のフランクにこすれて損傷するのを避けることが
できない。
またドイツ特許公告公報(DE−AS)第
2155328号にはシート材料がやはり一対の平ベル
ト間に挾持されるようになつているが、案内ロー
ラーが球状に設計されている搬送装置が開示され
ている。この案内ローラーの形状はベルトに剛性
を与え、連行力を高めるとともにベルトが案内ロ
ーラーから外れるのを防止しようとするものであ
る。しかしながら球状のローラーは製造コストが
高く、また平ベルトを丸めた場合の連行力は柔軟
なシート材料やしわになつたシート材料には適し
ていない。
またドイツ公開公報DE−OS2655580号には紙
幣を複数対の丸ベルトの間に挾んで搬送するよう
にした搬送装置が記載されている。そのベルトの
対は波形の表面を有し、僅かに噛み合わされ紙幣
に押圧される。そのベルトの波形はシート材料が
ある程度の剛性を備えている場合には連行力を増
すのに効果がある。丸ベルトを使用するとベルト
によつて隠される面積が小さくなるため、殆ど邪
魔されずに紙幣の両面を検査することができると
いう利点がある。さらに丸ベルトは極めて容易に
交換ができる。しかしながら、例えば破れた紙幣
等の腰の弱いシート材料を搬送する場合には挾持
力が適当でないのはこの装置の決定的な欠点であ
る。すなわち搬送されるシート材料が固定部分に
接触したときに、紙幣がそこに停つてしまつた
り、あるいはスリツプが大きくなつたり、ゆがみ
が発生したりすることになる。
いくつかのベルトがローラー表面に設けられた
凹部内で走行されるため、他のベルトとの間に走
行半径の差が生じ、新たな問題となる。紙幣が案
内ローラーを通過する際には、紙幣の速度は、そ
の紙幣をローラーに押圧する各搬送ベルトの内面
の繊維の速度に等しくなり、したがつて真直ぐな
部分に比べて接触部分では速度が落ちることが分
かつた。その接触部分を過ぎると、紙幣の速度は
搬送ベルトの自由走行路の速と同じになる。その
ため各紙幣は互いに接近せしめられたり、離され
たりすることになる。また、真直ぐな部分におい
ては紙幣の搬送に両対のベルトが係わるから、ベ
ルトの走行速度が異なると紙幣の走行速度が規制
できなくなる。局所的に走行速度が異なると、連
行力が不適当であるのと相俟つて紙幣の搬送中に
スリツプが生じる。この制御不能なスリツプは大
きな問題となる。というのは、搬送装置の一端側
に配される積み重ね装置は紙幣の最初のタイミン
グに同期しているため、スリツプによつて紙幣の
タイミングが狂うと紙幣の堆積から紙幣を取り出
す操作が中断したり、あるいは完全に停止してし
まう恐れがある。さらに、紙幣の端が他の紙幣に
重なつてしまい検査や切換えができなくなつてし
まうこともある。
たるみ乃至スリツプを防止するために、互いに
接近して配された案内ローラーの間のジグザグな
走行路に沿つて走行せしめられる一対のエンドレ
スベルトの間にシート材料を挾持して搬送するこ
とも提案されている。この場合にはローラーとの
接触点において大きな挾持力が得られる。しかし
ながら、この方法にもジグザグ走行路を形成する
ために比較的多数の案内ローラーが必要になると
いう問題がある。また搬送路の大部分の両側が隠
されるため紙幣の検査手段の配置が困難になると
いう欠点がある。
上記のようなことから、薄いシート材料例えば
紙幣の搬送装置は本質的に2つの条件を満足しな
ければならない。その1つは紙幣の大規模な検査
が可能となるように紙幣の大部分に自由に接近で
きるということである。そのためには案内および
取扱が容易な巾の狭いコンベヤーベルトを使用す
る必要がある。また、紙幣は可能な限り大きな連
行力で搬送しなければならないが、そうすれば接
触領域が必要となるのは明らかである。しかしな
がらこれらの条件を一貫して満足させようとすれ
ば次のような問題が生ずる。
ベルトが案内ローラーの周囲を走行するときに
そのベルトの内側の繊維、すなわち、ローラーに
接触する繊維は、そのベルトの中心軸に位置する
繊維に比べて遅くなる。したがつて搬送される材
料もベルト全体の速度に対して減速され、ベルト
に遅れることになる。この理論的な遅れはベルト
の半径と案内ローラーの半径の比に依存するもの
であり、計算することができる。径の異なる複数
のローラーが並んでいるときには(紙幣のタイミ
ング決定するために径の大きな分離ローラーが必
要であり、紙幣の検査用に大きな空間を空けるた
めに径の小さな搬送ローラーが必要である。)各
ローラーを通過するときの紙幣の遅れはそのロー
ラーの径によつて異なる。また紙幣は圧縮された
り、伸長されたりし、そのために裂けたり、折れ
たりする可能性がある。また隣り合う案内ローラ
ー間の距離が比較的大きい場合には紙幣の前端が
下流側のローラーの接触域に到達する前にその後
端が上流側のローラーを離れることがあり、この
結果、速度の異なつた内側ベルトと外側ベルトと
の間に紙幣がはさまれることもあり、したがつて
制御不能なスリツプを生ずるため接触域の存在に
よつて得られるメリツトが失われることになる。
また、内側の繊維の中央の繊維に対する理論的
な遅れが等しくなるように同じ径のローラーを使
用しても、案内ローラーにおける実際の減速値が
後述する理論上の値と一致しないため上記の問題
の解決にはならない。
本発明は上記のようなシート材料搬送装置にお
いて、シート材料を高連行力で搬送することがで
き、かつスリツプのない、すなわち紙幣の最初の
タイミングを最後まで維持することのできるよう
にした搬送装置を提供することを目的とするもの
である。
本発明のこの目的は、搬送路内の全ての案内ロ
ーラーに対する搬送ベルトの接触角を、その全て
の案内ローラーにおいてシート材料が同じ速度で
送られるように、各案内ローラーの関数として選
択することによつて達成することができる。
ベルトの内側繊維、すなわちシート材料の速度
を決定する、ローラーの面に直接接触する繊維の
減速乃至遅れは、理論上の予想に反して、ローラ
ーへのベルトの接触角にも依存することが分つ
た。したがつてその接触角を選択することによつ
て、所定の径のローラーにおいて理論的に予想さ
れる遅れを、全てのローラーにおいて同じ値にな
るように補正することができる。
各接触角における遅れに関する限りは、ローラ
ーの径が一定であれば、搬送される材料のベルト
の中央の繊維に対する実際の遅れは、接触角αが
0゜のときに零であり、すなわち遅れが全くなく、
接触角αが大きくなるにつれて大きくなつて行
き、遂には飽和する。その飽和時の遅れの大きさ
は案内ローラーの径にほぼ反比例する。各案内ロ
ーラーにおける接触角αを決定するためには、ま
ず最大径のローラの飽和時の接触角、すなわちそ
の角度において遅れが飽和し、その角度以上で
は、遅れが一定になる角度、を決定するのが有利
である。次に径の小さいローラーの接触角をその
ローラーにおける遅れがその最大径のローラーの
飽和時の遅れに等しくなるように選択する。この
方法は最大径のローラーに対する接触角を飽和時
の接触角より大きい角度で任意に選択してもその
ローラーにおける遅れが変化しないので有利であ
る。これによつて搬送路を大きな可変性をもつて
設計することができる。
本発明の望ましい実施例においては、弾性のあ
る丸型コンベヤーベルトが使用される。また案内
ローラーにはその案内ローラーと搬送されるシー
ト材料の間を走行するベルトを完全に収容する溝
が設けられる。この溝内を走るベルトはシート材
料の搬送速度には何の効果ももたらさず、各案内
ローラー間でシート材料を支持するだけである。
また各案内ローラー間でシート材料を平らなバツ
フルで支えるようにすることもできる。例えばガ
ラスのバツフルを使用することによつて紙幣の光
学的な検査をその巾全体に亘つて行なうことがで
きるようになる。外側を走行するベルト、すなわ
ちシート材料を案内ローラーに押圧するベルトの
みがシート材料の速度を決定する。
また案内ローラー間の間隔は搬送されるシート
材料の少なくとも一部が常に接触域内にあるよう
にするのが望ましい。これによつて接触点におい
て大きな連行力が働くのが抑制される。
隣り合うローラー間においてはシート材料に作
用する連行力はベルトの速度の違いがシート材料
の搬送に重大な影響を及ぼさないように接触域に
おける連行力の数分の1にされる。
本発明の更に他の実施例においては、ベルトは
全ての案内ローラーに対して同方向に走行せしめ
られる。これによつて、全ての案内ローラーがベ
ルト系の同一の側に位置されるため、紙幣の検査
装置を取り付けるための充分な空間が得られる。
以下図面を参照して本発明の実施例を詳細に説
明する。
第1〜3図は接触域を概略的に示すものであ
る。2本の外側コンベヤーベルト10,12が紙
幣14の案内ローラー16の表面に押圧する。そ
の案内ローラー16の表面に、3本の内側コンベ
ヤーベルト20,22,24を完全に収容する溝
18が設けられている。外側コンベヤーベルト1
0,12が紙幣14に接触して押圧するため紙幣
14とローラー16間の摩擦および紙幣14とロ
ーラー16間の摩擦が大きくなる。その外側コン
ベヤーベルト10,12が紙幣14の速度を決定
し、前記溝18内に収容された内側コンベヤーベ
ルト20,22,24は紙幣14を支えるだけで
ある。紙幣14にここで作用する連行力は接触の
角度、ベルトの張り、ベルトの数、ローラーの
径、ベルトと紙幣の間の摩擦係数および紙幣とロ
ーラーの間の摩擦係数によつて決定される。第3
図の場合のように、接触するコンベヤーベルト
(外側コンベヤーベルト)が2本の場合には、紙
幣の質にもよるが連行力は例えば80〜100g重に
なる。これらの値は接触角α=2.5゜、ベルトの張
力700g重、ベルトの径3mm、ローラーの径40mm、
溝の深さ3mmとして測定した値である。これに対
して所謂波形面を有する厚紙の案内、すなわち互
いに噛合するベルトによつて紙幣を挾持する案内
の場合の連行力はせいぜい数g重である。
接触域内における紙幣の速度について第4a,
4b図を参照して以下に詳細に説明する。第4
a,4b図には紙幣の速度を決定する搬送ベル
ト、すなわちローラーの表面に接触する外側コン
ベヤーベルトのみが示されている。ベルト10は
通常のベルト速度VRNでローラー16の周囲を走
行してそのローラー16を理論的に内側の繊維の
速度VRIで駆動する。この速度はベルト10とロ
ーラー16の表面の間の紙幣14の速度VBNでも
ある。
したがつて理論的には VRI=ri/ro・VRN=VBN という等式が成立する。
VRIは内側繊維の半径/中央繊維の半径の比で
常にVRNより小さい。例えばベルトの径が3mmで
ローラーの径が40mmならばVRIとVRNの差は7%
になる。またローラーの径が80mmならばその差は
3.6%になる。また接触域外では VRI=VRN なる等式が成立する。ベルトの中央の繊維に対し
て紙幣の速度が遅くなるために、その接触域にお
いて紙幣が相対的にΔSだけ後退せしめられるこ
とになる。第4a図は紙幣14がローラー16に
達する直前の状態を示しており、第4b図は紙幣
14の一部がローラー16を通り過ぎた状態を示
している。前記ΔSは、紙幣14がローラー16
に達する前に紙幣14の先端と一致していたベル
ト上のマークPと紙幣14の先端との間の、紙幣
14の先端が接触域を通過した後の距離であり、
この距離ΔSが所定の走行距離に基づくものであ
るならば、遅れ率Z(%)は次の式で表わされる。
Z(%)=ΔS/S・100=〔1−ri/ro〕・100 この関係は第5図のグラフに示されている。第5
図の横軸にはローラーの径(mm)をとつてあり、
縦軸には遅れ率Z(%)がとつてある。またベル
トの径は3mmとした。遅れ率Zは理論的にはロー
ラーの半径/ベルトの半径の比にのみ依存するの
は、すなわち本例の場合にローラーの径にのみ依
存するのは明らかである。
しかしながら、実際の遅れ率はローラーに対す
るベルトの接触角度にも依存している。実験によ
れば遅れ率Zは実際には第5図におけるローラー
の径の関数として接触角αにも依存している。第
5図から明らかなように実際の値は接触角αが約
50゜を越えるとローラーの径の関数で次第に理論
値に近付いてくる。接触角αが小さく、ローラー
の径が小さいと実際の値は理論値から大巾にずれ
てしまう。これはローラーの径と接触角度に依存
する修正率によつて数学的に計算に入れることが
できる。すなわち、 Z(%)=〔1−ro/ro〕・100・X(α,d) なる等式が考えられる。
このように実際の値が理論値と異なるのはベル
トが直線部分から湾曲部分に移行するときに圧力
が不均一な領域があるせいかも知れない。第7図
に示すように、ベルトの外側部分26は伸長さ
れ、内側部分28は圧縮される。この張力の変化
は突然起きるものではなく、曲率によつて決定さ
れる所定の均一な張力に徐々に変化して行く。紙
幣はベルトに比して弾性がないため、中間的な速
度で走行する。紙幣が接触域に入ると紙幣は圧縮
される。すなわち、接触域の中央までは、紙幣を
丸めようとする力が働く。さらに、紙幣が接触域
から出て来ると前方に引張られて、伸ばされる。
ほんの一部の張力のみが紙幣の僅かな弾性によつ
て吸収される。そのため実際の減速値が理論値に
完全に一致することはない。
なお、所望の搬送に適したローラーの径をパラ
メーターとして使用して、遅れ率Zを接触角αの
関数として直接プロツトするとより便利である。
ローラーの径dを80mmおよび40mmとしたときの遅
れ率Zと接触角αの関係が第6図に示されてい
る。第6図の曲線は第5図から得ることができる
が、以下に説明するような実験によつて直接決定
することもできる。各案内ローラー16の接触角
は次のようにして選択される。まず最初に使用さ
れている最大のローラー、本例では径が80mmのロ
ーラーにおける遅れ率が選択される。第6図から
明らかなように80mmのローラーにおける遅れ率は
接触角α=0のときに零であり、αが大きくなる
につれて増加し、αが約30゜のときに飽和する。
その飽和した遅れ率は約3.5%である。小径のロ
ーラーすなわち40mmのローラーにおける遅れ率が
同じ値であるようにするには40mmのローラーに対
する曲線上で遅れ率が3.5%になる点を探せばよ
く、その点はα=14゜である。
したがつて、径が80mmのローラーはそのローラ
ーへの接触角を30゜以上の任意とすることができ
る場合に使用される。また40mmのローラーへの接
触角は14゜にする。全ての場合において結果は一
定かつ確実になる。すなわち紙幣の外側ベルトの
中央の繊維からの遅れ率Zは常に3.5%になる。
また紙幣は搬送装置全体に亘つて一定速度で搬送
される。したがつて紙幣が圧縮されることも引張
られることもなく、また搬送装置の一端に配され
る、堆積から紙幣を1枚ずつ取り出す装置も所望
のタイミングに合わせ正確に動作させることがで
きる。
第8図は紙幣の種分け装置における搬送装置の
搬送路を示すものである。供給手段30によつて
1枚ずつ分離されて送り込まれる紙幣は一連の駆
動案内ローラー32,34を通つて送られ、検査
部36を経由として堆積装置38に達する。ロー
ラー32は80mmの径を有し、飽和接触角度以上に
おいてならばどのように接触角度を変えても差し
支えない。小径のローラー34における接触角は
大径のローラー32における飽和接触角に依存す
るが、その小径のローラー34における接触角は
前述のようにして決定された値に維持される。こ
のような限界的な条件において、新規な弧状の搬
送路が形成され、紙幣はその搬送路全体に亘つて
一定速度で送られる。
第9図に示すように、一方のベルトが常に外側
を走行し、他方のベルトが常に内側を走行するよ
うになつている場合は外側のベルトは計算された
3.5%の遅れ率にもかかわらず、3.5%速い速度で
駆動され、内側ベルトは3.5%遅い速度で駆動さ
れる。例えば紙幣の理論上の速度が1000である
と、外側ベルト10,12の速度は1035、内側ベ
ルト20,22,24の速度は965とする。これ
によつて、紙幣は全ての接触点において一定速度
1000で搬送される。
前述のように、内側ベルト20,22,24は
搬送される材料を支持するだけであるから第10
図に示すように内側ベルト20,22,24を使
用する替りに各案内ローラー間に平たい案内プレ
ート40を配してもよい。その案内プレート40
は例えばガラスで形成し、紙幣の巾全体に亘つて
光学的な検査ができるようにするのが望ましい。
前記遅れ率は、テスト装置において異なる径の
ローラーを使用することによつて実験的に決定す
ることができる。案内ローラーの周囲のベルトの
位置をその案内ローラーの両側(供給側と排出
側)乃至片側で調節することによつてそのベルト
の接触角αをα=0からα=90゜の範囲で選択す
ることができる。次にシート材料を供給側からそ
のベルトに挿入するとともに外側ベルトのそのシ
ート材料の先端に対応する位置に印をつける(第
4a,4b図も参照)。そして、シート材料が接
触域全体を含む距離Sだけ走行したときに、前記
印とシート材料の先端のずれ、すなわち「遅れ」
ΔSを測定する。接触域を通過する間の、外側ベ
ルトの内側の繊維乃至シート材料の外側ベルトの
中央の繊維に対する「遅れ率」は前述の等式 Z(%)=ΔS/S・100 から計算することができる。
シート材料の走行速度は余り重要でなく、した
がつて例えばハンドクランクで装置を駆動させる
ようにしてもよい。
次に所定の径のローラーに対して所望の遅れが
得られるまで接触角αを変えて行く。次に、その
ローラーをこの接触角αが満足されるように搬送
装置に組み込まなければならない。
以上詳細に説明したように本発明によつて従来
のようにシート材料を加工・処理するための部材
は特定の場所に固定される必要がなくなり、自由
に配置できるようになる。
【図面の簡単な説明】
第1図は紙幣が接触域を通過しているときの案
内ローラーの平面図、第2図はその正面図、第3
図はその斜視図、第4a,4b図は紙幣の「遅
れ」を説明するための図、第5図はローラーの径
d(mm)と遅れZ(%)の関係を理論的および実際
の値の両方について示すグラフ、第6図はローラ
ーの径がd=40mmの場合とd=80mmの場合につい
て、接触角α(゜)と遅れZ(%)の関係を示すグ
ラフ、第7図はローラーの接触域における圧縮と
伸長を説明するための図、第8図は本発明の一実
施例の搬送装置の概略図、第9図は第8図の一部
の拡大図、第10図は本発明の他の実施例を示す
図である。 10,12……外側ベルト、14……紙幣、1
6……案内ローラー、18……溝、20,22,
24……内側ベルト。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 異なつた直径を有する複数の案内ローラー上
    で案内される少なくとも1本のエンドレスベルト
    が設けられており、分離されたシート材料が摩擦
    によつて保持されて取入口から排出口に至る屈曲
    した搬送路に沿つて搬送されるようになつてお
    り、隣接する前記案内ローラー間の距離が前記シ
    ート材料が常に少なくとも1本の前記エンドレス
    ベルトのループ内に位置するように選択されてい
    るシート材料搬送装置において、 前記エンドレスベルトと前記搬送路の全ての案
    内ローラーの各々との間の接触角αが前記ローラ
    ーの各々において前記シート材料が同量の遅れを
    得るように前記ローラーの直径dに応じて選択さ
    れており、前記ローラー各々の接触角αが、所定
    の搬送距離に対する百分率で表わされる前記シー
    ト材料の駆動される前記エンドレスベルトの中心
    軸に対する相対的な遅れ率Z%が以下の式 Z(%)=〔1−ri/ro〕・100X(α,d) (但しriは前記ローラーの中心から前記シート
    材料に当接する前記エンドレスベルトの表面まで
    の半径方向の距離、roは前記ローラーの中心から
    前記エンドレスベルトの中心軸までの半径方向の
    距離、Xは前記シート材料の実際の遅れと理論上
    の遅れとの間の偏差を前記接触角αと前記ローラ
    ーの直径dとの関数として表わす実験的に決定さ
    れた量である)を満足するように選択されている
    ことを特徴とする装置。 2 前記ローラーのうち直径が最大のものにおい
    て生ずる前記シート材料の遅れと同量の遅れが得
    られるように前記ローラーのうちの直径がより小
    さいものの接触角が設定されていることを特徴と
    する特許請求の範囲第1項記載の装置。 3 前記エンドレスベルトが前記シート材料を間
    にはさんで搬送する1対の平行なベルト手段を有
    していることを特徴とする特許請求の範囲第1項
    記載の装置。 4 前記搬送路中の前記屈曲部が全て同一方向に
    曲がるように前記ローラーが配されていることを
    特徴とする特許請求の範囲第1項記載の装置。 5 前記シート材料が前記装置全体にわたつて所
    定の搬送速度を有しており、前記平行なベルト手
    段の一方が外側ベルト手段からなり、他方が内側
    ベルト手段からなり、該外側ベルト手段の速度が
    前記遅れの量に関連した因子によつて増加され、
    該内側ベルト手段の速度が前記遅れの量に関連し
    た量によつて減少されるようになつていることを
    特徴とする特許請求の範囲第3項記載の装置。 6 前記ローラー間に配され、前記エンドレスベ
    ルトと共働して前記搬送路に沿つて前記シート材
    料をガイドするガイド板が設けられていることを
    特徴とする特許請求の範囲第1項記載の装置。 7 前記ガイド板が光学的に透明な材料で形成さ
    れていることを特徴とする特許請求の範囲第6項
    記載の装置。
JP7654880A 1979-06-07 1980-06-06 Sheet material conveying apparatus Granted JPS567854A (en)

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GB2053860B (en) 1983-04-27
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