本发明涉及计数装置，它是为纸堆中的纸张等进行计数而设置的。尤其是，本发明涉及这样一种计数装置，它可以在计数满一预定的数值时在纸堆的两张纸之间插入一个标签或标记片。本发明还涉及一种为在纸堆中的纸插入标志的方法。

本发明的计数装置主要用于对纸张或者象纸张那样的材料诸如塑料片进行计数。但是此装置也可以对其他片状的材料进行计数，本发明在下面将针对印刷以后或印刷之前对纸张计数来进行叙述，但应予理解的是，本发明并不限于这样用途。
高速纸张计数器是已知的技术，其中使用至少具有一个传送槽的计数圆盘。(但通常是几个沿圆周间隔开的槽)，槽从圆盘的一面到圆盘相对的一面并且通过这些槽传送纸张，每次传送一张。每传送一张纸张，计数就增加一个计数。圆盘可以沿着纸堆的一侧边进行计数，也可以沿纸堆的转角处进行计数，这取决于设计的方案，这些计数器可以参见例如编号为GB-1041049及EP-0704079的专利。
还知道一些纸张计数器，它们可以在计数计到一定的数目，例如每逢计数计到100时插进一个短纸条或一个短纸状材料形状的标记。标记通常称为标记片。插进标记片的装置称为标记片插入器或标记设置器，这取决于装置的具体结构。下文中将使用术语标记设置器，以便既包括标记片插入器又包括标记设置器的两种形式。
由于计数圆盘的厚度，在圆盘区域中，已经计数过的纸堆部分与仍需计数的其余部分是被分开的。已有技术的标记设置器仅依靠在圆盘的区域中纸堆这两部分，即已被计数的部分和未计数的部分之间的间隙(但是是在圆盘之外的间隙)来在需要的时候(即所需的数字达到的时候)投入一标记片。这种标记设置器在W096/07609中有所叙述。
通常，对于啮合纸堆转角处的圆盘计数器而言，标记片都是对角线地插过转角的，实际上，是正切于计数圆盘的。这样的标记片在纸堆中是不稳定的，往往要在计数之后用手工重新定位。另外如果要消除误设的标志，使用已有技术的标记标置器大大降低了圆盘计数器的最大技术速度。此外，如果插进的纸片沿着其长度是比较软的，不能够在所需的两张纸之间顺利地滑动，纸片就可能阻塞，这样，插入的纸片就会阻断以后的计数或标志设置操作。

本发明的目的是改进已有技术的标记插入器的的形式，以便可以高速地对纸张或类似纸张的材料进行计数，与此同时，在所需标记的数目到达时，就可以可靠地设置标记。
根据本发明的第一方面，本发明提供一种计数装置，用于对纸堆中的纸张进行计数，该装置包括一可旋转的计数圆盘，此圆盘与纸堆的边部区域进行啮合；并且包括一纸张传送槽，用以在圆盘旋转时把要计数的下一张纸从圆盘的一面传送到相对的另一面；用以对从一面传送到另一面的纸张数进行计数的装置；纸张在计数时，沿着纸堆的长度，在圆盘的纸堆之间推动，以使圆盘和纸堆进行相对运动的装置，以及一标记设置装置，用以当计数装置计数到一预定纸张数目时，用以在两纸张之间插入一标记片，此标记设置装置在贴近圆盘的一面处时间上相配合地沿径向之外的方向投出一标记片。此圆盘包括一在其一面的插入标志的凹进处，用以接收投来的标记片，以在投标记片时，把它插进最后一张纸及下一张要计数的纸张之间。
根据本发明的第二方面，本发明提供一种在纸堆中插入标记片的方法，其中使用一可旋转的计数圆盘，此计数圆盘可与纸堆的边缘区域啮合，并且包括一纸张传送槽，通过此槽，当圆盘在旋转时，下一张要计数的纸张被从圆盘的一面传送到相对的一面，每当一张纸被从圆盘的一面传送到圆盘的另一面时，计数就增加1，并且在纸张被计数时，圆盘被沿着纸堆的长度被向前(上)推进，在此方法中，一标记设置装置安排成可以在计数计到一预定值时，将一标记片插入两张纸之间。在插标记片时，此标记设置装置投射出一标记片，投射的方向是贴近圆盘的一面，相对于圆盘径向之外，并且与圆盘的旋转时间相配合。标记片被投射入设置在圆盘一面上的接受标记的凹进处，用以在投射标记片时，插入最后一张纸及下一张要对之进行计数的纸张之间。
本发明的标记设计装置及方法与已有技术的装置和方法的不同之处在于，本发明的标记不再插入由圆盘提供(形成)的两张纸之间的间隙中，不是从圆盘的外面以切向方向插入，而是，标记片是以相对于圆盘径向向外的方向经过圆盘的中心区域投入。为了使标记片从这个方向在圆盘本身和下一张纸之间移动，在圆盘中设置了一凹进处，以形成一标记片可在其中移动的空间。这个空间是由圆盘形成的，而不是依靠在圆盘周缘的区域中的纸的柔性形成的。此外，本发明还可以准确地相对于圆盘的旋转配合投进标记片的时间，让标记片进入凹进处。从而大大地减少误置标记片的可能性或大大减少纸张被轧住的可能性，这样当使用本发明的标记设置装置时，与已有技术的标记设置装置相比，可以提高最大计数速度。
本发明的标记设置的凹进处是设置在圆盘的面上的，在从相对的一面通过圆盘的传送槽传送该纸之后，此圆盘面紧挨着要计数的最后面的一张纸。然后，在对第n张纸进行计数之后，但在拣起第(n+1)张纸之前，标记片立刻投入凹进处，从而正确地标记纸堆，清楚地表示出在标记片的已经计过数的那一侧有n张纸。
为了更加确切地形成标记片投入其中的空间并且为了尽可能减少投入的标记片和待计数的下一张纸之间发生摩擦的可能性，在圆盘上设置了一个盖子，此盖子部分地位于凹进处之上。这样的盖子可以沿着凹进处的前沿边缘附着于圆盘，同时考虑圆盘的旋转方向。通过使盖子的周边范围小于凹进处的周边范围，可以为投入的标记在盖子的后沿边缘形成一个出口槽以在纸张传送过槽并被计数以前使标记片处在已计数的纸张和下一张要计数的纸张之间。或者，盖子的周边范围也可以大于凹进处的周边范围，此时，盖子的后沿边缘高出圆盘的总平面，从而为投入的标记形成一个出口槽。
此外，盖子的径向范围小于凹进处的径向范围，盖子的径向外边缘从圆盘周缘向内隔开。这样就既为投入到凹进处的标记提供了一个入口槽，又可以在标记完全投送时为此标记提供一从凹进处的投送槽，从而可以在最后一张纸和下一张要计数的纸之间具有摩擦啮合(连接)。
在一较佳实施例中，标记片紧挨着圆盘的已计数纸的表面以一锐角投入圆盘的平面之中-圆盘的所述的一面。圆盘然后当标记片进入凹进处时弯曲标记片以将标记片引导进纸张之间。
圆盘有多个沿圆盘间隔开的传送槽。在此情况下，在每对传送槽之间，在圆盘的所述一面应该有一个标记设置的凹进处，这样，每当计数达到一预定值时，标记片就可以插入任何两张纸之间。
标记设置装置包括一形成标记片的纸带源，例如可以安装一纸带卷的支架，一纸带驱动机构及一在驱动机构动作后可以从纸带卷切割下一段投射长度的纸带的切割器。此驱动机构可以包括一对形成间隙的一对滚筒，纸带从此间隙中通过，以及至少为一只滚筒提供的驱动装置，此驱动装置可以使一段要投射出去的标记片长度相对于圆盘的旋转在时间上相配合地投送出去。最好，这种驱动装置是可以调节的，因此尽管计数速度不同，也可以将标记片精确地投入凹进处。这种调节可以根据计数速度自动地进行。
为了对驱动装置的运行提供一安排时间的信号，可以为圆盘设置探测器，由该探测器提供一触发信号。例如，该探测器可以包括一光学编码器盘加上用于该盘的读出器，此编码盘固定在支承计数圆盘的转轴上。或者，标记设置装置的运行可以由计数信号加以触发，在此情况下，探测器只要简单地提供一探测速度的信号就可以。
本发明的计数装置可以安排成或者沿着每一张纸侧边的长度与纸堆的边缘区域啮合，或者较好地与纸堆的转角处啮合。在一个实施例中，设置了一个支持圆盘旋转的框架以及保持计数纸堆的装置。该保持装置可以把纸堆中的需要的那一部分提供给圆盘(通常是转角区域)。保持装置或圆盘之一应该安排得可以相对于另一个作运动。而较好的安排是将圆盘安装成将纸堆保持静止而圆盘作垂直运动。计数圆盘可以安排成从纸堆底部向上计数而标记设置则在计数操作时按需要插入。这样安排的优点是标志设置时余留下来的部分(即纸张数低于每次标记设置例如100张的数目)留在已计数纸堆的顶部。
附图简述作为例举的一个例子，下面将结合附图详细叙述一个按照本发明安排和构造的计数装置，它是用于对钞票纸进行计数并在达到一预定数目时插入标记片的。在附图中：图1A，1B，1C示意性地示出了按照本发明的计数及设置标记操作中的三个步骤；图2A，2B，2C示意性地示出了通过计数盘的周缘区域的截面图，并且示出了标记片的插入，这些图分别对应于图1A，图1B和图1C；图3是计数器实施例的计数及标记设置装置等角(等比例)视图；图4是对应于图3的视图，但其中分开示出了计数装置和标记设置装置；图5是计数和标记设置装置的等角视图，其中示出了标记设置装置的前端；图6是计数和标记设置装置的一些重要部件的侧视图，为了清楚起见，取下了一些部件；图7是图3所示计数及标记设置装置的平面视图，为了清楚起见，取下了一些部件；图8是计数装置的部分剖视图；图9是用已有技术标记设置装置对纸堆进行标记设置的情况，该标记设置装置是在圆盘外部并且是在圆盘的切线方向插入标记片的；图9B示出了用图1到图8所示装置设置标记的情况。

现在先请参阅图1及图2，图中示出了计数圆盘10，此计数圆盘10可以安装在通过一中心孔11的驱动转轴上。在圆盘10的周缘形成了五个纸张传送槽12，槽12从圆盘的上表面14到圆盘的下表面13。在每一传送槽12的区域在圆盘的上表面上设有真空孔(图中未示出)，当用于对纸张计数时，空气被吸过这些真空孔，在时间上，与沿着箭头A方向旋转的圆盘相配合或有定时关系。在单计数操作时，圆盘10的上表面14与纸堆17最低纸张16的下面相啮合。然后圆盘在箭头A方向旋转。每次由通过真空孔的空气吸起一张纸，并将纸引导入传送槽12内以把纸移动到圆盘的下表面13，此时，通过监测适当定位的小孔中的空气压力的变化，计数器就增加了一个计数。图2A，2B，2C示出了此计数过程。这种用圆盘计数的方法是本技术领域的人大家都知道的，因此在此不再赘述。
图1中所示的圆盘10与传统计数圆盘的不同之处在于设置了五个标记设置凹进处20，在每一对纸张传送槽12之间设置一个凹进处。每一标记设置凹进处有一盖子21，它部分地处于各自的凹进处20上，盖子固定在圆盘上，邻近标记设置凹进处相对于旋转方向A的前沿边缘。固定于圆盘盖子的部分进入圆盘的下表面13，以便在从圆盘的下表面到盖子21的外表面有一个顺畅的过渡。
每一个盖子21的形状设计成其周边长度和径向宽度小于相应的每一标记设置凹进处的尺寸以便在标记设置凹进处的径向内边缘和它的盖子之间形成一进入槽23，在盖子的径向外边缘和圆盘的外周缘之间形成一投送槽24，以及在盖子21的后边缘及标记设置凹进处20的后边缘之间形成一出口槽25。
图1A及图2A，图1B及图2B，图1C及图2C分别示出了使用圆盘10标记设置操作的三个阶段。一纸条标记片27以与圆盘10旋转相间上配合地由一驱动机构驱动(在下面叙述)，然后从一卷标记材料上割断。在此过程开始时，标记片27的径向外端28处在邻近或贴近标记设置凹进处的径向内边缘。接着，当所需的计数完成后，标记片被驱动机构驱动以把标记片27的径向外端28相对于圆盘的周缘向前移动，以把标记片推入盖子21后面的凹进处20，如图1B及2B所示。该驱动机构继续投送标记片27如图1C及图2C所示，直到标记片的径向外端处于圆盘10的周缘之外为止。此时，圆盘转动得足够远以便让标记片离开标记设置凹进处20而从出口槽25出去。此后，下一张要被计数的纸张被传送过下一个后沿传送槽12，把标记27捕获在纸堆中的所需位置。最后，一旦标记片被几张纸所捕获，标记片就从未使用的标记设置材料上切断。
一般，计数圆盘10安排成在计数时是穿过纸堆17的转角处进行计数的，在对纸堆进行标记设置操作时，标记片27会将在转角处相遇的一纸张的两边缘之间的转角两等分，如图9B所示。这与图9A所示的已有技术在进行标记设置时不同，在已有技术中，标记片是切向地投进圆盘并且是从圆盘外面投入的。已有技术的这种标记投入后在纸堆内很不稳定，造成标记设置操作的可靠性成为问题。
现在请参阅图3到图8，图中示出了计数及标记设置单元30及31。它们组合在一起以实现针对图1及图2描述的标记设置操作。计数单元30包括一个基板32，它可旋转地支持圆盘10的转轴33，还包括一伺服电动机34，它通过一齿带驱动件35与转轴33相连。一光学编码盘36安装在转轴33上以与计数盘10一起旋转。编码盘36相对于计数圆盘10的精确角位置可以通过穿过槽37的紧固螺栓38进行调节。一对光学探测器39于编码盘36一起工作，以把有关圆盘的旋转速度及其瞬位置的信息提供给一电子控制器(图中未示出)。有一真空源提供装置(图中未示出)提供给圆盘10的计数单元30以便把真空孔与圆盘的旋转在时间上配合地连接到外面的低压源，用以在圆盘旋转时保证把纸张有效地传送过槽12。
计数单元30安装在一框架40上，此框架同时支承着标记设置单元31。此标记设置单元包括一承载件41，它用以承载内有一卷纸带43的盒子42，此纸带由滚筒44，45导引到一纸带导向件46。在滚筒44，45之间，在纸带中维持一个环路以允许较高速度的标记设置操作，维持这个环路是因为在此时纸张不需要从纸带卷拉出。
在纸带导向件46中，纸带的方位扭过90°，以便在它被导向经过一压辊间隙47之前形成水平状态，此间隙是由驱动滚筒48和压力滚筒49所形成的。压力滚筒49安装在枢转于纸带导向件46的一个臂50上并由弹簧51使之与驱动滚筒48相啮合。该驱动滚筒48安装在轴52上，此轴由一步进电动机53通过一齿带54周期性地驱动。步进电动机53当用于计数单元的电子控制器需要时，即某一计数达到时被启动，但它与圆盘10在时间上相配合，以便保证标记27进入下一个凹进处20。在压辊间隙47的前面有一个旋转的剪切器，纸带43从剪切器中经过如图5及图6所示。此剪切机由一安装在形成框架40部分的板56上的电磁线圈(图中未示出)所启动。此电磁线圈也由电子控制器驱动。
计数单元和标记设置单元30，31安装在一托架上以在计数及标记设置装置内作垂直运动。此装置包括一工作台，用以支承待计数的纸堆。此工作台具有导向件58以便让邻近纸张的转角区域的纸张的边缘由圆盘10(图9B)进行计数。支持计数及标记设置单元的托架往下降到要计数的纸堆的下面，然后再被往上升起直到圆盘的上表面14和纸堆的最下面的纸张16相啮合。圆盘然后迅速旋转，把纸张一张张地传送过计数槽12，其方式是本技术领域中的人士所熟知的，在每次传送一张纸时，计数单元就增加一个计数。在此过程中，托架渐渐上升，以使圆盘10沿支承在工作台上的纸堆上升。每当一预定的计数到达时(例如每当达到100张时)，一标记片27就可以投入纸堆的第100和第101张纸之间。其投入过程如针对图1和图2这2所述。计数继续到纸堆的顶部以使标记设置后余下来的不足预定数目的纸张留在纸堆的顶部，必要时也可以除去。
通过如图9B所示按照本发明的方法和装置设置标记，标记是插入纸堆的一收敛的V形开口之中的，这种插入方式倾向于把标记的最内端捕获住，因此标记可以比图9A所示的方法插得更牢靠。此外，通过在由计数圆盘分开这些纸的转角处之后把标志投入两纸张的转角之间，圆盘本身起到在纸张转角之间的分离器的作用，可以确保在插入之点没有模棱两可之处。此外，通过将标记如图9B所示从纸堆投入，当纸堆从机器中拉出时，与标记如图9A所示那样安排时相比标记被计数单元纸张(逐出)的危险要小得多。