Processing method and apparatus of the exception mail

この出願は、２００３年９月３日に登録した仮特許出願第６０／４９９，６１２号に関して優先権を主張したものであり、ここに参照する。

この発明は、物品処理システム及び方法、特に従来技術の関連システムと比べて、コストを低減するとともに、処理能力を向上した物品抽出システム及び方法に関する。 この明細書を通して用いる通り、物品とは、郵便物、雑誌、本、その他の類似物品である。 しかし、当業者によって想到されるような、その他の物品をこの物品の定義の中に含めるのは、この発明の範囲内である。 このような物品の振り分けにおいて、このような物品を振り分けて、順番に並べるために、デリバリーポイントパッケージング法（ＤＰＰ）を使用することが知られている。 物品を限定されたサイズのポケットに振り分ける方法である。 物品の数が、一つのポケットの保管容量を超えた場合、超過物品と例外物品の両方又は一方として処理する必要がある。 そのような超過は、物品の容積全体と個々の物品の厚さによって起こるものである。 従って、コスト、技術的負担、機械サイズ等を増大させることなく、超過を処理する必要がある。

典型的には、物品の振り分けにおいて、物品の個別化と、当該の宛先に対応する出力容器に分けるための物品の運搬と、更なる処理のために出力容器からその他の機器への物品の抽出との三つの主要な段階が有る。 このような更なる処理には、ポリ袋による包装、再振り分けと追加的な振り分けの両方又は一方などがある。 技術的には、様々な物品処理システムが提案されている。

図１は、手動とデータ処理システムとの両方又は一方による単純な物品の統合と、終端における或る種の梱包手段と、単純な振り分けアルゴリズムとを提供するポケットソーターシステムを図示している。 この構成の欠点は、膨大な数のポケットを稼動、制御することと、物品の並び替えプロセスが必要であることと、並び替えた物品の到着時間が遅いことによる時間スロットが短いこととである。 稼動時において、物品１０は、（矢印１２で表示した）外部フィーダー及びスキャナーから、選定された個別ポケット１４に到着する。 次に、物品は、収集ベルト１８の当該の区画１６に振り分けられる。 ベルト１８は、矢印１３で表示した方向へのベルト運動を円滑に行うための二つの回転手段１１の周りの無限ループである。 ベルト１８上での手動による物品の振り分け１５も提供されている。 物品１０は、ポリ袋により包装１７されて、更なる処理のために、トレイ１９に積み込まれる。

図２ａと２ｂは、平床式ソーター構成を図示しており、この構成は、荷積みポイント当たりの処理能力がより低く、単純な自動排出及び郵便物の圧縮梱包を提供し、平床式ポケットであるために自律運搬手段技術が不要である。 この平床式ソーターの欠点としては、枠構造の区画の各段に対する一つの折り返し荷積みポイントと、枠構造の区画における折り返しトラックシステムの長さが長くなることと、郵便物の混合割合と容積条件が処理能力に影響することとである。 稼動時において、物品は、各フィーダー２０，２２に導入されて、継ぎ目無く区切られた（２６）ベルト２８に運搬されて、このベルトが、物品２１を受け取って、トレイ２３に積み込む。 この構成は、約２．３メートルの幅（２５）を持ち、ベルトは、約１５０ｍｍの間隔（２７）を空けて配置されている。

また、特許文献１を例とする従来技術において、カートリッジと物品の両方又は一方の輸送法が開示されている。 図３は、カートリッジ３６と物品３８の両方又は一方を当該の区画３１に分配するための、トラック３４に沿って動くロボットアーム３２を備えた運搬システム３０を図示している。 この運搬システム３０は、ソーター３３とオートフィーダー３５とを備えている。 オートフィーダー３５は、供給部３７、振動式移動部３９、待ち行列部４０、ドッキング部４２を含む幾つかの部分を有する。 物品３８で満たされたカートリッジ３６が、ドッキング部の最上部に配置されている。 ロボットアーム３２を用いて、カートリッジ３６を区画の配列４４の中の選定された区画３１に再配置している。 ロボットアーム３２は、区画の配列３１に対して平行に延びるトラック３４に沿って動く。 必要であれば、配列４１内に配置された複数のバッファ区画４８を持つバッファ棚４６が配備され、ロボットアームは、それらに対しても動作する。

従来技術のシステムは、同じ機器又は機器の組合せによって、物品とカートリッジの両方又は一方を、その個々の保管領域から荷積み及び抽出している。 これらの機器は、各保管領域に対して、個別的に対応しなければならない。 そのような荷積み及び抽出プロセスは、費用がかかるとともに、技術的な課題を生じさせる。 このような負担及びその他の負担は、ポリ袋による包装、再供給等の物品処理に関する次のプロセスに持ち越されることとなる。

米国特許発明明細書第６，１３５，６９７号

この発明の課題は、例外物品を振り分けし、並べ替えるためのＤＰＰ用機械の使用方法を提供することである。 別の課題は、前記の方法を実施するための手段を備えたシステムを提供することである。 更に別の課題は、コスト、ＤＰＰの技術的な要件、ＤＰＰのサイズ等を増大させることなく、前記の方法を提供すること、さもなければ実現することである。

これらの課題及びその他の課題は、この発明による方法にもとづき、例外物品用ＰＯＤを標準物品用ＰＯＤに割り当てて、一回目に例外用ＰＯＤと標準用ＰＯＤを用いて、物品を完全に振り分けし、物品を抽出して、場合によってはポリ袋により包装し、次に標準用及び例外用ＰＯＤへの分配点に応じて、物品を振り分け、並べ替えて、最終的に抽出し、手動で統合することにより実現される。 また、この発明は、前述した方法を実施するためのシステムで構成される。

以下において、添付図面を参照して、この発明をより詳しく説明する。

図４は、この発明による方法のフローチャートを図示している。 提示した通り、この方法は、（１０）からスタートし、オーバーフロー又は例外用ＰＯＤを一つ以上の標準物品用ＰＯＤに割り当てるステップ１２に進む。 図５に図示した通り、標準用ＰＯＤ対例外用ＰＯＤの比率は、２対１である。 しかし、用途に応じて、１０対１などその他の比率を用いることができる。 この割り当ては、相応の制御手段及びコンピュータ手段によって、論理的に行うことができる。 ＰＯＤは、複数のポケットで構成されており、各ポケットは、少なくとも一つの物品を収容する。 これらのポケットは、論理的に少なくとも一つの宛先ポイントに割り当てられている。 従って、すべての宛先に対してオーバーフローが起こる訳ではなく、そのため幾つかの宛先向けの例外的な大きな物品の流れに対応するために、追加のポケットを空けるとの考えのもとに、振り分けを実行する前に、標準用ＰＯＤのポケットを宛先を指定して論理的に割り当てる一方、例外用ＰＯＤのポケットを論理的及び動的に同じ宛先に割り当てる。 例外用ＰＯＤは、標準用ＰＯＤの最も近くに、或いは遠く離して配置することができる。

この方法は、振り分けの実行が終了したらステップ１４に進む。 物品は、宛先に応じて、標準用ポケットに、そして場合によってはオーバーフロー用ポケットに振り分けられる。 この方法は、振り分けの実行が完了した後、物品を抽出して、更に処理するステップ１６に進む。 物品を更なる処理と配達に対して保護するために、適切なプラスチックで包装する、ポリ袋による包装を、そのような更なる処理に含めることができる。 標準物品及び例外物品の両方は、ポリ袋により包装される。 物品のポリ袋による包装は、当業者に周知の手段により行うことができる。 更なる処理の後、例外物品は、配達の順番に合わせた、二回目の振り分けが行われる（ステップ１８）。 既に順番に並べられているため、二回目の順番に合わせた振り分けを必要としない例外物品は、関連する標準用ＰＯＤの最も近くに配置された例外用ＰＯＤに振り分けられる。 標準物品を更に振り分ける必要がある場合、そのような標準物品は、例外物品であるかのように扱われる。 標準物品を振り分けている間に、標準用ＰＯＤにおける例外物品を挿入する位置に、マーカー等を挿入する。 物品を抽出した時及びコンテナ輸送（コンテナ又はトレイへの振り分け）の前に、マーキングを行うこともできる。 別の実施形態では、物品の処理を円滑に行うために、同じ宛先の物品には、共通の番号を割り当てる。 次に、様々な配達ルートに割り当てられた様々な回転ラックの間での負荷分散が必要であるか否かを決定する（ステップ２０）。 負荷分散は、異なる配達ルートが実際に物品配達の異なる負荷となる場合の判断要素とすることができる。 そのため、幾つかの回転ラックは、大きな負荷を処理するために、他の回転ラックよりも大きな保管容積が必要であり、そのような追加の容積は、その時点でより小さな負荷を受けている他の回転ラックによって作ることができる。 負荷分散が必要な場合（ステップ２２）、同じ又は他の回転ラックのキャリアーを空にすることとし（ステップ２４）、これらのキャリアーは、ちょうど抽出の間に空になり、そのためこのちょうど空になったキャリアーを荷積みゾーンに運んで行く回転ラックに割り振ることによって、追加の物品用に利用することが可能となる。 勿論、一回目の通過において、抽出ゾーンのキャリアーが、荷積みされず、従って、このキャリアーを負荷分散用に割り振ることにより利用することも可能である。 これに代わって、他のＰＯＤ又はポケットを使用することができる。

負荷分散が必要でない場合（ステップ２６）、二回目の振り分けを完了して、物品を配達ルートに応じて抽出すると、その時点で物品は、配達ルートの順番に置かれていることとなる（ステップ２８）。 抽出の間に、例外物品は、初めて抽出され、手作業用オペレ−ターの範囲内において別に取り置かれる。 そして、標準物品を抽出して、例外物品を各マーキングした位置に挿入する（ステップ３０）。 従って、例外及び標準物品は、順番に並び、手動による挿入プロセスが順番に進行する。 更に物品を抽出する必要があるか否かを決定する（ステップ３２）。 更に物品を抽出しなければならない場合、この発明による方法は、前記のステップ２８に戻る（ステップ３４）。 更に物品を抽出する必要がない場合、この発明による方法は、終了（ステップ３６）し、前記のステップ１０からスタートする。

図５は、図１に対応して、前述した方法を実施するためのＤＰＰシステムを図示している。 このシステムは、上から見た図である。 図５は、三つの回転ラック４２から成る回転ラックシステム４０を図示している。 回転ラックの数は、設計上の選択事項である。 これらの回転ラックは、閉ループ内に配置された区割りされた塔屋４４を備えている。 図示されている通り、このループは、設計上の選択により楕円形としている。 これらの塔屋は、垂直方向に対してずらして配置された多数の段で構成されている。 例として、段の数を６段とすることができる。 図５は、上からの図を示しているので、最上段だけが見えている。 しかし、これらの段は、機能と構造において、ほぼ同じである。 従って、このシステムは、同じ又は同様の部品がその他の段にも適用されているとの考えのもとに、その最上段に関して述べる。

これらの塔屋は、静止した運搬手段用フレーム４６とキャリアー移動区画４８の二つの隣接する区画を備えている。 静止した運搬手段用フレーム４６は、運搬手段が移動する運搬手段通路４９の境界を規定している。 運搬手段は、物品用の自律的なキャリアー（ＡＮＴ）とすることができ、トラック上で移動する長方形として図示している。 これらのＡＮＴは、物品を受け取る手段と、当該のポケットへの通路に誘導する手段と、物品をポケットに配達する手段とを備えている。 物品を中に収容したＡＮＴを符号５０ａにより全面を黒く塗って図示する一方、空のＡＮＴを符号５０ｂにより黒枠だけで示している。 ポケットに向かって進むトラック部分を実線５２ａで図示し、ポケットから出て行くトラック部分を破線５２ｂで図示している。 運搬手段の通路は、ＡＮＴを誘導するためのトラック又はモノレールとすることができる。 このトラックは、通路の床又は天井に置くことができる。 この通路は、キャリアー移動区画４８の方向と通路の進路に沿っての横方向に対して開いている。 このシステムは、一段当たり一つの通路を備えている。

キャリア移動区画４８は、横方向に移動可能な複数のキャリアー５０で構成されており、各キャリアは、（図示されていない）垂直方向に対してずらして配置された多数のＰＯＤとその中のポケットで構成される。 図５の平面図を見ると、最上段のキャリアーだけが図示されている。 標準物品に割り当てられたＰＯＤは、符号５６ａにより黒枠だけで表示されており、例外物品に割り当てられたＰＯＤは、符号５６ｂにより全面を黒く塗られている。 これらのキャリアーは、トラックと車輪の両方又は一方により移動することができる。 トラックは、垂直方向に対して適切に支持するために、キャリアーの上又は下に配置することができる。 それに対して、キャリアーは、トラック又は車輪によって誘導する形の、横方向の移動を円滑に行うための適切な移動手段５７を備えている。 キャリアー又は横方向の誘導に関する水平方向の支持は、それ用の適切な支持部との接合部分によって実現される。 横方向の誘導は、キャリアーと静止した運搬手段用フレームとの間の接合部分によって実現することができる。 ＡＮＴによる物品のポケットへの移動を円滑に行えるように、運搬手段とＰＯＤは、同一平面内に有り、十分な間隔を空けて配置されている。

歯の付いた二つの車輪５８が、回転ラックの閉じたループの対向する端部に配置されている。 これらの車輪は、キャリアーを移動させるのに十分な横方向の力を供給するために、キャリアー移動手段と噛み合う延長部６０を備えている。 キャリアーは、隣接するキャリアー移動手段５７を接続するブリッジ６２によって、互いに連結されている。

このシステムは、一対の荷積みポイント６４ａと６４ｂを有する。 ＡＮＴの垂直方向の持ち上げを円滑に行うために、このシステムは、適切に配置された分流用エレベーター６６を備えている。 ＡＮＴの垂直方向の下げは、適切に配置された合流用エレベーター６８によって行われる。 ＡＮＴの水平方向の移動は、適切に配置された切換器７０によって行われる。 抽出ゾーン７２は、回転ラックの一端７４に配置されており、抽出されているＰＯＤを符号７６により太い線で図示している。 抽出方向は、矢印７８で表示しており、荷積み方向は、矢印８０で表示している。

超過サイズの物品に対しては、少なくとも一つの特別なコンテナ８２が割り当てられている。 コンテナ８２は、枠構造の塔屋４２の外に置くことができる。 一回目の振り分けでは、超過サイズの物品は、この特別なコンテナに収容される。 二回目の振り分けで、超過サイズの物品は、配達順の順番で回転ラックの特別なサイズの当該のポケットに振り分けられる。 用途に応じて、例外物品をポリ袋により包装するのが望ましい場合もあり、望ましくない場合もある。

これに代わる実施形態では、一つの段全体に例外用ＰＯＤを配置して、その他の段に残る標準用ＰＯＤと幾つかの例外用ＰＯＤを分散させることができる。 同様に、回転ラック当たり、一つ以上の抽出ゾーンを配備することができる。

以上の通り、この発明を記述したが、明らかに、この発明には多くの変化形態が可能である。 そのような変化形態は、この発明の精神と範囲から逸脱したものとは看做されず、そのような当業者にとって明らかな修正のすべては、特許請求の範囲内に含まれる。

従来技術の物品処理システム

従来技術の物品処理システム

従来技術の物品処理システム

この発明による方法のフローチャート

図４の方法を実施するためのシステム全体の模式図