JPH0355572Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 技術分野 本考案はロータリカツタマシンのように複数の
給紙コイルを備えた機械における給紙のための制
御装置に関する。

従来技術 例えば第４図に示すように複数（ここでは３個
の場合を示している）の給紙コイル１ａ，１ｂ，
１ｃを有し、各給紙コイルから供給された紙２
ａ，２ｂ，２ｃを重ねてカツタ３により所定長さ
に裁断する機械がある。このように複数の給紙部
（給紙コイル）を含み、それぞれの給紙部から等
しく紙を供給する機械においては、各給紙の供給
長さはそれぞれの給紙に生じる張力に依存するの
でこれらの張力を等しく制御しなければならず、
しかも全体をカツタ３により所定長さに裁断する
ためには各張力を一定値に維持するように制御し
なければならない。このために各給紙部にブレー
キ装置を配備し、それぞれの給紙コイルの回転を
個々に制動制御してそれぞれの給紙に所定の張力
が作用するようにしている。

このようなブレーキ装置の制御を実現する方法
として、従来は次に述べる幾つかの方法が提供さ
れ、実施されてきた。

ａ 手動による制御方法 第４図に示すように、各給紙コイル１ａ，１
ｂ，１ｃのためのブレーキ装置４ａ，４ｂ，４ｃ
をそれぞれ手動操作装置５ａ，５ｂ，５ｃで制動
制御するようにし、各給紙２ａ，２ｂ，２ｃに触
つたりたたいたりして感覚的に個々に張力を推測
し、調整が必要と思われる給紙コイルに対しては
その手動操作装置を操作してそのブレーキ装置の
制動トルクを調節し、これにより張力を適正と思
われる状態に維持する方法である。

この方法は設備費が安価であるが、調整員の経
験に大きく依存するので誰もが簡単にできるわけ
でなく、張力変動幅が大きくならざるを得ない。
また、人手を必要とする点で問題点がある。

ｂ 各給紙に張力検出器を設ける方法 第５図に示すように、各給紙コイル１ａ，１
ｂ，１ｃから供給される給紙２ａ，２ｂ，２ｃに
対してそれぞれ張力検出器６ａ，６ｂ，６ｃを設
け、これらの張力検出器の検出張力に基づいてそ
れぞれの給紙に作用する張力が所定値となるよう
にそれぞれの張力コントローラ７ａ，７ｂ，７ｃ
によつてブレーキ装置４ａ，４ｂ，４ｃの制御ト
ルクを調整するという方法であり、各給紙コイル
に関してそれぞれ独自に閉ループ自動張力制御を
行う方法である。

この方法は張力精度を高める上で最も好ましい
が、張力検出器および張力コントローラを給紙コ
イルの数だけ必要とし高価になるうえ、それらの
設置空間も必要なために装置全気体が大型となる
欠点がある。

ｃ １つの張力検出器で制御する方法 各給紙に張力検出器を設ける代わりに何れか１
つの給紙に対して張力検出器および張力コントロ
ーラを備えて張力が一定になるように閉ループ自
動張力制御を行う一方、残りの給紙に関しては前
記１つの給紙と同条件にあると見做して該制御を
基にして制御する方法であり、従来より次のよう
な装置構成が提供されている。

第６図に示すように、各給紙コイル１ａ，１
ｂ，１ｃに対してそれぞれ電磁ブレーキ装置４
ａ，４ｂ，４ｃおよびその作動制御のためにバ
イアスを調整できるブースタ８ａ，８ｂ，８ｃ
を配備し、また１つの給紙１ｃに対してのみ張
力検出器６ｃを配備し、張力コントローラ７ｃ
により給紙コイル１ｃに関して張力を一定にす
るように閉ループ自動張力制御を行う。一方、
残る給紙コイル１ａ，１ｂ，に関しては例えば
個々のブレーキ装置固有の特性差を補償するた
めに個々のブースタをバイアス調整しておき、
基準とせる給紙コイル１ｃにおける制御信号に
対してバイアス調整した制御信号をそれぞれの
ブレーキ装置に与え、制御トルクを基準とせる
給紙コイルのブレーキ装置と同様に制御する方
法である。

この改良方法として、バイアスとともにゲイ
ンも調整できるブースタを使用し、給紙コイル
径の変化に対しての張力変動をより小さくする
ようにした構成も知られている（実公昭58−
17012号公報参照）。

の方法を更に発展させた方法（実開昭56−
170153号公報参照）であり、第７図に示すよう
に各給紙コイル１ａ，１ｂ，１ｃに対して更に
それぞれの回転数（回転速度）を知るためのパ
ルス発信器９ａ，９ｂ，９ｃを配備する一方、
ブースタ１０ａ，１０ｂ，１０ｃにはそれぞれ
発信パルスを入力して回転数を検出し、各ブー
スタにてその対応する給紙コイルと基準とせる
給紙コイル１ｃとの回転数の比を演算し、これ
によりの張力制御機能に加えて更に基準コイ
ルとの径差による張力変化を補正してそれぞれ
のブレーキ装置の制御トルクを制御できるよう
にした方法である。

上述したc.の方法はb.に比較して安価である
が、の方法ではコイル径に起因する張力変化が
大きいのでゲイン調節可能にしてこの改善をはか
つた場合においてもコイル径の変化によつて運転
中にブースタを再調整しなければならない欠点が
あつた。またの方法はコイル径に起因する張力
変化を補正できるのでより好ましい方法ではある
が、従来の演算がすべてアナログ方式を採用して
いたため、経比、速度比の演算精度が悪く、この
向上には限界がある。しかも各給紙コイルの径に
関する情報として単に回転数（回転速度）のみを
検出しているので、径を推測演算することは可能
であるが、実際のコイル径を正確に認識すること
はできない。その理由は、コイル径が小さいとき
には回転数が多いので充分な演算精度が得られる
が、コイル径が大きいときには回転数が多いので
充分な演算精度が得られるが、コイル径が小さい
ときには回転数が少ないので、発信器９ａ，９
ｂ，９ｃからのパルスが少なくなるので、精度が
著しく低下する。従つて給紙コイルの径に基づく
給紙装置の作動制御、例えば、或る給紙コイルの
径が予め定めた径となつた時に給紙装置を停止さ
せる等の制御が実施できない等の問題があつた。

考案の目的 本考案の目的はこのような現状に鑑み、上述し
た最後の方法を更に改良発展し、簡単な構造でか
つ充分高い精度で張力を制御でき、しかも給紙コ
イルに基づく確実な制御を実現できる給紙制御装
置に基づく確実な制御を実現できる給紙制御装置
を提供することである。

考案の構成 本考案による給紙制御装置は、複数の給紙コイ
ルにそれぞれブレーキ装置を配備し、また何れか
１つの基準とせる給紙コイルからの給紙の張力を
検出するために検出器からの検出信号に基づいて
張力コントローラが検出張力に応じた制御出力v_p
を各ブレーキ装置にそれぞれ配備されている各ブ
ースタへ出力して前記各ブレーキ装置を作動制御
するように構成されている給紙制御装置におい
て、各給紙コイルの径を各ブースタがデジタル方
式で精度良く認識するために、各給紙コイルの回
転角を設定するために各給紙コイルに対応して備
えられたゲート発信器、および該設定回転角に対
する給紙量を前記複数の給紙に共通な給送ロール
等のローラーの回転量として検出するためのパル
ス発信器を有し、前記ゲート発信器のゲート開の
回転角に対する前記パルス発信器からのパルス数
から給紙コイルの径をデジタル演算し、このコイ
ル径をもとに径比を演算するようにし、これによ
り張力制御の精度を格段に向上させるとともに、
各ブースタにおけるそれぞれの給紙コイル径を基
にした給紙装置全体としての作動制御を可能にし
たのである。

即ち、前記ブースタはそれぞれ対応する給紙コ
イルの径を演算する手段を有し、また少なくとも
基準とせる給紙コイルに対応するブースタ以外の
ブースタはそれぞれの給紙コイル径と基準とせる
給紙コイル径との径比を演算する手段を有してお
り、各ブースタがそれぞれのブレーキ装置に対し
て前記制御出力v_pを前記径比で補正した出力信号
を与えるように構成したことを特徴とする。

さらに、演算したコイル径を用いて、停止をス
ムーズにし、かつ再起動時の初期にも安定な制御
を行うような、給紙コイルの作動停止時のブレー
キ出力制御を行うものである。

実施例 第１図に本考案による給紙制御装置の基本的な
構成を示す。図示するように、各給紙コイル１ａ
〜１ｃ、これらの給紙コイルにそれぞれ備えたブ
レーキ装置４ａ〜４ｃ、基準とする１つの給紙コ
イル１ｃから供給される給紙２ｃにおける張力を
検出するための張力検出器６ｃ、そして各ブレー
キ装置の作動制御を行うための径演算増幅器を含
むブースタ１０a′〜１０c′の配備は第７図の構成
と同じである。本考案により給紙コイルの径をデ
ジタル的に演算するために、ここでは給送ロール
２０の回転に基づいてパルスを発信するようにパ
ルス発信器９′が配備されている。このパルス発
信器９′は給送ロール２０の１回転当り複数のパ
ルスを発信し、時間当りのパルス数により給紙量
（給紙長さ）に関する１つの変数として使用され
る。

この信号が各ブースタ１０a′〜１０c′に与える
ようになされている。また、第７図におけるパル
ス発信器９ａ〜９ｃに代えてゲート発信器３０ａ
〜３０ｃが配備され、この信号がそれぞれブース
タ１０a′〜１０c′に与えられるようになされてい
る。このゲート発信器は給紙コイルの或る回転角
度に関しての時間を与えるためのものであり、例
えば、設定回転角として１回転当りの時間にわた
るゲートを設定するようにされる。このようにし
て得たゲートが開いている間の給送ロール２０に
連結したパルス発信器９′からのパルス数からそ
の給紙コイルの径が演算されるのである。これを
式で示すと、給紙長ｌに対応して給送ロール２０
に連結したパルス発信器９′のパルスが１個出る
とし、ゲートが１回転の時間だけ開いている間に
パルス発信器９′からｎ個のパルスがあるとき、
コイル径Ｄを求めると、 nl＝πD (1) Ｄ＝nl／π (2) 従つて、コイル径Ｄの検出及び演算精度は紙の
走行距離nlにのみ依存し、コイル径Ｄには関係し
ない。

この構成において、給紙コイル１ｃから供給さ
れた給紙２ｃの張力検出器６ｃにより検出された
張力値は、電気信号として張力コントローラ７ｃ
に与えられる。この張力信号を入力して張力コン
トローラ７ｃは実際の張力を認識し、希望された
設定張力に対する偏差を求め、PI演算、指数演
算等の所定の補正演算を実行し、この結果として
得た制御信号v_pを各ブースタ１０a′〜１０c′へ出
力するようになつている。

基準給紙コイル１ｃに対応するブースタ１０
c′では、この制御信号v_pに応じたブレーキ装置の
ための制御出力を発生し、これを給紙コイル１ｃ
のブレーキ装置４ｃに与える。このようにして基
準とせる給紙コイル１ｃの給紙２ｃに関しては、
「張力検出器６ｃ→張力コントローラ７ｃ→ブー
スタ１０c′→ブレーキ装置４ｃ→給紙２ｃ→張力
検出器６ｃ」なる経路で表される閉ループ張力制
御が行われるのである。同時にこのブースタ１０
c′はゲート発信器３０ｃにより給紙コイル１ｃの
径に関する検出信号を入力し、この検出信号およ
びパルス発信器９′からの信号を基にして給紙コ
イル１ｃの径を演算し、この結果を他の２つのブ
ースタ１０a′および１０b′に対して送受信するよ
うになつている。

一方、他の２つの給紙コイル１ａおよび１ｂに
関するブースタ１０a′および１０b′においては、
上述のように張力コントローラ７ｃからの制御信
号v_pおよびブースタ１０c′からの給紙コイル２ｃ
の径信号を受ける。また、それぞれゲート発信器
３０ａ，３０ｂから独自の給紙コイル２ａ，２ｂ
に関する径に係わる検出信号とパルス発信器９′
からの信号とを受ける。これにより、各ブースタ
１０a′および１０b′は先ず径演算増幅器により独
自の給紙コイルの径を求め、これと給紙コイル２
ｃの径に関する信号とによつて径比を演算する。

更に、この径比に基づいて張力コントーラ７ｃ
からの制御信号v_pに対する補正演算を行い、この
ようにして得た結果に応じた制御出力をそれぞれ
のブレーキ装置４ａ，４ｂに対して与えるように
なつているのである。勿論この補正演算において
個々のブレーキ装置固有の特性差を補償すること
も同時に行われる。

これを式で示すと、ブレーキトルクτと張力Ｔ
の関係は τ＝Ｄ／２Ｔ (3) 制御信号については、 v_i＝v_p×k_iD_i／D_p＋b_i (4) ここに、 k_i：各ブレーキの固有ゲインで各々設定 b_i：各ブレーキ固有のバイアスで各々設定 v_p：前記の検出器からの信号に応じた制御出力 v_i：ｉ番目の各コイルのブレーキに対する制御
出力 D_p：基準とするコイルのコイル径で(2)式より
求める D_i：ｉ番目の各コイル径で(2)式より求める。

ここで、上述したブースタ１０a′〜１０c′の更
に詳しい構成の一例を第２図に示す。ここに示す
ように、このブースタは巻径カウンタ５０、演算
器５１、出力増幅器５２、送受信器５３、アナロ
グ／デジタルコンバータ５４、マルチプレクサ５
５を有して構成されている。巻径カウンタ５０は
パルス発信器９′およびゲート発信器３０ａ〜３
０ｃから信号を受けて前述したように給紙コイル
の径を求めるためのものである。演算器５１は前
述した径比演算を制御出力補正を実行するための
ものである。出力増幅器５２は補正演算した制御
信号をブレーキ装置作動のために必要な出力に変
換するためのものである。送受信器５３は径デー
タ等を他のブースタとの間でやりとりするための
ものであり、基準コイルでは出力で、他のコイル
では入力となる。マルチプレクサ５５およびアナ
ログ／デジタルコンバータ５４は各種のアナログ
設定や信号をデジタル信号として取り込むための
ものである。これらの信号としては、例えば前述
の制御信号v_p、ゲイン調整、バイアス調整、スト
ツプレベル信号、ストツプタイマー信号等があ
る。これらの信号の中、ゲインおよびバイアス調
整は使用されるブレーキ装置に固有のバラツキを
補正するために必要とされるものである。これは
例えば第３図に示すようにブレーキ装置の実特性
は非線形であり、このため径演算補正しただけで
は張力変動が小さくできないことから、ゲインお
よびバイアス調整によつて理想特性に近づけよう
とする意図による。

また、マルチプレクサ５５にとり込むストツプ
レベル信号およびストツプタイマーは運転停止時
における給紙コイルの慣性力による紙の弛みを防
止するのに必要とされるものである。このため、
これらの信号は各ブースタに与えられ、径に比例
した好ましい停止用出力を各ブレーキ装置に出力
するようになされるのが好ましい。これにより、
紙切れや弛み等の防止が行われる。

ここに用いるストツプレベル信号は、通常コイ
ル径に対応した自動運転時のブレーキ出力の１〜
３倍が適切であり、この値をマルチプレクサ５５
に設定値として与えて演算器５１により演算し
て、停止時には出力増幅器５２より出る信号を、
スムーズに停止してしかも確実に停止させ、かつ
次回の再起動時にも安定な制御ができるようなブ
レーキ出力を発生するようにする。このような方
法で、給紙コイルの作動停止時のブレーキ出力制
御を行う。

考案の効果 従来技術においてc.で述べた装置の改良で
あり、各給紙コイルの径をより正確に認識しか
つコイル径比に基づく制御を行うので、互いの
径の相違の大小に係わらずに張力精度を向上で
きる。

各ブースタが独立しており、単独の制御装置
として作動できるから、応答性が格段に早くな
る。

送受信機能を持たせたことから、配置および
配線の自由度が高まり、上位コンピユータによ
る管理に対して容易に対応できる。

送受信機能を有するから、集中管理が容易に
行える。

演算部にマイクロコンピユータを使用すれば
小型化や適用の柔軟性が向上できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の１つの実施例とせる給紙制御
装置の基本構成を示す概略図。第２図は第１図に
おけるブースタの一例とせる構成を示す概略図。
第３図は第１図におけるブレーキ装置の一般的な
実特性を示すグラフ。第４図から第７図までは何
れも給紙制御に適用されている従来装置の構成を
示す概略図。 １ａ，１ｂ，１ｃ……給紙コイル、２ａ，２
ｂ，２ｃ……給紙、４ａ，４ｂ，４ｃ……ブレー
キ装置、６ｃ……張力検出器、７ｃ……張力コン
トローラ、９′……パルス発信器、１０a′，１０
b′１０c′……ブースタ、２０……給送ロール、３
０ａ，３０ｂ，３０ｃ……ゲート発信器、５０…
…巻径カウンタ、５１……演算器、５２……出力
増幅器、５３……送受信器、５４……アナログ／
デジタルコンバータ、５５……マルチプレクサ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 複数の給紙コイルにそれぞれブレーキ装置を
   配備し、また何れか１つの基準とせる給紙コイ
   ルからの給紙の張力を検出するために張力検出
   器を配備し、該張力検出器からの検出信号に基
   づいて張力コントローラが検出張力に応じた制
   御出力v_pを各ブレーキ装置にそれぞれ配備され
   ている各ブースタへ出力して前記各ブレーキ装
   置を作動制御するように構成されている給紙制
   御装置において、 前記ブースタはそれぞれ対応する給紙コイル
   の径をデジタル演算する手段として各給紙コイ
   ルの回転角を設定するために各給紙コイルに対
   応して備えられたゲート発信器、および該設定
   回転角に対する給紙量を前記複数の給紙に共通
   な給送ロール等のローラーの回転量として検出
   するためのパルス発信器を有し、前記ゲート発
   信器のゲート開の回転角に対する前記パルス発
   信器からのパルス数から給紙コイルの径をデジ
   タル演算し、また少なくとも基準とせる給紙コ
   イルに対応するブースタ以外のブースタはそれ
   ぞれの給紙コイル径と基準とせる給紙コイル径
   との径比をデジタル演算する手段を有してお
   り、各ブースタがそれぞれのブレーキ装置に対
   して前記制御出力v_pを前記径比で補正した出力
   信号を与えるように構成されていることを特徴
   とする給紙制御装置。 (2) 前記各ブースタにおいて演算せる給紙コイル
   径を基に、給紙コイルの作動停止時のブレーキ
   出力制御を行うようにされていることを特徴と
   する実用新案登録請求の範囲第１項記載の給紙
   制御装置。