JP2860835B2 - 自動紙継装置におけるプリドライブ機構 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、旧巻取紙から走行紙を
巻出している間に、新巻取紙の外径を非接触で測定し、
新巻取紙の外周速度を走行紙の走行速度に同調させて新
巻取紙の先端を走行紙に接続する際に、新巻取紙の外周
速度を走行紙の走行速度に高精度で一致させることので
きる自動紙継装置におけるプリドライブ機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動紙継装置は、走行紙を印刷部へ連続
的に供給する旧巻取紙に、新巻取紙を紙継ぎをするもの
である。そして、旧巻取紙と新巻取紙の紙継ぎ当たって
は、新巻取紙の外周速度を走行紙の走行速度と一致させ
ないと急激な張力変化が起こり、走行紙あるいは新巻取
紙に断紙が生じる。そこで、従来から新巻取紙を回転さ
せるプリドライブ機構を設け、新巻取紙の外周速度が走
行紙の走行速度と一致するように、新巻取紙の回転速度
を制御している。

【０００３】従来の自動紙継装置におけるプリドライブ
機構としては、例えば、実開平１−１１５６５２号があ
る。すなわち、このプリドライブ機構は、旧巻取紙から
送り出される走行紙の走行速度を予め計測しておき、旧
巻取紙から新巻取紙への巻取紙交換時に、新巻取紙に計
測波を照射して新巻取紙の巻取径を計測し、新巻取紙の
外周速度が走行紙の走行速度と一致するように新巻取紙
の巻取径と走行紙の走行速度とから新巻取紙のモータの
回転数を演算し、この演算された回転数に基づいて新巻
取紙を駆動するモータの回転を制御している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来のプリドライブ機
構にあっては、新巻取紙に距離センサから計測波を照射
して計測する方法が取られている。この距離センサは、
計測波を巻取紙に照射して、この計測波の反射によって
巻取径を計測するものであるため、その測定距離によっ
て、誤差が区々となる。しかも、この距離センサは、旧
巻取紙の巻取径計測用と、新巻取紙の巻取径計測用とが
スパイダアームの中心部に固定されている。 このた
め、距離センサは、様々な寸法の新巻取紙外径を非接触
で測定する必要がでてくる。ところが、この距離センサ
は、測定精度が低いため、新巻取紙の外径の測定値に誤
差を生じている。そこで、走行紙の走行速度に対し、測
定誤差を含んだ新巻取紙の外径から演算設定される新巻
取紙の外周速度は、測定誤差に応じた誤差を生じてしま
い、走行紙の走行速度と新巻取紙の外周速度とに速度差
が生じていた。

【０００５】このように従来のプリドライブ機構は、高
精度で速度差を収束させて走行紙の走行速度と新巻取紙
の外周速度を一致させるという点については、全く配慮
されていなかった。このため、走行紙と新巻取紙の外周
速度の速度差が大きい状態で、走行紙と新巻取紙とを接
続したとき、走行紙あるいは新巻取紙に加わる張力の変
化が大きくなり断紙が生じることがある。

【０００６】本発明は、高精度で新巻取紙の外周速度を
走行紙の走行速度に一致させることのできる自動紙継装
置におけるプリドライブ機構を提供することを目的とし
ている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の自動紙継装置におけるプリドライブ機構に
おいては、新巻取紙の先端を走行紙に接続する自動紙継
装置において、走行紙の走行速度を検出する走行速度検
出手段と、新巻取紙の外周を検出するセンサと、センサ
の位置が新巻取紙の外周から一定の距離になるようにセ
ンサを移動するパワーシリンダと、前記パワーシリンダ
によるセンサの移動距離を測定するポテンショメータ
と、ポテンショメータによるセンサの移動距離の測定値
から新巻取紙の外径を計測し、該外径計測値から新巻取
紙の外周速を走行紙の走行速度に一致させるよう上記新
巻取紙を制御する制御手段とによって構成したものであ
る。

【０００８】そして、上記パワーシリンダによる新巻取
紙の外周からのセンサまでの距離を新巻取紙を一回転し
て、その外周方向の複数点の距離を検出し、その平均値
によって当該センサの検出精度が最高になるような位置
に設定するのが好ましい。

【０００９】

【作用】走行速度検出手段によって、スパイダアームの
一端に回転自在に取り付けられている旧巻取紙から連続
送出される走行紙の走行速度を検出しておく。そして、
スパイダアームの他端に回転自在に取り付けられている
新巻取紙に計測波を照射して、新巻取紙外周からの計測
波の反射によって新巻取紙外周からセンサまでの距離を
測定しながら、パワーシリンダによってセンサを移動
し、センサの位置が新巻取紙の外周から一定の距離にな
るようにセンサを設定する。このときのセンサの移動距
離をポテンショメータによって測定し、この測定値を制
御手段が読み取る。

【００１０】旧巻取紙から新巻取紙に接続交換する際
に、この制御手段は、ポテンショメータによるセンサの
移動距離の測定値から新巻取紙の外径を計測し、この外
径計測値から新巻取紙の外周速度を走行紙の走行速度に
一致させるよう新巻取紙の駆動用モータを駆動制御す
る。このため、高精度で新巻取紙の外周速度を走行紙の
走行紙速度に一致させることができる。

【００１１】また、パワーシリンダによって新巻取紙の
外周から一定の距離になるように移動するセンサは、新
巻取紙を一回転して外周からの距離の平均値をとって設
定する。すると、さらに高精度で新巻取紙の外周速度の
走行紙速度に一致させることができる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。

【００１３】図１〜図６には、本発明に係る自動紙継装
置におけるプリドライブ機構の一実施例が示されてい
る。

【００１４】図において、１は、自動紙継装置で、２つ
の巻取紙の一方の巻取紙の紙が無くなったときに紙供給
を停止することなく一方の巻取紙の紙に他方の巻取紙の
紙の先端を自動で接続するもので、プリドライブ機構２
を備えている。このプリドライブ機構２は、２つの巻取
紙の内、一方の巻取紙から引き出された走行紙に他方の
巻取紙の紙の先端を自動で接続する際に、一方の巻取紙
から走行紙を巻出している間に、他方の新巻取紙を回転
させるための機構である。

【００１５】３、４は、巻取紙で、３が走行紙５を連続
して送り出している旧巻取紙であり、紙４が次に走行紙
５を送り出す新巻取紙である。これら旧巻取紙３、新巻
取紙４は、スパイダアーム６の両端に回転可能に支持さ
れた支持軸７、８を介して支持されている。支持軸７、
８には、図示されていないが、それぞれ駆動用のモータ
が取り付けられている。

【００１６】９は、スタンドで、スパイダアーム６を支
点１０で回転自在に支持している。１１は、旧巻取紙３
の支持軸７の回転数を検出するためのロータリエンコー
ダ、１２は、新巻取紙４の支持軸８の回転数を検出する
ためのロータリエンコーダである。このロータリエンコ
ーダ１２からの出力に基づいて新巻取紙４の外周速度を
制御する。

【００１７】１３、１４、１５は、旧巻取紙３から送出
されてくる走行紙５を印刷部へ案内するガイドローラで
あり、適宜箇所に設けられている。１６、１７は、ニッ
プローラで、２個一対となっている。このニップローラ
１６、１７は、旧巻取紙３から印刷部へ走行紙５を送出
する。１８は、ニップローラ１６の回転数を検出するた
めのロータリエンコーダで、ニップローラ１６の支持軸
に取り付けられている。このロータリエンコーダ１８
は、ニップローラ１６の回転数を検出してニップローラ
１６、１７間を通過する走行紙５の速度を計測してい
る。このロータリエンコーダ１８によって、走行紙５の
走行速度を検出する走行速度検出手段が構成されてい
る。

【００１８】１９は、新巻取紙４の外径を計測する外径
計測装置である。この外径計測装置１９は、センサ２０
と、パワーシリンダ２１と、ポテンショメータ２２とに
よって構成されている。センサ２０は、新巻取紙４に計
測波を照射して、新巻取紙４の外周から反射してくる計
測波によって新巻取紙４の外周からの距離を検出してい
る。また、パワーシリンダ２１は、センサ２０の位置が
新巻取紙４の外周から一定の距離になるように該センサ
２０を移動するものである。ポテンショメータ２２は、
パワーシリンダ２１によって移動するセンサ２０の移動
距離を測定するものである。

【００１９】そして、このセンサ２０、パワーシリンダ
２１、ポテンショメータ２２は、図２に示すように、測
定位置におけるスパイダアーム６の延長線上に設置され
ている。このようにセンサ２０によって新巻取紙４の外
周から一定の距離を計測し、この一定の距離になるよう
に該センサ２０をパワーシリンダ２１で移動し、このセ
ンサ２０の移動距離によって新巻取紙４の外径を検出し
ている。すなわち、実際には、センサ２０は、センサ２
０の位置が新巻取紙４の外周から一定の距離になるよう
に調節するために用いられている。

【００２０】２３は、ブラシで、走行紙５に新巻取紙４
の先端を張り付けるときに、走行紙５を新巻取紙４に押
し付けるものである。２４は、カッタで、ブラシ２３に
よって、走行紙５を新巻取紙４に押し付けた後、走行紙
５を切断するためのものである。２５、２６は、タイミ
ングプーリで、駆動モータ２８の回転をタイミングベル
ト２７を介して、新巻取紙４を回転駆動させる。

【００２１】３０は、制御装置で、インターフェース３
１と、ＣＰＵ３２と、インターフェース３３と、サーボ
制御部３４とによって構成されている。この制御装置３
０はニップローラ１６の回転数を検出するロータリエン
コーダ１８によって求められた走行紙５の走行速度に、
新巻取紙４の外周速度を一致させるため、図６に示すよ
うに新巻取紙４を回転駆動させる駆動モータ２８に回転
数信号を指令するようになっている。

【００２２】次に、本実施例の動作について説明する。
いま、図１は、旧巻取紙３から走行紙５が送出されてお
り、新巻取紙４が待機している状態を示している。この
状態で、旧巻取紙３から送出される走行紙５の速度が、
ニップローラ１６に連結されたロータリエンコーダ１８
により検出される。図６に示す如く、予め設定された計
測時間内のパルス信号が制御装置３０に入力され、この
制御装置３０において、走行紙５の走行速度が算出され
る。また、旧巻取紙３を支持する支持軸７に連結された
ロータリエンコーダ１１からのパルス数信号と、ニップ
ローラ１６の支持軸に連結されたロータリエンコーダ１
８からのパルス数信号が、制御装置３０に入力され、支
持軸７とニップローラ１６の支持軸の回転数比を演算
し、既知のニップローラ１６の径を掛け合わせることに
よって、旧巻取紙３の外径が算出される。

【００２３】図１の状態から、旧巻取紙３の残りが減っ
てきて、外径が予め設定してある径（糊付準備径）以下
になると、図２に示すように、スパイダアーム６を支点
１０を中心にして旋回して、旧巻取紙３と新巻取紙４と
の位置を入れ替えて新巻取紙４をセンサ２０、パワーシ
リンダ２１、ポテンショメータ２２の位置が、スパイダ
アーム６の中心軸延長線上になる外径検出位置に停止さ
せる。

【００２４】新巻取紙４が外径検出位置に停止すると、
制御装置３０によってセンサ２０を駆動し、新巻取紙４
の外周面に計測波の照射を開始するとともに、パワーシ
リンダ２１を駆動しセンサ２０を新巻取紙４の外周面に
接近させる方向に移動する。そして、センサ２０と新巻
取紙４の外周面との距離を電圧信号で制御装置３０にフ
ィードバックする。このとき、センサ２０と新巻取紙４
の外周面との距離は、予め設定した間隔に相当する電圧
値とセンサ２０の出力する電圧信号が等しくなるように
パワーシリンダ２１が制御される。また、センサ２０の
移動距離は、パワーシリンダ２１に内臓のポテンショメ
ータ２２によって検出され、このポテンショメータ２２
からの信号は、制御装置３０に送られる。

【００２５】センサ２０と新巻取紙４の外周面との距離
が予め設定されている距離（設定電圧値）に達すると、
制御装置３０からパワーシリンダ２１に、センサ２０の
移動を停止する停止指令を出力する。この停止指令に基
づいて新巻取紙４とセンサ２０とは、図２のような位置
関係になる。

【００２６】この状態で、まず、図５に示す如く、セン
サ２０の移動距離ｌを、パワーシリンダ２１内臓ポテン
ショメータ２２により検出し、この信号を制御装置３０
にフィードバックする。制御装置３０では、次に示すよ
うな式により、新巻取紙４の直径Ｄを算出する。

【００２７】 Ｄ＝２｛Ｌ_０−（Ｒ＋Ａ＋ｌ）｝ 但し Ｌ_０：機械的位置設定により決まる数値 Ａ ：新巻取紙４の外周面と移動停止したセンサとの距 離（センサ２０の有する誤差率最小距離） Ｒ ：スパイダアーム６の支点１０から新巻取紙４の取 り付け位置までの距離 ｌ ：センサの移動距離 新巻取紙４の外径は、真円とは限らないので、図２の矢
印Ａに示すように、新巻取紙４を低速で１回転以上さ
せ、新巻取紙４の円周の複数箇所で、センサ２０と新巻
取紙４の外周面との距離を測定して各々の外径寸法を演
算する。この測定した各々の外径寸法は、制御装置３０
において、その平均値を算出し、この平均値をもって新
巻取紙４の外径としているため、高精度に外径寸法Ｄを
求めることができる。

【００２８】このようにして、測定された走行紙５の走
行速度と、新巻取紙４の外径寸法とから、制御装置３０
によって新巻取紙４を駆動する駆動モータ２８のモータ
回転数を演算する。この演算されたモータ回転数は、新
巻取紙４の外周速度を走行紙５の走行速度に一致させる
ために、制御装置３０から駆動モータ２８に指令信号と
して出力され、新巻取紙４のプリドライブが開始され
る。

【００２９】そして、プリドライブ開始から、予め設定
した時間を経過すると、走行紙５の走行速度に新巻取紙
４の外周速度が一致する。すると、制御装置３０は、動
作指令を出し、ブラシ２３を作動させて走行紙５を、新
巻取紙４に押し付ける。すると、新巻取紙４の外周の１
か所（新巻取紙４の巻出口）に紙巾一杯に糊を付けた糊
付部分が、走行紙５の接触部を通過したときに、新巻取
紙４の先端が、走行紙５に接続される（貼り付けられ
る）。この新巻取紙４の先端を走行紙５に糊付するとと
もに、カッタ２４を作動させ、走行紙５を切断する。こ
のカッタ２４による走行紙５の切断によって、旧巻取紙
３からの走行紙５の供給は停止し、以後は、新巻取紙４
から走行紙５が送出される。

【００３０】このとき、高精度な新巻取紙４の外径寸法
が得られるので、走行紙５の走行速度と新巻取紙４の外
周速度を高精度で一致させることができ、新巻取紙４の
先端を走行紙５に糊付する時に、破裂強さの弱い被印刷
物であっても断紙するのを防止することができる。そし
て、カッタ２４によって走行紙５を切断するカッタ出信
号が制御装置３０に送られると、制御装置３０は予め設
定されている時間経過後、支点１０を基準にして、スパ
イダアーム６を旋回して、図４に示す如く、スパイダア
ーム６を水平に位置させて停止する。

【００３１】このように、本実施例によれば、様々な寸
法の新巻取紙４の外周面にセンサからの計測波を一定距
離から当てることで、一定の誤差を含んだ数値で計測し
ても、この一定の誤差数値を演算で取り除くことがで
き、新巻取紙４の外径を、高精度で求められる。したが
って、走行紙５の走行速度に対して、新巻取紙４の外周
速度を高精度で一致させることができるために、新巻取
紙４の先端を走行紙５へ貼付けた時に、破裂強さが小さ
い被印刷物でも、断紙を生じさせることがない。

【００３２】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に記載されるような効果を奏する。

【００３３】走行紙の走行速度を検出する走行速度検出
手段と、新巻取紙の外周から一定の距離を検出するセン
サと、センサの位置が新巻取紙の外周から一定の距離に
なるように該センサを移動するパワーシリンダと、前記
パワーシリンダによるセンサの移動距離を測定するポテ
ンショメータと、ポテンショメータによるセンサの移動
距離の測定値から新巻取紙の外径を計測し、該外径計測
値から新巻取紙の外周速度を走行紙の走行速度に一致さ
せるよう上記新巻取紙の駆動用モータを制御する制御手
段とによって構成してあるため、高精度で新巻取紙の外
周速度を走行紙の走行紙速度に一致させることができ
る。

【００３４】また、パワーシリンダによる新巻取紙の外
周からの一定の距離を、新巻取紙を一回転して外周から
の距離の平均値によって当該センサの検出精度が最高に
なるような位置にしてあるため、さらに高精度で新巻取
紙の外周速度を走行紙の走行紙速度に一致させることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る自動紙継装置におけるプリドライ
ブ機構の実施例を示す模式図である。

【図２】本発明に係る自動紙継装置におけるプリドライ
ブ機構の実施例を示す図１の動作説明図である。

【図３】本発明に係る自動紙継装置におけるプリドライ
ブ機構の実施例を示す図１の動作説明図である。

【図４】本発明に係る自動紙継装置におけるプリドライ
ブ機構の実施例を示す図１の動作説明図である。

【図５】本発明に係る自動紙継装置におけるプリドライ
ブ機構の実施例を示す図２の一部拡大図である。

【図６】本発明に係る自動紙継装置におけるプリドライ
ブ機構の実施例を示す図１の制御装置の動作説明図であ
る。

【符号の説明】

１ 自動紙継装置 ２ プリドライブ機構 ３ 旧巻取紙 ４ 新巻取紙 ５ 走行紙 ６ スパイダアーム ７ 支持軸 ８ 支持軸 １１ ロータリエンコーダ １２ ロータリエンコーダ １６ ニップローラ １７ ニップローラ １８ ロータリエンコーダ １９ 外径計測装置 ２０ センサ ２１ パワーシリンダ ２２ ポテンショメータ ２８ 駆動モータ ３０ 制御装置

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 新巻取紙の先端を走行紙に接続する自動
   紙継装置において、走行紙の走行速度を検出する走行速
   度検出手段と、新巻取紙の外周を検出するセンサと、セ
   ンサの位置が新巻取紙の外周から一定の距離になるよう
   にセンサを移動するパワーシリンダと、前記パワーシリ
   ンダによるセンサの移動距離を測定するポテンショメー
   タと、ポテンショメータによるセンサの移動距離の測定
   値から新巻取紙の外径を計測し、該外径計測値から新巻
   取紙の外周速を走行紙の走行速度に一致させるよう上記
   新巻取紙を制御する制御手段とによって構成したことを
   特徴とする自動紙継装置におけるプリドライブ機構。
2. 【請求項２】 上記パワーシリンダによる新巻取紙の外
   周からのセンサまでの距離は、新巻取紙を一回転して、
   その外周方向の複数点の距離を検出し、その平均値によ
   って当該センサの検出精度が最高になるような位置であ
   る請求項１記載の自動紙継装置におけるプリドライブ機
   構。