JPS5817012Y2 - 給紙張力制御装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はロータリーカッターマシン等のような複数給紙
部を有する機械に釦いて、給紙張力を一定値に保持する
ための給紙張力制御装置に関する。

複数の給紙ロールより、それぞれ所定長さの紙を給紙す
る給紙装置において、給紙される紙の長さは給紙の張力
に依存する。

そこで従来の給紙装置においては、各給紙ロールにブレ
ーキを設け、ブレーキによって給紙ロールの回転を制動
して給紙ロールの紙に張力を与えると共に、この張力を
一定にするような工夫がなされている。

張力を一定に保持するためには、従来下記に述べる如き
方法が行われている。

第１図に示す第１の従来例において、３組の給紙コイル
１が設けられており、各コイル１には手動操作の電源２
によって作動する電磁ブレーキ３が設けられ、ブレーキ
３により給紙コイル１の回転を制動しつつ紙４を給送す
るようになっている。

紙４はロール５によって次の機械まで案内される。

この装置では、作業者が給紙されている紙の張力を監視
しながら、必要に応じて適時電源２によりブレーキ３の
トルクを一定に保持するようになっている。

この装置で張力を知るためには、張っている紙をたたい
て、撓みや反発力から張力を推定している。

従って、手動電源を適時調整し張力を一定に保持するた
めには経験豊富な人材を必要とし、それにもかかわらず
張力の変動の修正には手間もかかり、調整員すなわち作
業者にかかる負担は極めて大きい。

ただし、設備費用は最も安師である。第２図に示す第２
の従来例においては、それぞれのコイルに、複数のロー
ルから成る張力検出器１０および張力コントローラー１
１が設けられており、張力検出器１０の信号を張力コン
トローラー１１に送り、電磁ブレーキ３を制御して紙４
の張力を一定にするようになっている。

この装置は張力精度が最も良く、自動的操作であり、作
業者による個人差はない。

しかし、張力検出器１０および張力コントローラー１１
が各給紙コイルすなわち給紙ロール１に対し必要であり
、また張力検出器１０のロール、電気配線等の設備を要
し、装置が大型、高師となる。

第３図に示す第３の従来例は、上記２例の欠点を解消し
ようとするものである。

この装置は各電磁ブレーキ３にバイアス調整付ブースタ
２０を設けると共に、給紙コイル１の１つを基準コイル
１５とし、このコイル１５についてのみ張力検出器１０
および張力コントローラ１１を設けたものである。

この装置では基準コイル１５０制御信号に適当なバイア
スを加え他の給紙コイル１のブレーキトルクを調整し張
力を一定に保持するようになっている。

この時基準コイル１５用のバイアス調整付ブースターに
おいてバイアス量は零とする。

この方式は自動的に張力を精度よく保持でき、費用も第
２の従来例より安くなる。

ただしこの場合、給紙ロールの径が違ってくると、張力
も変り、張力変動が生じるという欠点がある。

給紙ロール径が同じでなければならないのは下記の如き
理由による。

第４図に示すように、給紙ロール１が２つの場合を考え
る。

右側のロール１を基準ロール２１とし、初期ロール径を
Ｄｌ、時間を後のコイル径をＤｌｔ、左側のロール１を
従属コイル２２とし、初期ロール径をＤ２、時間を後の
コイル径をＤｚｔとすると次式が成り立つ。

Ｄｌｔ＝ｖ’１丁「死石 Ｄ ２ ｆ、 ＝ ｖ’７５丁２−Ｉｔ βは紙厚、ライン速度で決まる定数。

さて基準ロール２１が張力Ｔ１に閉ループ制御されてい
るものとすれば、ロール２１の出力ｙ１ｔは ＴＩ Ｔｔ 、７１ｔ” Ｄｌを−ｖ’ｉ片Ｔコ汗 ２ となり、第５図に示すような曲線となる。

ロール２に釦いても張力をＴｌとするためには、Ｔ１
Ｔ１ ｙ２ｔ −−Ｄ２ｔ ＝−ｆ可７−７ｔ ２ なるトルクがブレーキで発生すればよい。

ここでＤｉ＞Ｄ２であるとすれば、給紙ロール２２に必
要なトルクｙ２．．Ｈ第５図に示すようになる。

さてバイアス調整付ブースタ２０は、７ ｉ、 （を第
５図の破線に示すように平行移動するように変化させト
ルクｙｔ’ｔをロール２１に与える。

従って給紙ロールの径が小さくなるにつれ必要以上のト
ルク、７ ｌ’（がロール２２に加えられ張力を高める
。

Ｄｉ＜Ｄ２の場合には、給紙ロール２２に必要なトルク
、、７２ｔは第９図のようになる。

さてバイアス調整付ブースタ２０はｆｌｔを第９図の破
線に示すように平行移動するように変化させトルク、７
’ｌｔを与える。

従って給紙ロールの径が小さくなるにつれ今度は必要以
上のトルクｙ’ｉｔがロール２２に加えられ張力が低く
なってゆく。

そしてバイアス量以下のトルクの発生することはできず
、７ｔｔが零になって以降はバイアス分のトルクがロー
ル２２に与えられることとなる。

このことにより、第３の従来例においては給紙ロールの
径が同じであることが要求される。

本考案は前述せる従来技術の欠点を解消した、給紙ロー
ル径が異っても張力変動が少ない給紙張力制御装置を提
供することにある。

第６図を参照すれば、本考案の給紙張力制御装置は、基
準ロール３１と、その他の給紙ロール３２．３３とを含
む。

基準ロール３１は張力検出器１０、張力コントローラ１
１．電気式バイアス調整付ブースタ３４、および電磁ブ
レーキ３を有する。

給紙ロール３２．３３はそれぞれ電気式バイアス調整付
ブースタ３４と、ブレーキ３とのみを有する。

給紙ロール３２．３３のブースタ３４モ基準ロール３１
のブースタ３４に連結されている。

基準ロール３１から給紙される紙４は第６図に示すよう
に、張力検出器１０により張力を検出し、その電気信号
をコントローラ１１に送る。

コントローラ１１は張力値を表示すると共に、所望の設
定張力に対し偏差を求め、ＰＩ演算、指数演算を行い制
御電圧出力Ｕｏを出力するようになっている。

各給紙ロール３１，３２，３３に取付けられた電気式バ
イアス調整付ブースタ３４において、前記制御電圧出力
Ｕｏに対し後述する如き原理に従いそれぞれ適当なバイ
アス量を加えると共に、同時にゲインを変化させて、電
力増幅し各給紙ロールに応じた電磁ブレーキ３用出力を
発生する。

本願においては、基準ロール３１のバイアス調整付ブー
スタ３４はバイアス量を零、ゲインを１に設定され、単
純な電力増幅装置として使用されると共に、他のバイア
ス調整付ブースタ３４の基準トなる。

第７図において、適当な増巾器Ａｌ、Ａ２と、可変抵抗
ＶＲＩ、ＶＲ２とから成る電気式パイアス調整付フース
タ３４０基本構成が示される。

このブースタ３４の作動において、張力コントローラ１
１から制御信号ＵｏばｖＲｌによりＡ１に釦けるゲイン
が給紙ロールの巻径比の逆数になるように調整されてＡ
ｌの入力となる。

同時に上記Ａ１の入力信号に対し、ＶＢ２を調整してロ
ールの巻径比を補正する如き値が設定され、ＡＩにより
上記Ａ１への入力信号に加算される。

さらにＡ１の出力信号はＡ２により電磁ブレーキ用に電
力増巾されて出力される。

さらに詳しく上記作動すなわちバイアス量およびゲイン
の調整原理を説明すれば下記の如くになる。

第５図において、７．１ ｊ’が、、７２ｔより大きい
ことが巻径比の違いによって張力変動が生じる原因であ
った。

このブースタは簡単には、前記、７１ｔ′を、７２ｔに
より近似させるものである。

先づ巻径比Ｄ ２ ／Ｄ １の逆比となる割合で、７１
ｔをゲイン倍する。

ＤＩ＞Ｄ２ならばＤ １ ／小２〉１ となりその曲線
は、第８図に示すｙｒｔのようになる。

ついでスタート時トルク、ニア１″をバイアス調整によ
って、７２と一致するようにすれば、その曲線ば１ｔの
ようになりｆ２ｔとほぼ一致する。

Ｄｉ＜Ｄ２の場合にはＤ ｔ ／Ｉ）２ ＜ １となり
、その曲線は第１０に示す、７１ｔのようになる。

ついでスタート時トルクｙ１をバイアス調整によって、
ニア２と一致するようにすればその曲線は、、７１′り
のようになり１、．７２ｔとほぼ一致する。

バイアス以下のトルクの制御はできないが基準ロールに
紙がなくなれば運転は停止し新しい紙巻ロールに変えら
れ、上記設定は再度行なわれることになるので支障はな
い。

従って単にバイアス変化だけで、、７１′ｔとした場合
よりも張力変動が小さくなることがわかる。

な釦ゲインを巻径比の逆数としたのは、巻径比を知るこ
とは容易であり、よって設定がし易くなることと、この
ようにした時希望トルク特性によりよく近似させること
ができる為である。

本考案によれば、自動的に複数のロールの張力を一定に
保持することができ、その精度は手動よりも格段に良く
、熟練の必要もない。

捷た各給紙ロールごとに張力コントローラを配置する場
合に比べ安師に製作できる。

オた巻径比が大きく異なる場合でも、スタート時からロ
ール終了時筐での張力変動を小さくすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１の従来例の概略図。 第２図は第２の従来例の概略図。 第３図は第３の従来例の概略図。 第４図は第３図の原理を説明するための概略図。 第５図は第４図を説明するためのトルク一時間曲線。 第６図は本考案の給紙張力制御装置。第７図は本考案の
電気式バイアス調整付ブースタの構成図。 第８図は第７図のブースタの原理を説明するトルク一時
間曲線。 第９図および第１０図は初期ロール径Ｄ １ ＜Ｄ ２
の場合のトルク一時間曲線。 ３・・・・・・電磁ブレーキ、４・・・・・・紙、５・
・・・・・ロール１０・・・・・・張力検出器、１１・
・張力コントローラ、３２．３３・・・・・・給紙ロー
ル、３４・・・・・・電気式バイアス調整付ブースタ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. １組の張力検出器と、１つの張力コントローラと、前記
   張力コントローラからの信号を受けてこの信号の大きさ
   を紙巻ロールの径比の逆正に対応して調整するゲイン回
   路およびこの信号に適当なバイアスを加えるよう調整す
   るバイアス回路を有し、これらの回路で調整された信号
   により電磁ブレーキに制動力を生じさせるための電力を
   発生する１つの電気式バイアス調整付ブースタと、１つ
   の電磁ブレーキと、１つの紙巻ロールとで構成された閉
   ループの張力制御部分、および前記閉ループ内の紙巻ロ
   ールを除く複数の紙巻ロールにそれぞれ電磁ブレーキと
   電気式バイアス調整付ブースタとを設置してそれぞれの
   紙巻ロールにおいて張力コントローラからの信号を受け
   て士れぞれ開ループの張力制御を行なうようにした部分
   を有し七構成したことを特徴とする給紙張力制御装置。