(57)【要約】【課題】  輪転印刷機等の同期制御において、電動機と出力ロールの回転数比が正の整数でなければならないという制約を無くし、また、電動機と出力ロール間のカップリングにプーリとベルトを使用できるようにし、設置コストの低廉化を図ること。【解決手段】  電動機６ａに速度検出用ロータリーエンコーダ６ｄを、出力ロール７ａに位置検出用ロータリーエンコーダ７ｄを設け、ロータリーエンコーダ６ｄ、７ｄによる検出信号を同期制御装置４に入力する。同期制御装置４は、上記検出信号と回転位置速度設定器３が出力する回転速度設定信号、回転位置設定信号に基づき上記電動機６ａを駆動制御する。上記構成としたので減速比または増速比が任意の正の実数であっても同期制御が可能となる。また電動機と出力ロール７ａ間をプーリとベルトでカップリングしても、ベルト補償器やベルト補償パターン発生器を用いることで精密な同期制御が可能となる。【選択図】          図１
2006254525.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
出力ロールと、該出力ロールを駆動する電動機と、出力ロールの回転速度と回転位置を設定する回転位置速度設定器と、上記電動機を駆動制御する同期制御装置と、同期駆動装置で構成され、
上記同期制御装置には上記回転位置速度設定器が出力する回転速度設定信号と回転位置設定信号が入力され、上記出力ロールの回転速度信号と回転位置信号が上記回転速度設定信号と回転位置設定信号に一致するように上記電動機を駆動制御して、出力ロールの同期制御をする同期制御システムであって、
前記電動機の回転軸は出力ロール回転軸と歯車装置により結合され、前記電動機には速度検出用ロータリーエンコーダが付属され、該速度検出用ロータリーエンコーダが出力する電動機の回転速度に対応した信号は、回転速度フィードバック信号として前記同期制御装置に入力され、
前記出力ロールには位置検出用ロータリーエンコーダが付属され、該位置検出用ロータリーエンコーダが出力する出力ロールの回転位置に対応した信号は、回転位置フィードバック信号として前記同期制御装置に入力され、
前記同期制御装置は、前記電動機と出力ロールの間に設けられた上記歯車装置に依る減速比または増速比と上記回転速度設定信号とから上記電動機の回転速度設定信号を求める手段と、
該電動機の回転速度設定信号と上記回転速度フィードバック信号との差である回転速度偏差を求めるとともに、上記回転位置設定信号と回転位置フィードバック信号との差である回転位置偏差を求める手段と、
上記回転速度偏差と回転位置偏差とに基づき上記電動機の駆動制御信号を求める手段を備える
ことを特徴とする同期制御システム。
【請求項２】
出力ロールと、該出力ロールを駆動する電動機と、出力ロールの回転速度と回転位置を設定する回転位置速度設定器と、上記電動機を駆動制御する同期制御装置と、同期駆動装置で構成され、
上記同期制御装置には上記回転位置速度設定器が出力する回転速度設定信号と回転位置設定信号が入力され、上記出力ロールの回転速度信号と回転位置信号が上記回転速度設定信号と回転位置設定信号に一致するように上記電動機を駆動制御して、出力ロールの同期制御をする同期制御システムであって、
前記電動機の回転軸と出力ロールの回転軸にはそれぞれプーリが付属され、該電動機と出力ロールのプーリはベルトにより結合され、
前記電動機には速度検出用ロータリーエンコーダが付属され、該速度検出用ロータリーエンコーダが出力する電動機の回転速度に対応した信号は、回転速度フィードバック信号として前記同期制御装置に入力され、
前記出力ロールには位置検出用ロータリーエンコーダが付属され、該位置検出用ロータリーエンコーダが出力する出力ロールの回転位置に対応した信号は、回転位置フィードバック信号として前記同期制御装置に入力され、
前記同期制御装置は、前記電動機と出力ロールの間に設けられた上記ベルトとプーリに依る減速比または増速比と上記回転速度設定信号とから上記電動機の回転速度設定信号を求める手段と、
該電動機の回転速度設定信号と上記回転速度フィードバック信号との差である回転速度偏差を求めるとともに、上記回転位置設定信号と回転位置フィードバック信号との差である回転位置偏差を求める手段と、
上記回転位置偏差に対して遅延処理を行った第１のすべりキャンセレーション信号を生成する手段と、該第１のすべりキャンセレーション信号と前記回転位置偏差とを演算して新たな回転位置偏差を生成する手段と、
上記回転速度偏差と、上記新たな回転位置偏差とに基づき上記電動機の駆動信号を求める手段を備える
ことを特徴とする同期制御システム。
【請求項３】
前記電動機と出力ロール間に設けられた前記歯車装置、もしくは、前記電動機と出力ロール間に設けられた前記ベルトとプーリに依る減速比または増速比は正の整数の逆数、または、正の実数である
ことを特徴とする請求項１または請求項２記載の同期制御システム。
【請求項４】
前記同期制御装置は、前記電動機の回転速度設定信号を入力とするベルト補償パターン発生器を備え、該ベルト補償パターン発生器は、前記回転速度設定信号に対応して予め定めたパターンの値となる第２のすべりキャンセレーション信号を出力するものであり、
該第２のすべりキャンセレーション信号と、前記第１のすべりキャンセレーション信号とを演算して第３のすべりキャンセレーション信号を生成し、該第３のすべりキャンセレーション信号と前記回転位置偏差とを演算して新たな回転位置偏差を生成する
ことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の同期制御システム。
【請求項５】
前記新たな回転位置偏差から得た補正量に基づき、ベルトの滑りや延びを数値で示すベルトすべり表示器を備えた
ことを特徴とする請求項２，３または請求項４記載の同期制御システム。
【請求項６】
上記ベルトすべり表示器は、前記補正量を長さの単位を有する数値に変換し、ベルトの滑りや延びを長さの単位で表示する
ことを特徴とする請求項５記載の同期制御システム。
【請求項７】
前記新たな回転位置偏差から得た補正量と、すべり基準値を比較する比較器と、該比較器の出力により動作し、ベルトのすべりや延びが過大になったことを表示する監視表示灯を備えた
ことを特徴とする請求項２，３，４，５または請求項６記載の同期制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は輪転印刷機、パターンパーフォレータ（ミシン穴加工機）や糊つけ装置など印刷二次加工装置、及び精密搬送装置において、電動機を任意の減速比又は増速比で運転し、回転速度と回転位置を超高精度で制御する同期制御システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
輪転印刷機は新聞や広告物を高速かつ大量に印刷可能であり今日広く使用されている。そして、前記輪転印刷機にはさまざまの用途や種類があると共に、前記輪転印刷機は電動機により駆動され該電動機による前記輪転印刷機の駆動方式も従来種々考案されている。  図１５は従来の輪転印刷機の一例を示す図であり、「第１の印刷部」、「第２の印刷部」、及び「１の折り部」を備えるものである。なお、同図ではインキング装置や水処理装置を省き駆動系統を主として示している。
図１５において始めに第１の印刷部について説明を行う。
符号１、２、４、及び５はそれぞれ主電源、開閉器、同期制御装置、及び駆動装置を示し、該主電源１は開閉器２を介して該同期制御装置４、及び駆動装置５に電源を供給する。６ａ、６ｂ、及び６ｃはそれぞれ電動機、歯車装置、及びロータリーエンコーダを示し、電動機６ａは前記同期制御装置４及び駆動装置５により駆動され、該電動機６ａに付属するロータリーエンコーダ６ｃは回転位置と回転速度を前記同期制御装置４にフィードバックする。
【０００３】
７ｂ、７１、７２、及び７３はそれぞれ歯車装置、ラインシャフト、伝達装置、及びサブシャフトを示し、該歯車装置７ｂは前記歯車装置６ｂと組み合わせて電動機の速度を減速、或いは増速してラインシャフト７１を駆動し、伝達装置７２及びサブシャフト７３に依り後述する印刷ユニット７４ａから７４ｄをそれぞれ駆動する。
８１、８２、８３はそれぞれ給紙部、印刷紙、インフィードロールを示し、また、７４ａから７４ｄは印刷ユニットを、７５は版胴、７６はブランケット胴を示し、前記給紙部８１から送り出された印刷紙８２はインフィードロール８３を経て前記印刷ユニット７４ａ、７４ｂ、７４ｃ、７４ｄに供給される。そして各印刷ユニット７４ａから７４ｄにおいて、刷版が装着された版胴７５は図示しないインクロールなどから成るインキング装置によりインクが供給されてブランケット胴７６に版胴７５の刷版の絵柄や文字が転写され、該ブランケット胴に依り印刷紙８２に印刷がなされる。
ここで、前記印刷ユニット７４ａから７４ｄは４色のカラー印刷の場合を例にするものであり、例えば印刷ユニット７４ａはイエロー、７４ｂはマゼンダ、７４ｃはシアン、７４ｄはブラックの印刷を行う。
８４と８５はそれぞれアウトフィードロール、ドラッグロールで、該アウトフィードロール８４とドラッグロール８５は、印刷された前記印刷紙８２を後述する折り機９１へ導く。
【０００４】
また、前記図１５において、前記歯車装置６ｂと７ｂは前記電動機６ａの回転速度を例えば減速比１／Ｎ（Ｎは正の整数）で減速するものであり、前記ラインシャフト７１、サブシャフト７３、版胴７５、及びブランケット胴７６の回転速度は同じとしている。説明を容易とする為に具体例を示せば、前記電動機６ａの回転速度が１４００ｒｐｍのとき前記歯車装置６ｂと７ｂに依り減速比が１／２で減速され、前記ラインシャフト７１、サブシャフト７３、版胴７５、及びブランケット胴７６の回転速度は７００ｒｐｍとなる。
【０００５】
以上では第１の印刷部について説明したが、第２の印刷部も主電源１からドラッグロール８５まで第１の印刷部と同様の装置で構成されており、説明は割愛する。
次に前記図１５の折り部について説明を行う。折り部の主電源１、開閉器２、同期制御装置４、駆動装置５、電動機６ａ、歯車装置６ｂ、ロータリーエンコーダ６ｃ、及び歯車装置７ｂは、第１の印刷部において同じ符号を付すものと同じ機能を有し、その説明は割愛する。そして、９１は折り機であり前記第１の印刷部、及び第２の印刷部から送り出される印刷紙を重ね合わせ裁断し折り畳みを行う。
３及び３１はそれぞれ回転位置速度設定器、通信回線であり、該回転位置速度設定器３は回転位置設定信号と回転速度設定信号を前記通信回線３１経由にて前記第１の印刷部、第２の印刷部、及び折り部の同期制御装置４に送出する。これにより、前記第１の印刷部、第２の印刷部、及び折り機９１が回転速度と共に回転位置も精度良く同期し、印刷紙８２はページ毎に揃えて印刷がなされ折り機９１にて裁断され折り畳まれることとなる。
ここで、同期制御を行って印刷物をページ毎に揃えて裁断するとき、前記図１５の歯車装置６ｂ、７ｂに依る減速比１／Ｎは従来、１／２、又は１／４などＮは正の整数であることが必要であった（例えば特許文献１参照）。
【０００６】
次に、前記図１５の従来の輪転印刷機に用いられている同期制御をモデル化して図１６に示し、以下その説明を行う。
図１６において１、２、３、３１、６ａ、６ｂ、６ｃ、及び７ｂは、前記図１５において同じ符号を付すものと同じ機能を有しその説明を割愛し、４、５はそれぞれ同期制御装置及び駆動装置を示す。
又、７ａは出力ロールであり前記図１５における前記版胴７５及びブランケット胴７６などの印刷を行うロールをモデル化したものであり、該出力ロール７ａは以降の説明において印刷ロール７ａとも言い、該印刷ロール７ａは１回転毎に１頁の印刷を行う。
そして、図１６の前記歯車装置６ｂと７ｂによる減速比を１／Ｎ（Ｎは正の整数）とすることに依り、前記回転位置速度設定器３が出力する回転速度と回転位置に同期して前記電動機６ａを駆動すると共に前記印刷ロール７ａも前記回転位置速度設定器３に同期して駆動されることになる。
【０００７】
また、図１６において、４ａ、４ｂ、及び４ｃはそれぞれ回転速度設定信号検出器、回転速度フィードバック信号検出器、及び加減算器である。該回転速度設定信号検出器４ａは前記回転位置速度設定器３から前記通信回線３１経由にて信号を受信して回転速度設定信号ａ１を検出する。また、回転速度フィードバック信号検出器４ｂは前記ロータリーエンコーダ６ｃが出力する信号から前記電動機６ａの回転速度フィードバック信号ａ２を検出する。そして、加減算器４ｃは前記回転速度設定信号ａ１と前記回転速度フィードバック信号ａ２を加減算して回転速度偏差ΔＳを生成する。
【０００８】
４ｄ、４ｅ、４ｆ、及び４ｇはそれぞれ回転位置設定信号検出器、回転位置フィードバック信号検出器、加減算器、及び回転位置偏差アンプである。該回転位置設定信号検出器４ｄは前記回転位置速度設定器３からの信号を受信して回転位置設定信号ｂ１を検出する。また、前記回転位置フィードバック信号検出器４ｅは前記ロータリーエンコーダ６ｃが出力する信号から前記電動機６ａの回転位置フィードバック信号ｂ２を検出する。
そして、加減算器４ｆに依り前記回転位置設定信号ｂ１と前記回転位置フィードバック信号ｂ２を加減算して得られた回転位置偏差ΔＰは前記回転位置偏差アンプ４ｇに入力され、該回転位置偏差アンプ４ｇはＰ制御を行って比例ゲインＧを乗算し補正後回転位置偏差ＧΔＰを生成する。
４ｈ及び４ｊはそれぞれ加算器及び演算増幅器であり、該加算器４ｈは前記回転速度偏差ΔＳと前記補正後回転位置偏差ＧΔＰを加算してその出力を前記演算増幅器４ｊに入力する。該演算増幅器４ｊはトルク指令を生成して前記駆動装置５を制御し、前記電動機６ａが駆動される。すなわち、前記回転速度偏差ΔＳを用いることにより前記電動機６ａは速度制御にて駆動され、前記補正後回転位置偏差ＧΔＰを用いることにより前記電動機６ａは位置制御にて駆動され、前記電動機６ａは回転速度の他、回転位置も前記回転位置速度設定器３が出力する指令に追従する同期制御により駆動される。
【０００９】
図１７は前記図１６の従来の前記同期制御装置４の同期制御中における動作をグラフにより時間の推移と共に説明する図であり、図１７（ａ）は速度制御について説明し、Ｙ軸は回転速度を示し、図中のａ１は前記回転速度設定信号を、ａ２は前記回転速度フィードバック信号を示し、同期制御中は前記回転速度設定信号ａ１と前記回転速度フィードバック信号ａ２は極めて等しいことを示す。
図１７（ｂ）、（ｃ）、及び（ｄ）は位置制御の動作を時間の推移と共に説明するものであり、Ｙ軸は回転位置を示す。該図１７（ｂ）は前記図１６における前記印刷ロール７ａの回転位置を指令する回転位置設定信号ｂ１の時間的推移を示し、図中のＰｍａｘは前記印刷ロール７ａの１回転における最大回転位置であり、時間の経緯と共に前記回転位置設定信号ｂ１はゼロから増加しＰｍａｘに達すると１回転したのでゼロに戻り、順次この動作を繰り返す。
【００１０】
図１７（ｃ）は前記図１６の電動機６ａと印刷ロール７ａの回転位置を示し、図中の実線で示すｂ２は前記位置フィードバック信号検出器４ｅが出力する前記電動機６ａの回転位置フィードバック信号ｂ２の時間的推移を示す。また、図中の点線で示すｃ０は前記印刷ロール７ａの回転位置の時間的推移を示す。なお、該回転位置ｃ０は前記図１６において検出される信号ではなく説明の為に付記したものである。
又、図１７（ｃ）では説明を容易とするために、前記図１６の歯車装置６ｂと歯車装置７ｂによる減速比が２分の１（１／２）の場合を例としており、前記印刷ロール７ａの１回転における最大回転位置をＰｍａｘとすれば前記電動機６ａの１回転における最大回転位置はＰｍａｘを２で除した（Ｐｍａｘ／２）となる。それ故、前記印刷ロール７ａの回転位置ｃ０の周期は前記電動機６ａの回転位置フィードバック信号ｂ２の周期の２倍となる。
図１７（ｄ）は前記図１７（ｂ）と（ｃ）を同時に表すもので、位置制御により前記印刷ロール７ａの回転位置を指令する回転位置設定信号ｂ１に前記電動機６ａの前記回転位置フィードバック信号ｂ２が追従することにより前記印刷ロール７ａの回転位置ｃ０も追従する。
以上のように、従来、図１６の前記歯車装置６ｂと７ｂによる減速比を１／Ｎ（Ｎは正の整数）とすることに依り、前記回転位置速度設定器３に同期して前記電動機６ａを駆動すると共に前記印刷ロール７ａも位置速度設定器３に同期して駆動される。
【００１１】
上記減速比１／ＮにおいてＮは正の整数であり、上記の例ではＮが２のとき、１回転における最大回転位置がＰｍａｘ、（Ｐｍａｘ／２）と異なる前記回転位置設定信号ｂ１と前記回転位置フィードバック信号ｂ２の同期制御を行う手段については、従来例である前記特許文献１で明らかにされている。
特許文献１に記載のものでは、主機オーバーカウンターＯＶＣｍと従機オーバーカウンターＯＶＣｓを定義し、原点合わせモード２開始時においては特許文献１の図１３及び図１４に説明する手段にて、前記主機オーバーカウンターＯＶＣｍと従機オーバーカウンターＯＶＣｓの初期化を行い、同期制御にて運転中は図１６に説明する手段にて前記主機オーバーカウンターＯＶＣｍと従機オーバーカウンターＯＶＣｓの更新を行う。
【００１２】
上述のとおり同期制御を行うとき、従来の手段においては、減速比１／ＮにおいてＮは正の整数である制約が有る他、前記図１７（ｄ）の一例で示した通り、最大回転位置が前記印刷ロール７ａの回転位置を指令する回転位置設定信号ｂ１ではＰｍａｘ、前記電動機６ａの前記回転位置フィードバック信号ｂ２では（Ｐｍａｘ／２）と異なる検出量から前記回転位置偏差ΔＰを検出する。このため、例えば特許文献１に記載のものでは、前記したように主機オーバーカウンターＯＶＣｍと従機オーバーカウンターＯＶＣｓを設けるなど甚だ難解なものであった。
【特許文献１】特開２００１−３０９６８１号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
図１５及び図１６で示したように、近年、複数の電動機を極めて精度良く同期制御させることが可能な同期制御装置が実用に供されているが、前述のとおり前記電動機６ａを減速して前記印刷ロール７ａを駆動するとき、減速比１／ＮにおいてＮは正の整数である制約があった。
本発明は、上記事情に鑑みなされたものであって、前記電動機６ａと前記印刷ロール７ａの減速比又は増速比が正の整数ではなく、正の実数であっても同期制御を実現することができ、さらに、前記電動機６ａと前記印刷ロール７ａのカップリングが歯車装置に依らず、ベルトに依るものであっても、ベルトの滑りを補償することができる、設置の容易な同期制御システムを実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を本発明においては、次のように解決する。
（１）本発明の請求項１の発明は、出力ロールと、該出力ロールを駆動する電動機と、出力ロールの回転速度と回転位置を設定する回転位置速度設定器と、上記電動機を駆動制御する同期制御装置と、同期駆動装置で構成され、上記同期制御装置には上記回転位置速度設定器が出力する回転速度設定信号と回転位置設定信号が入力され、上記出力ロールの回転速度信号と回転位置信号が上記回転速度設定信号と回転位置設定信号に一致するように上記電動機を駆動制御して、出力ロールを精度良く同期制御をする同期制御システムを以下のように構成する。
前記電動機の回転軸を出力ロール回転軸と歯車装置により結合し、前記電動機に速度検出用ロータリーエンコーダを付属させ、該速度検出用ロータリーエンコーダが出力する電動機の回転速度に対応した信号を、回転速度フィードバック信号として前記同期制御装置に入力する。また、前記出力ロールに位置検出用ロータリーエンコーダを付属させ、該位置検出用ロータリーエンコーダが出力する出力ロールの回転位置に対応した信号を、回転位置フィードバック信号として前記同期制御装置に入力する。
前記同期制御装置には、前記電動機と出力ロールの間に設けられた上記歯車装置に依る減速比または増速比と上記回転速度設定信号とから上記電動機の回転速度設定信号を求める手段と、該電動機の回転速度設定信号と上記回転速度フィードバック信号との差である回転速度偏差を求めるとともに、上記回転位置設定信号と回転位置フィードバック信号との差である回転位置偏差を求める手段と、上記回転速度偏差と回転位置偏差とに基づき上記電動機の駆動制御信号を求める手段を設ける。
（２）本発明の請求項２の発明は、請求項１と同様に出力ロールと、該出力ロールを駆動する電動機と、出力ロールの回転速度と回転位置を設定する回転位置速度設定器と、上記電動機を駆動制御する同期制御装置と、同期駆動装置で構成され、上記同期制御装置には上記回転位置速度設定器が出力する回転速度設定信号と回転位置設定信号が入力され、上記出力ロールの回転速度信号と回転位置信号が上記回転速度設定信号と回転位置設定信号に一致するように上記電動機を駆動制御して、出力ロールを精度良く同期制御をする同期制御システムを以下のように構成する。
前記電動機の回転軸と出力ロールの回転軸にそれぞれプーリを付属させ、該電動機と出力ロールのプーリをベルトにより結合し、前記電動機には速度検出用ロータリーエンコーダを付属させ、該速度検出用ロータリーエンコーダが出力する電動機の回転速度に対応した信号を、回転速度フィードバック信号として前記同期制御装置に入力させる。
また、前記出力ロールには位置検出用ロータリーエンコーダを付属させ、該位置検出用ロータリーエンコーダが出力する出力ロールの回転位置に対応した信号を、回転位置フィードバック信号として前記同期制御装置に入力する。
前記同期制御装置には、前記電動機と出力ロールの間に設けられた上記ベルトとプーリに依る減速比または増速比と上記回転速度設定信号とから上記電動機の回転速度設定信号を求める手段と、該電動機の回転速度設定信号と上記回転速度フィードバック信号との差である回転速度偏差を求めるとともに、上記回転位置設定信号と回転位置フィードバック信号との差である回転位置偏差を求める手段と、該回転位置偏差に対して遅延処理を行った第１のすべりキャンセレーション信号を生成する手段と、該第１のすべりキャンセレーション信号と前記回転位置偏差を演算して新たな回転位置偏差を生成する手段と、上記回転速度偏差と、上記新たな回転位置偏差とに基づき上記電動機の駆動信号を求める手段を設ける。
（３）本発明の請求項３の発明は、請求項１または請求項２の発明において、前記電動機と出力ロールの間に設けられた歯車装置、もしくは、電動機と出力ロール間に設けられた前記ベルトとプーリに依る減速比または増速比を正の整数の逆数、または、正の実数とする。
（４）本発明の請求項４の発明は、請求項２または請求項３の発明において、前記同期制御装置に、前記電動機の回転速度設定信号を入力とするベルト補償パターン発生器を設け、該ベルト補償パターン発生器が、前記回転速度設定信号に対応して予め定めたパターンの値となる第２のすべりキャンセレーション信号を出力し、該第２のすべりキャンセレーション信号と、前記第１のすべりキャンセレーション信号とを演算して第３のすべりキャンセレーション信号を生成し、該第３のすべりキャンセレーション信号と前記回転位置偏差とを演算して新たな回転位置偏差を生成する。
（５）本発明の請求項５の発明は、請求項２、３または請求項４の発明において、前記同期制御装置において、前記新たな回転位置偏差から得た補正量に基づき、ベルトの滑りや延びを数値で示すベルトすべり表示器を設ける。
（６）本発明の請求項６の発明は、請求項５の発明において、上記ベルトすべり表示器が、前記補正量を長さの単位を有する数値に変換し、ベルトの滑りや延びを長さの単位で表示する。
（７）本発明の請求項７の発明は、請求項２，３，４，５または請求項６の発明において、前記新たな回転位置偏差から得た補正量と、すべり基準値を比較する比較器と、該比較器の出力により動作し、ベルトのすべりや延びが過大になったことを表示する監視表示灯を設ける。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）電動機の回転速度を検出するとともに、出力ロールの回転位置を検出し、電動機と出力ロールの回転数比と出力ロールの回転速度設定信号とから上記電動機の回転速度設定信号を求め、該回転速度設定信号と電動機の回転速度に対応した回転速度フィードバック信号との回転速度偏差と、出力ロールの回転位置設定信号と出力ロールの回転位置に対応した回転位置フィードバック信号との回転位置偏差に基づき、上記電動機を駆動制御しているので、印刷ロール等の出力ロールとの回転数比が、正の整数のみならず正の実数であっても精度の良く同期制御を行うことが可能となる。
このため、出力ロールの回転速度と電動機の速度の組み合わせの自由度を広げることができる。
（２）すべりキャンセレーション信号を生成し、ベルトの滑りや延びを補正しているので、電動機と出力ロール間のカップリングが滑りや延びのあるベルトであっても精度よく同期制御を行うことが可能となる。このため、歯車装置によるカップリングと比較して設置を容易とすると共に、設置のコストを著しく低減させることができる。
（３）電動機と出力ロール間のカップリングがベルトの場合、ベルトの滑りや延びを数値で明確に検出し表示したり、ベルトの滑りや延びが基準値を超えたとき表示灯を点灯させることができるので、ベルトの保守や交換が容易となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
図１は請求項１に、図３と図６は請求項２と請求項３に、図１０は請求項４に、図１２は請求項５、請求項６、及び請求項７に関わる実施例を説明するものである。
【００１７】
図１は本発明の実施例１の構成を説明する図であり、前記輪転印刷機をモデル化して示したものである。また、図２は実施例１の動作を説明する図である。
図１において、１、２はそれぞれ主電源及び開閉器で後述する駆動装置５に電源を供給し、３、３１、及び４はそれぞれ回転位置速度設定器、通信回線、及び同期制御装置であり、該回転位置速度設定器３は回転位置設定信号と回転速度設定信号を前記通信回線３１経由にて前記同期制御装置４に送信する。ここで、前記回転位置設定信号と回転速度設定信号は後述する印刷ロール７ａの回転位置と回転速度を指令するものである。
５、６ａ、６ｂ、及び６ｄはそれぞれ駆動装置、電動機、歯車装置、及び速度検出用ロータリーエンコーダであり、該電動機６ａは前記駆動装置５により駆動され前記歯車装置６ｂを介して後述する印刷ロール７ａを駆動し、前記速度検出用ロータリーエンコーダ６ｄは前記電動機６ａの回転速度フィードバック信号を前記同期制御装置４へ出力する。
７ａ、７ｂ、及び７ｄはそれぞれ印刷ロール、歯車装置、及び位置検出用ロータリーエンコーダであり、該歯車装置７ｂは前記歯車装置６ｂと組み合わせて任意の減速比又は増速比で前記印刷ロール７ａを駆動し、前記位置検出用ロータリーエンコーダ７ｄは前記印刷ロール７ａの回転位置フィードバック信号を前記同期制御装置４へ出力する。そして、説明を容易とする為に具体例を示せば、前記電動機６ａの回転速度が１６００ｒｐｍのとき印刷ロール７ａの回転速度は６００ｒｐｍとすれば、このとき減速比（１／ｒ）は次の（１）式と（２）式の通りとなる。
減速比＝１／ｒ（ｒは正の実数）…（１）式
減速比＝１／ｒ＝１／（１６００／６００）＝１／（８／３）＝１／２．６６６６７
…（２）式
このように、本発明では減速比又は増速比は正の整数のみならず正の実数に依るものであっても、前記回転位置速度設定器３に追従して前記印刷ロール７ａの同期制御を可能とするものである。
【００１８】
次に前記図１において前記同期制御装置４の内部構成について説明する。
４ａ、４ｂ、及び４ｃはそれぞれ回転速度設定信号検出器、回転速度フィードバック信号検出器、及び加減算器である。
上記回転速度設定信号検出器４ａは次の（３）式に示すとおり、前記回転位置速度設定器３から前記通信回線３１経由にて信号を受信して前記印刷ロール７ａに対する回転速度設定信号ａ３（該回転速度設定信号ａ３は図示しない）を抽出する。また、回転速度設定信号ａ３を前記（１）式に示す減速比（１／ｒ）で除して前記電動機６ａに対する回転速度設定信号ａ４を演算して出力する。
［回転速度設定信号検出器４ａの出力］＝［電動機６ａに対する回転速度設定信号ａ４］  ＝［印刷ロール７ａに対する回転速度設定信号ａ３］／（１／ｒ）
＝［印刷ロール７ａに対する回転速度設定信号ａ３］×ｒ…（３）式
回転速度フィードバック信号検出器４ｂは、前記速度検出用ロータリーエンコーダ６ｄが出力する信号から前記電動機６ａの回転速度フィードバック信号ａ２を検出し、加減算器４ｃは前記回転速度設定信号ａ４と前記回転速度フィードバック信号ａ２を加減算して回転速度偏差ΔＳを生成する。
【００１９】
又、４ｄ、４ｅ、４ｆ、及び４ｇはそれぞれ回転位置設定信号検出器、回転位置フィードバック信号検出器、加減算器、及び回転位置偏差アンプである。
回転位置設定信号検出器４ｄは前記回転位置速度設定器３からの信号を受信して前記印刷ロール７ａに対する回転位置設定信号ｃ１を検出し、回転位置フィードバック信号検出器４ｅは前記位置検出用ロータリーエンコーダ７ｄが出力する信号から前記印刷ロール７ａの回転位置フィードバック信号ｃ２を検出する。
そして、加減算器４ｆは前記回転位置設定信号ｃ１と前記回転位置フィードバック信号ｃ２を加減算して回転位置偏差ΔＰ出力し、該回転位置偏差ΔＰは回転位置偏差アンプ４ｇに入力される。該回転位置偏差アンプ４ｇはＰ制御を行って、比例ゲインＧを回転位置偏差ΔＰに乗算し補正後回転位置偏差ＧΔＰを生成する。
【００２０】
図１の４ｈ、４ｊ、４ｋ、及び４ｍはそれぞれ加算器、演算増幅器、マイクロプロセッサ、及び入り切りアンプである。
入り切りアンプ４ｍの入力ａには前記補正後回転位置偏差ＧΔＰが入力され、入力ｂには値ゼロが入力されている。そして、該入り切りアンプ４ｍは前記マイクロプロセッサ４ｋによりオン、オフされ、オフのときは入り切りアンプ４ｍの入力ｂよりゼロが出力ｃに出力され、オンのときは入力ａの補正後回転位置偏差ＧΔＰが出力ｃに出力される。
前記マイクロプロセッサ４ｋは前記回転速度設定信号検出器４ａが出力する回転速度設定信号ａ４を監視し、例えば、該回転速度設定信号ａ４が生産速度に達したとき（出力ロールの回転速度が設定速度もしくはその近傍に達したとき）、前記入り切りアンプ４ｍをオンする。
そして、前記入り切りアンプ４ｍの出力は前記回転速度偏差ΔＳと前記加算器４ｈにて加算された後、演算増幅器４ｊに入力され、該演算増幅器４ｊはトルク指令を生成して前記駆動装置５を制御し前記電動機６ａが駆動されることとなる。
【００２１】
更に説明を付加すると、前記入り切りアンプ４ｍがオフのとき前記加算器４ｈの出力は前記回転速度偏差ΔＳのみとなって前記電動機６ａは速度制御にて駆動される。また、前記入り切りアンプ４ｍがオンのとき前記加算器４ｈの出力は前記回転速度偏差ΔＳと前記補正後回転位置偏差ＧΔＰが加算されたものとなり、速度制御に加えて位置制御が実行され、前記電動機６ａは回転位置も前記回転位置速度設定器３が出力する指令に精密に追従する同期制御を行うこととなる。
ここで本発明においては、速度制御と位置制御が同時に行われているときを同期制御と呼称する。
【００２２】
図２は前記図１において前記入り切りアンプ４ｍがオンして、同期制御装置４が同期制御中における動作を説明する図であり、時間の推移と共に回転速度、回転位置をグラフにより示している。図２（ａ）は速度制御について説明する図であり、Ｙ軸は回転速度を示し、図２（ｂ）と（ｃ）は位置制御について説明する図であり、Ｙ軸は回転位置を示す。  図２（ａ）のａ４は前記電動機６ａに対する前記回転速度設定信号ａ４を示し、ａ２は前記電動機６ａからの前記回転速度フィードバック信号ａ２を示す。なお、同図では、同期制御中は前記回転速度設定信号ａ４と前記回転速度フィードバック信号ａ２は極めて一致することを示している。
図２（ｂ）は前記印刷ロール７ａが一定の速度で回転するとき、前記回転位置設定信号検出器４ｄが出力する前記印刷ロール７ａに対する前記回転位置設定信号ｃ１の時間的推移を示し、図中のＰｍａｘは前記印刷ロール７ａの１回転における最大回転位置である。同図に示すように、前記回転位置設定信号ｃ１は時間と共に増大し１回転毎にゼロにクリアされる。
【００２３】
図２（ｃ）において、実線で示すｃ２は前記印刷ロール７ａの回転位置フィードバック信号ｃ２の時間的推移を示し、図中の点線で示すｂ３は前記電動機６ａの回転位置の時間的推移を示す。
前記電動機６ａの該回転位置信号ｂ３は前記図１において検出されている信号ではなく説明の為に付記するものである。
又、前記印刷ロール７ａの１回転における最大回転位置、換言すれば前記回転位置フィードバック信号ｃ２の最大値は前記図２（ｂ）と同じくＰｍａｘとなり、前記電動機６ａの１回転における最大回転位置、換言すれば前記回転位置信号ｂ３の最大値は、例えば、前記（２）式の具体例で示す減速比のときＰｍａｘに（３／８）を乗じた値となる。
【００２４】
前記図２（ｂ）と図２（ｃ）を対比すれば、前記電動機６ａをいかなる比率で減速或いは増速して前記印刷ロール７ａを駆動するときも、前記回転位置設定信号ｃ１と前記回転位置フィードバック信号ｃ２の最大値は共にＰｍａｘで常に同じとすることができ前記補正後回転位置偏差ＧΔＰを容易に演算することができる。
そして、前記図１において前記入り切りアンプ４ｍがオンしているとき、前記図２（ｂ）の前記位置速度設定器３による回転位置設定信号ｃ１に、前記図２（ｃ）の前記回転位置フィードバック信号ｃ２が位置制御により追従することとなる。
前記図１６では、電動機６ａのロータリーエンコーダ６ｃが出力する信号から回転位置フィードバック信号を検出していたが、本発明では、電動機６ａの回転位置信号を位置制御に用いずに、印刷ロール７ａに取り付けられた位置検出用ロータリーエンコーダ７ｄが出力する信号から前記印刷ロール７ａの回転位置フィードバック信号ｃ２を検出する。
このため、前記電動機６ａと前記印刷ロール７ａの減速比又は増速比が正の整数のみならず正の実数であっても、前記印刷ロール７ａを同期制御で駆動することができる。
【００２５】
図３は本発明の実施例２の構成を説明する図であり、図４及び図５は図３の実施例２の動作を説明する図である。以下、図３より順次説明を行う。
図３において前記図１と同じ符号を付すものはそれと同じ機能を有しその説明を割愛し、６ｅ、６ｆ、及び７ｅはそれぞれプーリ、ベルト、及びプーリである。プーリ６ｅは前記電動機６ａに付属してプーリ７ｅは前記印刷ロール７ａに付属し、これら２つのプーリ６ｅと７ｅは前記ベルト６ｆにより連結される。該ベルト６ｆはＶベルト、平ベルト、又は歯付きベルトを使用することができる。
前記プーリ６ｅ、７ｅ、及びベルト６ｆによる前記電動機６ａと前記印刷ロール７ａとの減速比又は増速比は正の整数の逆数、或いは正の整数であっても良く、又、正の実数であっても良く、前記位置速度設定器３が出力する回転速度と回転位置に追従して前記印刷ロール７ａの同期制御を可能とする。前記図１のときと同様に減速比は前記（１）式となる。又、前記図１では歯車を用いていたが、本実施例２では以上の説明の通りベルトを用いており、これにより前記印刷ロール７ａ及び前記電動機６ａの設置が容易となると共に設置費用も安価とすることができる。
【００２６】
図３において、前記回転速度設定信号検出器４ａは前記回転位置速度設定器３が送信する信号から前記印刷ロール７ａに対する前記回転速度設定信号ａ３（図示せず）を検出する。
減速比を前記（１）式の（１／ｒ）とすれば、回転速度設定信号検出器４ａは前記（３）式で示す前記電動機６ａに対する前記回転速度設定信号ａ４を演算し出力する。
ここで、前記入り切りアンプ４ｍがオフのとき前記加算器４ｈの出力は前記回転速度偏差ΔＳのみとなって前記電動機６ａは速度制御にて駆動され、前記回転速度フィードバック信号ａ２は前記回転速度設定信号ａ４に等しくなるよう制御される。
一方、前記印刷ロール７ａは前記電動器６ａと前記プーリ６ｅ、プーリ７ｅ、及びベルト６ｆに依り連結しており、該ベルト６ｆの伸び及び該ベルトと前記プーリ６ｅ、７ｅ間の滑りにより、前記印刷ロール７ａは所定の回転速度より遅く回転することとなる。すなわち、前記印刷ロール７ａの回転速度フィードバック信号をａ５とすれば次の（４）式の通りとなる。
［前記印刷ロール７ａの回転速度フィードバック信号ａ５］＜［前記印刷ロール７ａに対する回転速度設定信号ａ３］…（４）式
なお、該回転速度フィードバック信号ａ５は図３の位置検出用ロータリーエンコーダ７ｄより検出し得るが、本発明では検出している信号では無く説明の為の信号である。
【００２７】
次に、図４と図５に依り前記図３の同期制御について説明を行う。
図４は前記図３において前記入り切りアンプ４ｍがオフのときの前記同期制御装置４の動作を説明する図であり、図５は該入り切りアンプ４ｍがオンするときの前記同期制御装置４の動作を説明する図である。以下、図４より順次説明を行う。
図４（ａ）においてＹ軸は回転位置であり、前記図３の印刷ロール７ａに対する前記回転位置設定信号ｃ１と前記回転位置フィードバック信号ｃ２の時間的推移を、それぞれ図中の実線ｃ１及び点線ｃ２で示す。
前記（４）式で示した通り、前記印刷ロール７ａの回転速度フィードバック信号ａ５は前記印刷ロール７ａに対する回転速度設定信号ａ３より小さい為、図４（ａ）で示す通り前記回転位置フィードバック信号ｃ２の１回転の周期は前記回転位置設定信号ｃ１の周期より長くなる。
前記回転位置偏差ΔＰは前記加減算器４ｆにより次の（５）式で演算するもので、時刻ｔ１、ｔ２、及びｔ３における回転位置偏差ΔＰｔ１、ΔＰｔ２、及びΔＰｔ３は（６）式のとおり時間と共にプラス方向に大きくなる。これを換言すれば、前記回転位置速度設定器３の回転位置設定信号ｃ１が前記印刷ロール７ａの回転位置フィードバック信号ｃ２より進みのとき前記回転位置偏差ΔＰの極性はプラスとなる。
［回転位置偏差ΔＰ］＝［回転位置設定信号ｃ１］−［回転位置フィードバック信号ｃ２］…（５）式
（ΔＰｔ１）＜（ΔＰｔ２）＜（ΔＰｔ３）…（６）式
【００２８】
図４（ｂ）は前記回転位置偏差ΔＰの時間的推移を示し、時間の経過と共に該回転位置偏差ΔＰが増大する上記（６）式の様相を時間の経緯と共に連続して模擬的に表すものである。
このように、前記入り切りアンプ４ｍがオフのとき位置制御がオフとなり、前記電動機６ａは速度制御のみで駆動され、前記電動機６ａとベルトで結合されている前記印刷ロール７ａはベルトの滑りに依り所定の回転速度より遅く回転し、前記回転位置偏差ΔＰの時間的推移は前記図４（ｂ）の如く時間と共にプラス方向に無限に増大することとなる。  図５により前記入り切りアンプ４ｍがオンしているときの前記同期制御装置４の動作の説明を行う。図５（ａ）は前記図４（ａ）と同様に前記印刷ロール７ａに対する前記回転位置設定信号ｃ１と前記回転位置フィードバック信号ｃ２の時間的推移をそれぞれ図中の実線ｃ１及び点線ｃ２で示す。
そして、時刻０から時刻ｔ４において前記印刷ロール７ａはベルトの滑りに依り所定の回転速度より遅く回転するので、前記回転位置フィードバック信号ｃ２にて示す回転位置は前記回転位置設定信号ｃ１にて示す回転位置より遅れるものである。又、図５（ｂ）は前記図４の（ｂ）と同様に前記回転位置偏差ΔＰの時間的推移を示し、時刻０から時刻ｔ４において前記回転位置偏差ΔＰが増大することを示している。
【００２９】
ここで前記図３において説明した通り、前記（５）式による回転位置偏差ΔＰは前記回転位置偏差アンプ４ｇにより前記補正後回転位置偏差ＧΔＰに変換され、前記入り切りアンプ４ｍがオンしているとき、該入り切りアンプ４ｍを経由して前記加算器４ｈに入力される。
そして前記加算器４ｈは、前記回転速度偏差ΔＳと前記補正後回転位置偏差ＧΔＰを加算して前記演算増幅器４ｊに入力し、該演算増幅器４ｊはＰＩ制御を行うもので次の（７）式が成立するよう前記駆動装置５を駆動する。
ΔＳ＋ＧΔＰ≒０…（７）式
ここで、ΔＳ＋ＧΔＰ＝０とすると（７）式は（８）式に置き換えることができる。
ａ４−ａ２＋ＧΔＰ＝０
［回転速度フィードバック信号ａ２］＝［回転速度設定信号ａ４］＋［補正後回転位置偏差ＧΔＰ］…（８）式
上記（８）式を説明すれば、前記ベルト６ｆに依る滑りがあっても、前記回転位置速度設定器３が送信する回転速度設定信号に依る速度で前記印刷ロール７ａを駆動する為には、前記電動機６ａを前記補正後回転位置偏差ＧΔＰに依る補正分だけ増速して駆動すれば良いことを示している。
【００３０】
そして、前述のとおり前記図５（ａ）の時刻ｔ４以前において、前記回転位置設定信号ｃ１と前記回転位置フィードバック信号ｃ２の位相ずれは時間と共に大きくなり、前記図４（ｂ）で示すとおり回転位置偏差ΔＰがプラス方向に大きくなる。
該回転位置偏差ΔＰは比例ゲインＧが乗じられて前記補正後回転位置偏差ＧΔＰとなり、ベルトの滑りとして前記（８）式により前記電動機６ａを増速させる。そして、前記図５（ｂ）の時刻ｔ４における前記回転位置偏差がΔＰａ４（前記補正後回転位置偏差で表すとＧΔＰａ４）のとき、ベルトの滑りが前記補正後回転位置偏差ＧΔＰａ４と等価となり、時刻ｔ４以降は前記回転位相偏差がΔＰａ４と一定の値となる。かかるΔＰａ４は滑り位置補正と言うべきものであって、該滑り位置補正ΔＰａ４は前記回転速度設定信号ａ４に対応するものである。
【００３１】
以上のように、前記図３の前記入り切りアンプ４ｍがオフのときは、前記図４（ｂ）に示すとおり前記回転位置偏差ΔＰは時間の経過と共に無限に増大するが、前記入り切りアンプ４ｍがオンのときは、前記図５（ｂ）に示すとおり前記回転位置偏差ΔＰは或る時刻ｔ４以降は前記滑り位置補正ΔＰａ４と一定の値となる。そして、前記（８）式は次に示す（９）式の通りとなり、該（９）式の補正後回転位置偏差ＧΔＰａ４はベルトの滑り量を表し、該補正後回転位置偏差ＧΔＰａ４により定量的及び明確にベルトの滑り量の検出を可能とした。
［回転速度フィードバック信号ａ２］＝［回転速度設定信号ａ４］＋［補正後回転位置偏差ＧΔＰａ４］…（９）式
そして、前記印刷ロール７ａは前記図５の時刻ｔ４以降においては、前記回転位置速度設定器３が出力する回転速度設定信号ａ３（前記電動機６ａに対しては前記回転速度設定信号ａ４）に精度良く等しい速度で回転し、回転位置については回転位置設定信号（前記回転位置設定信号ｃ１）から滑り位置補正ΔＰａ４だけ遅れて回転するものである。
【００３２】
図６は本発明の実施例３の構成を説明する図であり、図７、図８及び図９は図６の実施例３の動作を説明する図である。図６において前記図３と同じ符号を付すものはそれと同じ機能を有しその説明を割愛し、４ｎ、４ｐ、及び４ｑはそれぞれベルト補償器、入り切りアンプ、及び加算器である。
ここで、前記図３において前記加減算器４ｆが前記回転位置設定信号ｃ１と前記回転位置フィードバック信号ｃ２を加減算した結果を回転位置偏差ΔＰとしているが、図６においては回転位置偏差ΔＸとするものである。そして加算器４ｑは次の（１０）式に示すとおり、前記回転位置偏差ΔＸと後述する前記入り切りアンプ４Ｐが出力する滑りキャンセレーション信号１ΔＹ１を加算して回転位置偏差ΔＰを生成し、前記回転位置偏差アンプ４ｇと前記ベルト補償器４ｎへ出力する。
［回転位置偏差ΔＰ］＝［回転位置偏差ΔＸ］＋［滑りキャンセレーション信号１ΔＹ１］…（１０）式
【００３３】
図６の前記ベルト補償器４ｎは前記マイクロプロセッサ４ｋからの指令により、前記回転位置偏差ΔＰを入力して移動平均、又はサンプリングなどの遅延処理を行って滑りキャンセレーション信号１ΔＹ１を出力するものであり、該ベルト補償器４ｎの構成例については後述する。
そして、前記入り切りアンプ４Ｐの入力ａには前記滑りキャンセレーション信号１ΔＹ１が入力され入力ｂには値ゼロが入力され、該入り切りアンプ４ｐは前記マイクロプロセッサ４ｋによりオン、オフされる。入り切りアンプ４ｐがオフのときは、入り切りアンプ４ｐの入力ｂよりゼロが出力ｃに出力され、オンのときは入力ａの前記滑りキャンセレーション信号１ΔＹ１が出力ｃに出力されて前記加算器４ｑに入力される。ここで通常、前記入り切りアンプ４ｍをオンとして前記同期制御装置４が同期制御を開始した後、前記入り切りアンプ４ｐをオンとする。
【００３４】
前記ベルト補償器４ｎは周知の移動平均、又はサンプリングなどの遅延処理を用いて実現され得るもので図７に移動平均に依る構成の一例を示す。
図７において４ｎは前記図６における前記ベルト補償器４ｎであり、ΔＰは前記回転位置偏差ΔＰであり、４ｎ１は前記マイクロプロセッサ４ｋからのサンプリング指令の入力であり、ΔＹ１は前記滑りキャンセレーション信号１ΔＹ１である。
ここで、前記サンプリング指令４ｎ１は図７の４ｎ２に示すとおり前記マイクロプロセッサ４ｋからパルスが周期的に送出される信号である。又、４ｎ３、４ｎ４、及び４ｎ５はそれぞれｍ個の選択スイッチ、ｍ個のメモリ０からメモリ（ｍ−１）からなるリングメモリ、及び平均演算器を示す。
そして、前記回転位置偏差ΔＰはｍ個の前記選択スイッチ４ｎ３に入力され、前記マイクロプロセッサ４ｋからの前記サンプリング指令４ｎ１により該ｍ個の前記選択スイッチ４ｎ３が周期的に順次１個ずつオンされ、対応する前記リングメモリ４ｎ４（ｍ個目のメモリ（ｍ−１）の次は１個目のメモリ０に戻るリング形式である）に前記回転位置偏差ΔＰが時間の経過とともに順次格納される。すなわち、前記メモリ０からメモリ（ｍ−１）には最新のｍ回のサンプリングした前記回転位置偏差ΔＰが格納され、これらのメモリ０からメモリ（ｍ−１）は、前記平均演算器４ｎ５により平均の演算がなされ滑りキャンセレーション信号１ΔＹ１として出力されることとなる。
このように前記ベルト補償器４ｎは、前記回転位置偏差ΔＰを入力とし該回転位置偏差ΔＰを例えば移動平均により遅延させた滑りキャンセレーション信号１ΔＹ１を出力するものである。
【００３５】
ここで、前記図６の前記（１０）式により定まる前記回転位置偏差ΔＰは前記図３の前記回転位置偏差ΔＰと等しい値となるもので、前記入り切りアンプ４ｍがオンして前記同期制御装置４が同期制御を行っているとき、次の（１１）式で示すとおり前記回転位置偏差ΔＰは前記回転速度設定信号ａ４に対応して定まる前記滑り位置補正ΔＰａ４となる。［回転位置偏差ΔＰ］＝［滑り位置補正ΔＰａ４］…（１１）式
又、（１１）式は前記（１０）式より次の（１２）式となる。
［回転位置偏差ΔＰ］＝「滑り位置補正ΔＰａ４］＝［回転位置偏差ΔＸ］＋［滑りキャンセレーション信号１ΔＹ１］…（１２）式
【００３６】
図８は上記（１２）式を更に説明する図である。
図８（ａ）は前記回転速度設定信号ａ４がある値で一定のとき、前記印刷ロール７ａに対する前記回転位置設定信号ｃ１と前記回転位置フィードバック信号ｃ２の時間的推移をそれぞれ図中の実線ｃ１及び点線ｃ２で示し、時刻ｔ５迄は前記入り切りアンプ４ｍがオン、前記入り切りアンプ４ｐがオフであり、時刻ｔ５以降は前記入り切りアンプ４ｍ及び４ｐが共にオンとしている。
そして、前記図５の時刻ｔ４と同様に前記図８（ａ）の時刻ｔ４において、前記印刷ロール７ａはベルトの滑りに依り設定の回転速度より遅く回転するので、前記回転位置フィードバック信号ｃ２にて示す回転位置は、前記回転位置設定信号ｃ１にて示す回転位置より遅れるものである。
そして、時刻ｔ５において前記入り切りアンプ４ｐがオンすることにより、前記滑りキャンセレーション信号１ΔＹ１の補正が加わり、前記電動機６ａは増速するよう微調整され前記回転位置フィードバック信号ｃ２は前記回転位置設定信号ｃ１に時間の経緯と共に接近し、ついには時刻ｔ６において回転位置が一致して回転することとなる。
【００３７】
図８（ａ）に対応して図８（ｂ）は前記回転位置偏差ΔＸと滑りキャンセレーション信号１ΔＹ１の時間的推移をそれぞれ図中の実線及び点線で示す図である。
時刻ｔ５迄は前記入り切りアンプ４ｍがオンしており前記図５において説明したとおり、前記回転位置偏差ΔＸは時刻ｔ４において、前記電動機６ａに対する前記回転速度設定信号ａ４から定まる滑り位置補正ΔＰａ４に等しくなる。
そして、時刻ｔ５において前記入り切りアンプ４ｐがオンとなると共に前記ベルト補償器４ｎを機能させ、該ベルト補償器４ｎは前記回転位置偏差ΔＰ（前記回転速度設定信号ａ４に対応する滑り位置補正ΔＰａ４に等しい）を入力とし該回転位置偏差ΔＰを遅延させた滑りキャンセレーション信号１ΔＹ１を出力する。
かようにして、滑りキャンセレーション信号１ΔＹ１は前記図８（ｂ）において点線で示すとおり時間の経緯と共に増加して前記滑り位置補正ΔＰａ４に一致することとなり、一方、前記（１２）式により前記回転位置偏差ΔＸは減少し時刻ｔ６においてついにはゼロとなり、前記回転位置フィードバック信号ｃ２は前記回転位置設定信号ｃ１に一致することとなる。
以上のようにして前記印刷ロール７ａは精度の良い速度制御のみならず、前記回転位置設定信号ｃ１に精密に追従する位置制御が実行され同期制御により駆動されることとなる。
【００３８】
すなわち前記図６の前記印刷ロール７ａの駆動において、前記回転速度設定信号ａ４と前記速度検出用ロータリーエンコーダ６ｄが出力する回転速度フィードバック信号ａ２に依り速度制御を行って前記電動機６ａを安定に駆動することをベースとする。
そして、位置制御については前記プーリ６ｅ、７ｅ、及び前記ベルト６ｆによる減速比又は増速比が正の整数に依るものであっても正の実数に依るものであっても、前記位置検出用ロータリーエンコーダ７ｄを印刷ロール７ａに設けることに依り、前記回転位置フィードバック信号ｃ２と前記回転位置設定信号ｃ１の１回転当たりの最大回転位置Ｐｍａｘを同じとし、次の（１３）式による前記回転位置偏差ΔＸの演算を容易に可能として位置制御を行う。
ΔＸ＝回転位置設定信号ｃ１−回転位置フィードバック信号ｃ２…（１３）式
更に前記ベルト６ｆを使用するものであっても、前記滑りキャンセレーション信号１ΔＹ１に依り前記ベルトの滑りや延びを補償して前記電動機６ａを増速し、正確な位置制御を実現するものである。
本実施例では以上のような速度制御と位置制御を行って、前記前記印刷ロール７ａの同期制御を精度良く行うことを可能とした。
【００３９】
図９は前記図６における前記回転速度設定信号ａ４と前記回転位置偏差ΔＰの関係を模擬的に説明する図で、Ｘ軸は前記回転速度設定信号ａ４をｒｐｍの単位で示し、Ｙ軸は前記回転位置偏差ΔＰを回転位置と同じ単位で示す。
これを更に説明すると、図９のＹ軸は前記印刷ロールの外周が１０００ｍｍで前記位置検出用ロータリーエンコーダの１回転の位置分解能が１１５，２００のときの例であり、前記Ｙ軸の前記回転位置偏差ΔＰの２００、４００、及び６００は前記位置分解能と同じ単位で表すものである。そして、該Ｙ軸の２００、４００、及び６００を長さに換算すると次の（１４）式のとおりとなると共に、図９のＹ軸に示す１から５は（ｍｍ）の単位で併記するものである。
（１０００ｍｍ／１１５，２００）×６００＝５．２０８ｍｍ
（１０００ｍｍ／１１５，２００）×４００＝３．４７２ｍｍ
（１０００ｍｍ／１１５，２００）×２００＝１．７３６ｍｍ…（１４）式
ここで前記（１１）式にて示すとおり前記回転位置偏差ΔＰは前記回転速度設定信号ａ４に対応して前記滑り位置補正ΔＰａ４となり、該滑り位置補正ΔＰａ４は前記図９（ａ）に示すとおり前記回転速度設定信号ａ４に対応して増減すると共に、前記ベルト６ｆの種類、張り具合や負荷の大小に依って異なり、例えば前記図９（ａ）は図９（ｂ）に比較してベルトの張りが緩やかで滑りが大きい場合を示している。そして、前記（１４）式で示すとおり前記滑り位置補正ΔＰａ４は長さに換算できるものである。
又、前記図９において示される前記滑り位置補正ΔＰａ４、すなわち前記回転位置偏差ΔＰは、前記図６のベルト補償器４ｎにより遅延処理が行なわれて前記滑りキャンセレーション信号１ΔＹ１となり、前記図９のＹ軸は該滑りキャンセレーション信号１ΔＹ１の補正量をも表すものである。ここで、前記図９のベルト６ｆはＶベルトを用いて採取したデータを元に示す。
【００４０】
図１０は本発明の実施例４の構成を説明する図である。図１１は図１０の実施例４の動作を説明するものであり、図１０より説明を行う。
図１０において前記図６と同じ符号を付すものはそれと同じ機能を有しその説明を割愛し、４ｒ及び４ｓはそれぞれベルト補償パターン発生器及び加算器である。
ベルト補償パターン発生器４ｒは前記回転速度設定信号ａ４を入力とし該回転速度設定信号ａ４の増減に対応して、前記図９における前記滑り位置補正ΔＰａ４に近似するパターンの値である滑りキャンセレーション信号２ΔＹ２を出力する。そして、前記図９と同じく前記ベルト補償器４ｎの出力は前記滑りキャンセレーション信号１ΔＹ１であり、前記加算器４ｓは該滑りキャンセレーション信号１ΔＹ１と前記滑りキャンセレーション信号２ΔＹ２を加算して（１５）式のとおり新たな滑りキャンセレーション信号３ΔＹ３を出力するものである。
［滑りキャンセレーション信号３ΔＹ３］＝［滑りキャンセレーション信号１ΔＹ１］＋［滑りキャンセレーション信号２ΔＹ２］…（１５）式
上記滑りキャンセレーション信号３ΔＹ３は前記入り切りアンプ４ｐの入力ａに入力され、該入り切りアンプ４ｐが前記マイクロプロセッサ４ｋによりオンされると前記滑りキャンセレーション信号３ΔＹ３が出力ｃに出力されて前記加算器４ｑに入力される。
【００４１】
図１１は前記（１５）式を更に説明するもので、該図１１においてＸ軸、Ｙ軸、曲線（ａ）、及び曲線（ｂ）は前記図９と同じでありその説明を割愛し、図１１の（ｃ）は前記ベルト補償パターン発生器４ｒが出力する前記滑りキャンセレーション信号２ΔＹ２の例を示す。
すなわち本実施例により前記ベルト６ｆの張り具合や負荷の大小に対し、運転中の前記回転位置偏差ΔＰが前記図１１の（ａ）及び（ｂ）の如くであることを測定することが可能となり、前記回転速度設定信号ａ４の変化に対し該曲線（ａ）及び曲線（ｂ）に近似して前記ベルト補償パターン発生器４ｒが出力する前記滑りキャンセレーション信号２ΔＹ２の特性を点線で示す図１１の（ｃ）のパターンの如くとする。
これにより、前記ベルト６ｆの特性が前記図１１の（ｂ）のとき、例えば１０００ｒｐｍにおける前記図１１の（ｂ）は、前記滑りキャンセレーション信号２ΔＹ２に前記滑りキャンセレーション信号１ΔＹ１を加えたものとなる。
以上のように、前記回転速度設定信号ａ４の変化に対応する前記滑りキャンセレーション信号２ΔＹ２を予めパターン化して定めてベルトの滑りを補償し、前記ベルト補償器４ｎが出力する前記滑りキャンセレーション信号１ΔＹ１の補償量を小さくすることにより、前記回転速度設定信号ａ４が変化中においても精度よく滑り位置補正を可能とすることができる。
【００４２】
図１２は本発明の実施例５の構成を説明する図である。また、図１３は図１２の実施例５の動作を更に説明するものであり、図１２より説明を行う。
図１２において前記図１０と同じ符号を付すものはそれと同じ機能を有しその説明を割愛し、４ｔ、４ｕ、及び４ｖはそれぞれ比較器、表示灯インターフェイス、及びベルト監視表示灯であり、４ｗ及び４ｘはそれぞれ表示器インターフェイス及びベルト滑り表示器である。
表示器インターフェイス４ｗは前記回転位置偏差ΔＰすなわち前記滑り位置補正ΔＰａ４を入力とし前記ベルト滑り表示器４ｘへ信号を出力する。これにより、該ベルト滑り表示器４ｘは前記滑り位置補正ΔＰａ４の値を常時表示し、前記ベルト６ｆの装着状態を経験や勘に頼ることなく数値データにより監視することが可能となる。
又、前記（１４）式の例において、前記印刷ロールの外周が１０００ｍｍで前記位置検出用ロータリーエンコーダの１回転の位置分解能が１１５，２００のとき、前記滑り位置補正ΔＰａ４が６００は長さ５．２０８ｍｍに換算される例を示した。かかる長さへ変換する機能を前記表示器インターフェイス４ｗが有することに依り、前記ベルト滑り表示器４ｘは滑りや延びの量を長さの単位で表示し、これにより前記ベルト６ｆの装着状態の監視をより平易なものとした。
【００４３】
又、前記比較器４ｔは端子１に入力する前記滑り位置補正ΔＰａ４と端子２に入力する予め定めた滑り基準値と比較し、前記滑り位置補正ΔＰａ４が該滑り基準値を超えたとき、前記表示灯インターフェイスを介して前記ベルト監視表示灯４ｖを点灯する。
図１３は前記滑り基準値を説明するもので、該図１３においてＸ軸、Ｙ軸、曲線（ａ）、及び曲線（ｂ）は前記図９と同じで説明を割愛し、（ｄ）又は（ｅ）で示す直線が前記比較器４ｔの端子２に入力する前記滑り基準値である。すなわち前記直線（ｄ）の場合は前記滑り位置補正ΔＰａ４が該直線（ｄ）に示す固定値を越えたとき、アラームとして前記ベルト監視表示灯４ｖを点灯する。
図１３の前記直線（ｅ）は、前記回転速度設定信号ａ４の変化に対応した前記滑り位置補正ΔＰａ４の特性を示す前記曲線（ａ）及び（ｂ）に近似し、該直線（ｅ）を前記比較器４ｔの端子２に入力することによりアラームの検出精度を向上させたものである。
このような前記ベルト監視表示灯４ｖや警報器を設置することにより、前記ベルト６ｆの装着状態を簡便に常時監視することを可能とした。
【００４４】
本発明によれば歯車装置を用いるときも減速比又は増速比が正の実数であっても同期制御を可能とし、同様にベルトを用いても減速比又は増速比が正の整数に依るものであっても正の実数であっても、ベルトの滑りを補償して同期制御を可能とした。
本発明は輪転印刷機、パターンパーフォレータなどの印刷二次加工装置、及び精密搬送装置に利用できるものであり、図１４に本発明を輪転印刷機に適用する場合で、第１の印刷部、第２の印刷部、及び折り部より構成される例を示す。
【００４５】
該図１４において回転位置速度設定器及び折り部を構成する１、２、３、３１、４、５、６ａ、６ｂ、及び７ｂは前記図１に同じ符号を付すものと機能は同じでその説明を割愛し６ｃはロータリーエンコーダ、９１は折り機である。
そして、第１と第２の印刷部を構成する４、５、６ａ、６ｄ、６ｅ、６ｆ、７ｄ、及び７ｅは前記図３に同じ符号を付すものと機能は同じでその説明を割愛し、７１、７２、及び７３はそれぞれ機械的に連結されたラインシャフト、伝達装置、及びサブシャフトで次に説明する印刷ユニットを駆動し、７４ａ、７４ｂ、７４ｃ、及び７４ｄはカラーの印刷を行う印刷ユニットで例えばイエロー、マゼンダ、シアン、及びブラックの各印刷ユニットであり、７５及び７６は版胴とブランケット胴である。
そして、８１、８２、及び８３はそれぞれ給紙部、印刷紙、インフィードロールで、前記給紙部８１から前記印刷紙８２がインフィードロール８３を経て前記印刷ユニット７４ａから７４ｄに供給され、８４及び８５はアウトフィードロール及びドラッグロールで前記印刷紙８１を前記折り機９１に導く。
【００４６】
図１４の第１の印刷部及び第２の印刷部において、前記電動機６ａと前記ラインシャフト７１は前記ベルト６ｆでカップリングし、本発明による前記同期制御装置４を用いて制御するものである。
本発明によれば、前記電動機６ａと前記ラインシャフト７１間の減速比又は増速比は正の実数であればよく選択が容易であるとともに、前記電動機６ａの設置が歯車装置に比して簡単でコストも安価となる特徴がある。なお、折り部は裁断機や折り畳み機構を有して負荷変動が大きいので歯車装置で構成する例としている。そして、第１の印刷部、第２の印刷部、及び折り部はお互いのページを揃え、裁断、折り畳む必要があるので、前記回転位置速度設定器３に精度良く追従して同期制御が実施されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の実施例１を示す図である。
【図２】図１の実施例１の同期制御の動作を説明する図である。
【図３】本発明の実施例２を示す図である。
【図４】図３の実施例２の同期制御の動作を説明する図−その１である。
【図５】図３の実施例２の同期制御の動作を説明する図−その２である。
【図６】本発明の実施例３を示す図である。
【図７】図６に記載のベルト補償器４ｎの構成例である。
【図８】図６の実施例３の同期制御の動作を説明する図−その１である。
【図９】図６の実施例３の動作を説明する図−その２である。
【図１０】本発明の実施例４を示す図である。
【図１１】図１０の実施例４の動作を説明する図である。
【図１２】本発明の実施例５を示す図である。
【図１３】図１２の実施例５の動作を説明する図である。
【図１４】本発明を輪転印刷機に適用した例を示す図である。
【図１５】従来の輪転印刷機の例を示す図である。
【図１６】従来の同期制御を説明する図である。
【図１７】従来の同期制御の動作を説明する図である。
【符号の説明】
【００４８】
１      主電源
２      開閉器
３      回転位置速度設定器
３１    通信回線
４      同期制御装置
４ａ    回転速度設定信号検出器
４ｂ    回転速度フィードバック信号検出器
４ｃ    加減算器
４ｄ    回転位置設定信号検出器
４ｅ    回転位置フィードバック信号検出器
４ｆ    加減算器
４ｇ    回転位置偏差アンプ
４ｈ    加算器
４ｊ    演算増幅器
４ｋ    マイクロプロセッサ
４ｍ    入り切りアンプ
４ｎ    ベルト補償器
４ｎ１  サンプリング指令
４ｎ２  サンプリング指令
４ｎ３  選択スイッチ
４ｎ４  リングメモリ
４ｎ５  平均演算器
４ｐ    入り切りアンプ
４ｑ    加算器
４ｒ    ベルト補償パターン発生器
４ｓ    加算器
４ｔ    比較器
４ｕ    表示灯インターフェィス
４ｖ    ベルト監視表示灯
４ｗ    表示器インターフェィス
４ｘ    ベルト滑り表示器
５      駆動装置
６ａ    電動機
６ｂ    歯車装置
６ｃ    ロータリーエンコーダ
６ｄ    速度検出用ロータリーエンコーダ
６ｅ    プーリ
６ｆ    ベルト
７ａ    印刷ロール（又は出力ロールと呼称する）
７ｂ    歯車装置
７ｄ    位置検出用ロータリーエンコーダ
７ｅ    プーリ
７１    ラインシャフト
７２    伝達装置
７３    サブシャフト
７４ａ  印刷ユニット（イエロー）
７４ｂ  印刷ユニット（マゼンダ）
７４ｃ  印刷ユニット（シアン）
７４ｄ  印刷ユニット（ブラック）
７５    版胴
７６    ブランケット胴
８１    給紙部
８２    印刷紙
８３    インフィードロール
８４    アウトフィードロール
８５    ドラッグロール
９１    折り機
ａ１    電動機６ａに対する回転速度設定信号
ａ２    電動機６ａの回転速度フィードバック信号
ａ３    印刷ロール７ａに対する回転速度設定信号（図示せず）
ａ４    電動機６ａに対する回転速度設定信号
ｂ１    電動機６ａに対する回転位置設定信号
ｂ２    電動機６ａの回転位置フィードバック信号
ｃ１    印刷ロール７ａに対する回転位置設定信号
ｃ２    印刷ロール７ａの回転位置フィードバック信号
Ｇ      比例ゲイン
ＧΔＰ  補正後回転位置偏差ＧΔＰ
ΔＰ    回転位置偏差
ΔＰａ４  滑り位置補正
ΔＳ    回転速度偏差
ΔＸ    回転位置偏差
ΔＹ１  滑りキャンセレーション信号１
ΔＹ２  滑りキャンセレーション信号２
ΔＹ３  滑りキャンセレーション信号３
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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