(57)【要約】      （修正有）【課題】装置の個体差や使用者の個人差が無く、精度良く給紙テンションを制御することが可能な張力制御装置及び張力制御方法を提供する。【解決手段】巻取紙Ｒ１〜Ｒ３の回転を制動可能で、かつ、供給される流体圧の大小変化に応じて制動力を変更可能に構成されたブレーキ機構２０と、巻取紙から引き出される連続紙Ｗを案内するフローチングローラー１１と、先端部においてフローチングローラーを回転可能に支持し、かつ、基端部に設けられた揺動軸１３を中心として揺動可能に設けられたアーム１２と、アームの揺動軸に設けられ、揺動軸の回転角度に対応する信号を出力可能に構成された位置検出手段１４と、位置検出手段により出力された信号に基づいて揺動軸の回転角度を特定可能で、かつ、特定した揺動軸の回転角度に基づいてブレーキ機構に対して供給する流体圧を調整可能に構成されたブレーキ制御機構４０とを備える。【選択図】図１
2018070281.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
巻取紙から引き出される連続紙を印刷部に対して供給可能な給紙部を有する輪転機の前記給紙部における前記連続紙の張力を制御するための張力制御装置であって、
前記巻取紙の回転を制動可能で、かつ、供給される流体圧の大小変化に応じて制動力を変更可能に構成されたブレーキ機構と、
前記巻取紙から引き出される前記連続紙を案内するフローチングローラーと、
先端部において前記フローチングローラーを回転可能に支持し、かつ、基端部に設けられた揺動軸を中心として揺動可能に設けられたアームと、
前記アームの前記揺動軸に設けられ、該揺動軸の回転角度に対応する信号を出力可能に構成された位置検出手段と、
前記位置検出手段により出力された信号に基づいて前記揺動軸の回転角度を特定可能で、かつ、該特定した揺動軸の回転角度に基づいて前記ブレーキ機構に対して供給する流体圧を調整可能に構成されたブレーキ制御機構と
を備えることを特徴とする張力制御装置。
【請求項２】
前記ブレーキ制御機構は、
前記ブレーキ機構に対して供給する流体圧を大小変化させる電空レギュレーターと、
前記位置検出手段により出力された信号に基づいて前記揺動軸の回転角度を特定可能で、かつ、該特定した揺動軸の回転角度に基づいて前記電空レギュレーターを制御する制御部と
を備えることを特徴とする請求項１に記載の張力制御装置。
【請求項３】
前記ブレーキ機構は、前記巻取紙と共に回転するディスクと、前記流体圧に基づいて前記ディスクを制動する複数のキャリパーとを備えるディスクブレーキ機構であり、
前記ブレーキ制御機構は、前記特定した揺動軸の回転角度に基づいて、前記ブレーキ機構に対して供給する流体圧を調整可能に構成されると共に、前記巻取紙の径に基づいて、作動させる前記キャリパーの数を増減させるよう構成されている
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の張力制御装置。
【請求項４】
前記ブレーキ制御機構は、前記キャリパーの数を減少させる際に、前記ブレーキ機構に対して補正流体圧を供給するよう構成されており、
前記補正流体圧は、前記キャリパーの数を切り替える直前の前記揺動軸の回転角度に基づき特定される通常の流体圧に、「『切替前のキャリパーの数』÷『切替後のキャリパーの数』」により算出される補正値を乗ずることで算出される
ことを特徴とする請求項３に記載の張力制御装置。
【請求項５】
前記ブレーキ制御機構は、輪転機の急停止信号に基づいて前記巻取紙を急停止させる際に、前記巻取紙の径及び紙幅に応じて予め設定された急停止圧を前記ブレーキ機構に供給するフィードフォワード制御と、前記フィードフォワード制御後に実行され、前記特定された前記揺動軸の回転角度に基づいて、前記ブレーキ機構に対して供給する流体圧を調整するフィードバック制御とを実行可能に構成されている
ことを特徴とする請求項１乃至４いずれか１項に記載の張力制御装置。
【請求項６】
巻取紙から引き出される連続紙を印刷部に対して供給可能な給紙部を有する輪転機の前記給紙部における前記連続紙の張力を制御するための張力制御方法であって、
前記連続紙の張力の変動に起因して揺動するフローチングローラー及び該フローチングローラーを支持するアームの回転角度を検出可能な位置検出手段から、該回転角度に対応する出力信号を取得する工程と、
前記取得した出力信号に基づいて、前記回転角度を特定する工程と、
前記特定した回転角度に基づいて、前記巻取紙の回転を制動可能なブレーキ機構に対して供給すべき流体圧を特定する工程と、
前記特定した流体圧を前記ブレーキ機構に対して供給することで、前記巻取紙に対する該ブレーキ機構の制動力を調整し、これにより前記連続紙の張力を調整する工程と
を含むことを特徴とする張力制御方法。
【請求項７】
前記ブレーキ機構は、前記巻取紙と共に回転するディスクと、前記流体圧に基づいて前記ディスクを制動する複数のキャリパーとを備え、前記巻取紙の径に基づいて作動させる前記キャリパーの数を増減可能に構成されたディスクブレーキ機構であり、
前記張力制御方法は、前記キャリパーの数を減少させる際に、前記特定した流体圧に「『切替前のキャリパーの数』÷『切替後のキャリパーの数』」により算出される補正値を乗ずることで、前記特定した流体圧を補正する工程を更に含む
ことを特徴とする請求項６に記載の張力制御方法。
【請求項８】
輪転機の急停止信号が入力された際に、前記巻取紙の径及び紙幅に応じて予め設定された急停止圧を前記ブレーキ機構に供給するフィードフォワード制御と、前記フィードフォワード制御後に実行され、前記特定した回転角度に基づいて、前記ブレーキ機構に対して供給する流体圧を調整するフィードバック制御とを実行する
ことを特徴とする請求項６又は７に記載の張力制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、輪転機の給紙部における連続紙の給紙テンションを安定させるための張力制御装置及び張力制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、輪転機の給紙部における巻取紙からインフィードローラーまでの連続紙の張力（すなわち、給紙テンション）を安定させるための張力制御装置として、例えば特許文献１に示すウェブ紙張力制御装置が知られている。
【０００３】
特許文献１のウェブ紙張力制御装置は、図９に示すように、走行中の連続紙Ｗの張力を検出する張力検出機構１１０と、空気圧源１０４に接続される第１〜第４上流側管路１２１〜１２４及びブレーキ機構１０２に接続される下流側管路１２５を有する流体圧供給管路１２０と、張力検出機構１１０に連動してブレーキ機構１０２に供給する空気圧を変更することでブレーキ機構１０２の制動力を調整する第１制動力調整機構１３０及び第２制動力調整機構１４０と、下流側管路１２５に連結される第１〜第４上流側管路１２１〜１２４を選択的に切り換える第１切換機構１５０及び第２切換機構１６０と、紙通しのときの張力を設定する紙通し用張力設定機構１７０とを備えている。
【０００４】
特許文献１のウェブ紙張力制御装置において、張力検出機構１１０は、揺動可能に設けられたアーム１１２と、アーム１１２の先端部において回転可能に支持され、連続紙Ｗを案内するフローチングローラー１１１と、連続紙Ｗの張力に抗する力をアーム１１２に付与するエアーシリンダー１１５とを備えており、連続紙Ｗの張力の変動に伴い、アーム１１２が時計方向又は反時計方向に揺動するよう構成されている。
【０００５】
第１制動力調整機構１３０は、アーム１１２と共に揺動する通常運転用カム（空気圧調整用カム）１３１と、通常運転用カム１３１の揺動に伴って進退するカムフォロアー１３２と、カムフォロアー１３２の進退動作によって空気圧を大小変化させる通常運転用変位空気圧変換器（デセラレーション弁）１３３とを備えている。第２制動力調整機構１４０は、輪転機の急停止時用いられる機構であって、第１制動力調整機構１３０と同様に、緊急停止用カム（空気圧調整用カム）１４１と、緊急停止用カム１４１の揺動に伴って進退するカムフォロアー１４２と、カムフォロアー１４２の進退動作によって空気圧を大小変化させる緊急停止用変位空気圧変換器（デセラレーション弁）１４３とを備えている。緊急停止用カム１４１は、通常運転用カム１３１の略２倍の空気圧がブレーキ機構１０２に供給されるよう、通常運転用カム１３１と若干相違する形状に形成されている。
【０００６】
第１上流側管路１２１は、通常運転時に用いられる管路であり、第２上流側管路１２２は、輪転機の急停止時に用いられる管路であり、第３上流側管路１２３は、紙継ぎ時に用いられる管路であり、第４上流側管路１２４は、紙通し時に用いられる管路である。第１切換機構１５０は、緊急停止信号に対応して作動する電磁弁１５１と、電磁弁１５１の作動によって作動するシャトル弁１５２及び絞り弁１５３を備えており、輪転機の緊急停止のときに、下流側管路１２５に連結される上流側管路を第１上流側管路１２１から第２上流側管路１２２に変換するよう構成されている。第２切換機構１６０は、紙継ぎ時に出力されるカッター作動信号に対応して作動する電磁弁であり、給紙部において紙継ぎが行われたときに、下流側管路１２５に連結される上流側管路を第３上流側管路１２３に変換するよう構成されている。紙通し用張力設定機構１７０は、紙通し信号に対応して作動する電磁弁１７１及び電磁弁１７２を備えており、印刷稼働に先立って輪転機に紙通しするときに、下流側管路１２５に連結される上流側管路を第４上流側管路１２４に変換するよう構成されている。
【０００７】
流体圧供給管路１２０には、第１上流側管路１２１及び第２上流側管路１２２に供給される空気圧を調整するレギュレーター１２６と、第３上流側管路１２３に供給される空気圧を調整するレギュレーター１２７と、第４上流側管路１２４に供給される空気圧を調整するレギュレーター１２８とが設けられている。下流側管路１２５は、下流側端部が３つに分岐してそれぞれブレーキ機構１０２に連結されており、各分岐管路には、管路を開閉する電磁弁１２９が設けられている。
【０００８】
以上の構成を備える特許文献１のウェブ紙張力制御装置は、アーム１１２の揺動に伴う空気圧調整用カム１３１，１４１の揺動、すなわち連続紙Ｗの張力の変動に対応して、カムフォロアー１３２，１４２及び空気圧変換器１３３，１４３を動作させ、これによってブレーキ機構１０２に供給される空気圧を大小変化させることで、連続紙Ｗの張力を安定化させるよう構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０００−１５８６２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１のウェブ紙張力制御装置は、空気圧調整用カム１３１，１４１、カムフォロアー１３２，１４２及び空気圧変換器１３３，１４３を用いた機械的な制御であるため、空気圧調整用カム１３１，１４１の取り付け誤差や各構成の個体差等が生じやすく、それゆえ、ブレーキ機構１０２への最低供給圧やフローチング角度と供給圧との関係が機械毎に異なるおそれがあるという問題がある。
【００１１】
また、フローチングローラーのアームには、フローチングローラーの揺動に抵抗力を与えることで、連続紙Ｗのハンチング（短周期の揺動）を抑制するよう構成されたダンパーが取り付けられることがある。このようなダンパーは、固体によって特性にバラつきがあるため、設置時に都度、ウェイト（おもり）を用いたダンパー調整が必要となる。しかしながら、このダンパー調整は、ウェイトの重みによってアームの揺動時間を計測する方法により行われるため、個人差や計測のバラつきが生じやすく、また、ウェイトの操作者と時間の計測者との２名で行う必要があるため、調整作業が煩雑であるという問題がある。
【００１２】
本発明は、上述した従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、装置の個体差や使用者の個人差が無く、精度良く給紙テンションを制御することが可能な張力制御装置及び張力制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係る張力制御装置は、巻取紙から引き出される連続紙を印刷部に対して供給可能な給紙部を有する輪転機の前記給紙部における前記連続紙の張力を制御するための張力制御装置であって、前記巻取紙の回転を制動可能で、かつ、供給される流体圧の大小変化に応じて制動力を変更可能に構成されたブレーキ機構と、前記巻取紙から引き出される前記連続紙を案内するフローチングローラーと、先端部において前記フローチングローラーを回転可能に支持し、かつ、基端部に設けられた揺動軸を中心として揺動可能に設けられたアームと、前記アームの前記揺動軸に設けられ、該揺動軸の回転角度に対応する信号を出力可能に構成された位置検出手段と、前記位置検出手段により出力された信号に基づいて前記揺動軸の回転角度を特定可能で、かつ、該特定した揺動軸の回転角度に基づいて前記ブレーキ機構に対して供給する流体圧を調整可能に構成されたブレーキ制御機構とを備えることを特徴とする。
【００１４】
本発明に係る張力制御装置において、前記ブレーキ制御機構は、前記ブレーキ機構に対して供給する流体圧を大小変化させる電空レギュレーターと、前記位置検出手段により出力された信号に基づいて前記揺動軸の回転角度を特定可能で、かつ、該特定した揺動軸の回転角度に基づいて前記電空レギュレーターを制御する制御部とを備えることが好ましい。
【００１５】
本発明に係る張力制御装置において、前記ブレーキ機構は、前記巻取紙と共に回転するディスクと、前記流体圧に基づいて前記ディスクを制動する複数のキャリパーとを備えるディスクブレーキ機構であり、前記ブレーキ制御機構は、前記特定した揺動軸の回転角度に基づいて、前記ブレーキ機構に対して供給する流体圧を調整可能に構成されると共に、前記巻取紙の径に基づいて、作動させる前記キャリパーの数を増減させるよう構成されることが好ましい。
【００１６】
本発明に係る張力制御装置において、前記ブレーキ制御機構は、前記キャリパーの数を減少させる際に、前記ブレーキ機構に対して補正流体圧を供給するよう構成されており、前記補正流体圧は、前記キャリパーの数を切り替える直前の前記揺動軸の回転角度に基づき特定される通常の流体圧に、「『切替前のキャリパーの数』÷『切替後のキャリパーの数』」により算出される補正値を乗ずることで算出されることが好ましい。
【００１７】
本発明に係る張力制御装置において、前記ブレーキ制御機構は、輪転機の急停止信号に基づいて前記巻取紙を急停止させる際に、前記巻取紙の径及び紙幅に応じて予め設定された急停止圧を前記ブレーキ機構に供給するフィードフォワード制御と、前記フィードフォワード制御後に実行され、前記特定された前記揺動軸の回転角度に基づいて、前記ブレーキ機構に対して供給する流体圧を調整するフィードバック制御とを実行可能に構成されることが好ましい。
【００１８】
また、本発明に係る本発明に係る張力制御方法は、巻取紙から引き出される連続紙を印刷部に対して供給可能な給紙部を有する輪転機の前記給紙部における前記連続紙の張力を制御するための張力制御方法であって、前記連続紙の張力の変動に起因して揺動するフローチングローラー及び該フローチングローラーを支持するアームの回転角度を検出可能な位置検出手段から、該回転角度に対応する出力信号を取得する工程と、前記取得した出力信号に基づいて、前記回転角度を特定する工程と、前記特定した回転角度に基づいて、前記巻取紙の回転を制動可能なブレーキ機構に対して供給すべき流体圧を特定する工程と、前記特定した流体圧を前記ブレーキ機構に対して供給することで、前記巻取紙に対する該ブレーキ機構の制動力を調整し、これにより前記連続紙の張力を調整する工程とを含むことを特徴とする。
【００１９】
本発明に係る本発明に係る張力制御方法において、前記ブレーキ機構は、前記巻取紙と共に回転するディスクと、前記流体圧に基づいて前記ディスクを制動する複数のキャリパーとを備え、前記巻取紙の径に基づいて作動させる前記キャリパーの数を増減可能に構成されたディスクブレーキ機構であり、前記張力制御方法は、前記キャリパーの数を減少させる際に、前記特定した流体圧に「『切替前のキャリパーの数』÷『切替後のキャリパーの数』」により算出される補正値を乗ずることで、前記特定した流体圧を補正する工程を更に含むことが好ましい。
【００２０】
本発明に係る本発明に係る張力制御方法は、輪転機の急停止信号が入力された際に、前記巻取紙の径及び紙幅に応じて予め設定された急停止圧を前記ブレーキ機構に供給するフィードフォワード制御と、前記フィードフォワード制御後に実行され、前記特定した回転角度に基づいて、前記ブレーキ機構に対して供給する流体圧を調整するフィードバック制御とを実行することが好ましい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、装置の個体差や使用者の個人差が無く、精度良く給紙テンションを制御することが可能な張力制御装置及び張力制御方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】実施形態に係る張力制御装置の概略構成を示す図である。
【図２】ブレーキ制御機構の概略構成を示すブロック構成図である。
【図３】「フローチング角度」と「ノーマル供給圧」との相関関係の一例を示すグラフである。
【図４】本実施形態に係る張力制御方法を概略的に示すフローチャートである。
【図５】通常運転時制御の流れを概略的に示すフローチャートである。
【図６】キャリパー切替時制御の流れを概略的に示すフローチャートである。
【図７】急停止時制御の流れを概略的に示すフローチャートである。
【図８】図８（ａ）は、十分に馴染んでいないキャリパーを用いて本実施形態に係る急停止時制御を実行した場合における給紙テンションの変動を表すグラフであり、図８（ｂ）は、十分に馴染んだキャリパーを用いて本実施形態に係る急停止時制御を実行した場合における給紙テンションの変動を表すグラフである。
【図９】従来のウェブ紙張力制御装置の概略構成を示す図である。
【図１０】図１０（ａ）は、十分に馴染んでいないキャリパーを用いて従来の固定値のみによる急停止時制御を実行した場合における給紙テンションの変動を表すグラフであり、図１０（ｂ）は、十分に馴染んだキャリパーを用いて従来の固定値のみによる急停止時制御を実行した場合における給紙テンションの変動を表すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明を実施するための好適な実施形態について、図面を用いて説明する。なお、以下の実施形態は、各請求項に係る発明を限定するものではなく、また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００２４】
本実施形態に係る張力制御装置は、輪転機の給紙部における連続紙の張力（テンション）を制御するよう構成されている。このような輪転機としては、例えば、複数の巻取紙を保持する給紙部と、給紙部の巻取紙から引き出される連続紙に印刷を施す印刷部と、印刷後の連続紙の走行経路を形成するレールフレーム部と、レールフレーム部から導入された連続紙を所定のカットオフ（断裁長）で断裁して所望の折丁を作成する折部とを備える種々の新聞用オフセット輪転印刷機を用いることができる。
【００２５】
なお、このような新聞用オフセット輪転印刷機において、連続紙の張力は、巻取紙からインフィードローラーまでの給紙テンションと、インフィードローラーから印刷部の入口までのインフィードテンションと、印刷部の出口からアウトフィードローラーまでのアウトフィードテンションと、アウトフィードローラーから折り上ドラッグローラーまでのレールフレームテンションと、折り上ドラッグローラーから最終のニッピングローラーまでの折り部テンションとに大別される。本実施形態に係る張力制御装置は、上述のテンションのうち、給紙テンションを制御するものである。
【００２６】
給紙部には、図１に示すように、複数（本実施形態では３つ）の巻取紙Ｒ１〜Ｒ３を支持する支持アーム（本実施形態では三又アーム）２が回転軸４を中心として回転可能に設けられている。三又アーム２の各先端部には、巻芯を介して巻取紙Ｒ１〜Ｒ３をそれぞれ回転可能に支持する巻取紙支持機構（図示せず）が設けられている。また、給紙部には、巻取紙Ｒ１（Ｒ２又はＲ３）から引き出される連続紙Ｗを印刷部（図示せず）に向けて案内するために、複数のガイドローラーＧ１〜Ｇ３及び後述するフローチングローラー１１が設けられている。さらに、給紙部には、先行して消費されている巻取紙Ｒ１（Ｒ２）の残量が所定量まで減少した際に、新巻取紙Ｒ２（Ｒ３）を順次紙継ぎすると共に、先行して消費されていた巻取紙Ｒ１（Ｒ２）の残余をカッターで切断する自動紙継ぎ機構（図示せず）が設けられている。なお、これら三又アーム２、巻取紙支持機構、ガイドローラーＧ１〜Ｇ３及び自動紙継ぎ機構は、種々の公知の構成を採用することが可能であるため、その詳細な説明を省略する。
【００２７】
また、給紙部には、巻取紙Ｒ１（Ｒ２又はＲ３）から引き出されて走行する連続紙Ｗの張力の変化及び所定の作動信号に応じて巻取紙Ｒ１（Ｒ２又はＲ３）の回転を制動する制動力を調整することで、走行する連続紙Ｗの張力を調整する張力制御装置が設けられている。
【００２８】
本実施形態に係る張力制御装置は、図１に示すように、走行中の連続紙Ｗの張力を検出する張力検出機構１０と、巻取紙Ｒ１〜Ｒ３毎に設けられ、対応する巻取紙Ｒ１〜Ｒ３の回転を制動するブレーキ機構２０と、各ブレーキ機構２０と空気圧源（図示せず）とを連結する複数の空気圧供給管路３０と、張力検出機構１０において検出された連続紙Ｗの張力及び所定の作動信号に基づいてブレーキ機構２０を制御するブレーキ制御機構４０とを備えている。
【００２９】
張力検出機構１０は、巻取紙Ｒ１（Ｒ２又はＲ３）から引き出された連続紙Ｗを案内するフローチングローラー１１と、先端部においてフローチングローラー１１を回転可能に支持し、かつ、基端部に設けられた揺動軸１３を中心として揺動可能に設けられたアーム１２と、アーム１２の揺動軸１３の回転角度を検出可能に構成された位置検出手段１４と、アーム１２に作用する連続紙Ｗの張力に抗する力をアーム１２に付与するエアーシリンダー１５と、フローチングローラー１１の揺動に抵抗力を与えることで、連続紙Ｗのハンチング（短周期の揺動）を抑制するよう構成されたダンパー（図示せず）とを備えている。
【００３０】
アーム１２は、連続紙Ｗに作用する張力によってフローチングローラー１１が牽引されることにより、揺動軸１３を中心として図１における反時計方向に揺動するよう構成されている。エアーシリンダー１５は、空気圧源からレギュレーターを介して供給される空気圧により、アーム１２を図１における時計方向に向けて押圧するよう構成されている。これにより、アーム１２は、フローチングローラー１１に作用する連続紙Ｗの張力と、エアーシリンダー１５により付与される押圧力とが均衡した角度位相において停止し、これらのバランスが崩れた際（すなわち、連続紙Ｗの張力が乱れた際）に、連続紙Ｗの張力とエアーシリンダー１５により付与される押圧力との差に略比例した角度だけ、図１における時計方向又は反時計方向に揺動（角変位）するよう構成されている。なお、本実施形態に係る張力制御装置において、フローチングローラー１１、アーム１２、エアーシリンダー１５及びダンパーは、種々の公知の構成を採用することが可能であるため、その詳細な説明を省略する。また、エアーシリンダー１５を制御する機構（レギュレーター等）についても、種々の公知の構成を採用することが可能であるため、その詳細な説明を省略する。
【００３１】
位置検出手段１４は、アーム１２の揺動軸１３に設けられており、アーム１２の揺動軸１３の回転角度を検出し、該回転角度に対応する出力信号をブレーキ制御機構４０に出力するよう構成されている。このような位置検出手段１４としては、例えば、アーム１２の揺動軸１３の回転角度に応じた電圧（ポテンショ電圧）を出力するよう構成されたポテンショメーター等を好適に用いることが可能である。
【００３２】
ブレーキ機構２０は、三又アーム２の３つの巻取紙支持機構にそれぞれ設けられている。本実施形態に係るブレーキ機構２０は、それぞれ、巻取紙Ｒ１（Ｒ２又はＲ３）と共に回転するディスクと、空気圧に基づいてディスクを制動する複数（本実施形態では４組）のキャリパー（ブレーキパッド）とを備えるエアーディスクブレーキ機構である。ブレーキ機構２０は、各キャリパーに供給される空気圧の増減（大小変化）及び作動されるキャリパーの数の増減によって、制動力が変化するよう構成されている。なお、本実施形態に係る張力制御装置において、ブレーキ機構２０は、種々の公知の構成を採用することが可能であるため、その詳細な説明を省略する。
【００３３】
空気圧供給管路３０は、一端部が空気圧源に接続され、他端部が後述する方向切替弁４５の一方の入力ポートに接続された第１上流管路３２と、第１上流管路３２から分岐して形成され、方向切替弁４５の他方の入力ポートに接続された第２上流管路３４と、一端部が方向切替弁４５の出力ポートに接続され、他端部が３本（第１〜第３下流管路３６ａ〜３６ｃ）に分岐して各ブレーキ機構２０に接続された下流管路３６とを備えている。第１上流管路３２は、後述する第１電空レギュレーター４２の入力側に接続された入力側配管３２ａと、該第１電空レギュレーター４２の出力側に接続された出力側配管３２ｂとを備えている。第２上流管路３４は、後述する第２電空レギュレーター４４の入力側に接続された入力側配管３４ａと、該第２電空レギュレーター４４の出力側に接続された出力側配管３４ｂとを備えている。なお、本実施形態において、これら各管路は、種々の公知の配管を適宜用いることが可能であるため、その詳細な説明を省略する。
【００３４】
ブレーキ制御機構４０は、連続紙Ｗの張力の大小に対して略反比例となるように、ブレーキ機構２０に供給する空気圧を制御することにより、連続紙Ｗの張力を安定化させるよう構成されている。すなわち、連続紙Ｗの張力は、印刷胴の引きに対する巻取紙Ｒ１（Ｒ２，Ｒ３）の制動力によって生じるため、ブレーキ機構２０の制動力が大きくなるほど連続紙Ｗの張力が高くなり、反対に、ブレーキ機構２０の制動力が小さくなるほど連続紙Ｗの張力が低くなる。このため、ブレーキ制御機構４０は、通常運転時においては、連続紙Ｗの張力が予め定められた給紙テンション設定値よりも高い場合にはブレーキ機構２０の制動力を小さくする制御を実行し、連続紙Ｗの張力が給紙テンション設定値よりも低い場合にはブレーキ機構２０の制動力を大きくする制御を実行することで、連続紙Ｗの張力を給紙テンション設定値付近で安定化させる制御を実行する。
【００３５】
具体的には、ブレーキ制御機構４０は、図１及び図２に示すように、第１上流管路３２の入力側配管３２ａと出力側配管３２ｂとの間に設けられた第１電空レギュレーター４２と、第２上流管路３４の入力側配管３４ａと出力側配管３４ｂとの間に設けられた第２電空レギュレーター４４と、第１上流管路３２及び下流管路３６が連通された状態と第２上流管路３４及び下流管路３６が連通された状態とを切り替え可能に構成された方向切替弁４５と、第１〜第３下流管路３６ａ〜３６ｃのそれぞれに設けられた電磁弁（第１〜第３電磁弁）４６ａ〜４６ｃと、第１〜第３電磁弁４６ａ〜４６ｃの下流にそれぞれ設けられ、空気圧を供給するキャリパーの数を切り替え可能に構成されたキャリパー数切り替え弁（第１〜第３キャリパー数切り替え弁）４７ａ〜４７ｃと、これら第１電空レギュレーター４２、第２電空レギュレーター４４、方向切替弁４５、第１〜第３電磁弁４６ａ〜４６ｃ及び第１〜第３キャリパー数切り替え弁４７ａ〜４７ｃを制御する制御部４８と、張力制御に必要となる各種情報を格納する記憶部（メモリー）４９と、張力制御に必要となる各種情報を設定入力するためのタッチパネル（図示せず）とを備えている。
【００３６】
第１電空レギュレーター４２は、制御部４８からの入力信号に応じて、第１上流管路３２の出力側配管３２ｂに供給される空気圧を調整するよう構成されている。また、第２電空レギュレーター４４は、連続紙Ｗが引き出されている巻取紙（図示の例では巻取紙Ｒ１）の現在の径と紙幅とに応じて予め設定された急停止圧（停電寸前の急停止圧）を非通電時でも保持可能に構成されている。方向切替弁４５は、２つの入力ポートと１つの出力ポートとを有する電磁弁（ソレノイドバルブ）であり、励磁状態と非励磁状態とを切り替えることにより、出力ポートに接続される入力ポートを切り替えるよう構成されている。第１〜第３電磁弁４６ａ〜４６ｃは、それぞれ、励磁状態と非励磁状態とを切り替えることにより、連通状態と非連通状態を切り替えるよう構成されている。第１〜第３キャリパー数切り替え弁４７ａ〜４７ｃは、それぞれ、キャリパー毎に設けられた電磁弁が内蔵されており、連通状態の電磁弁の個数を切り替えることにより、空気圧が供給されるキャリパーの数（すなわち、動作させるキャリパーの数）を切り替えるよう構成されている。なお、本実施形態に係る張力制御装置において、第１及び第２電空レギュレーター４２，４４は、種々の公知の電空レギュレーターを採用することが可能であり、方向切替弁４５は、種々の公知の方向切替弁を採用することが可能であり、第１〜第３電磁弁４６ａ〜４６ｃは、種々の公知の開閉切替弁を採用することが可能であり、第１〜第３キャリパー数切り替え弁４７ａ〜４７ｃは、種々の公知の開閉切替弁を採用することが可能であるため、その詳細な説明を省略する。
【００３７】
制御部４８は、本実施形態ではＰＬＣ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｌｏｇｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）であり、図２に示すように、位置検出手段１４、第１及び第２電空レギュレーター４２，４４、方向切替弁４５、第１〜第３電磁弁４６ａ〜４６ｃ、第１〜第３キャリパー数切り替え弁４７ａ〜４７ｃ並びに記憶部４９とそれぞれ電気的に接続されている。
【００３８】
制御部４８は、連続紙Ｗが引き出されている巻取紙（図示の例では巻取紙Ｒ１）に対応する電磁弁（図示の例では第１電磁弁４６ａ）については常時連通状態とし、他の電磁弁（図示の例では第２及び第３電磁弁４６ｂ，４６ｃ）については状況に応じて連通状態と非連通状態とを切り替えるよう、第１〜第３電磁弁４６ａ〜４６ｃを制御可能に構成されている。なお、当該他の電磁弁に対する制御は、従来公知の制御と同様であるため、その詳細な説明を省略する。
【００３９】
また、制御部４８は、連続紙Ｗが引き出されている巻取紙（図示の例では巻取紙Ｒ１）の径に基づいて、作動させるキャリパーの数を増減させるよう構成されている。具体的には、制御部４８は、連続紙Ｗが引き出されている巻取紙（図示の例では巻取紙Ｒ１）の径が９００ｍｍよりも大きい状態においては４組のキャリパーを動作させ、径が９００ｍｍ以下となった際に、動作させるキャリパーを３組に減少させ、径が６００ｍｍ以下となった際に、動作させるキャリパーを２組に減少させ、径が４５０ｍｍ以下となった際に、動作させるキャリパーを１組に減少させるよう、対応するキャリパー数切り替え弁（図示の例では第１キャリパー数切り替え弁４７ａ）を制御可能に構成されている。また、制御部４８は、旧巻取紙Ｒ１（Ｒ２）から新巻取紙Ｒ２（Ｒ３）への紙継ぎ時、及び、急停止時制御時に、動作させるキャリパーを４組に増加させるよう、対応するキャリパー数切り替え弁（図示の例では第１キャリパー数切り替え弁４７ａ）を制御可能に構成されている。なお、巻取紙の径は、巻取紙の装着時の径（当初の径）と、給紙速度に時間を乗することで算出される巻取紙の消費量と、紙厚とに基づいて、リアルタイムに算出することが可能であるが、これに限定されず、センサー等でリアルタイムに検出する方法等の種々の特定方法を採用することが可能である。また、制御部４８は、キャリパーの磨耗を均一化するために、動作させるキャリパーをローテーションさせる制御を実行可能に構成されても良い。
【００４０】
さらに、制御部４８は、通常運転時制御、キャリパー切替時制御及び急停止時制御において、第１上流管路３２及び下流管路３６が連通され、停電時制御において、第２上流管路３４及び下流管路３６が連通されるよう、方向切替弁４５を制御するよう構成されている。ここで、通常運転時制御とは、非停電状態で、かつ、キャリパー数の減少や輪転機の急停止を伴わない通常運転時において実行される張力制御のことをいう。また、キャリパー切替時制御とは、巻取紙Ｒ１（Ｒ２，Ｒ３）の径の減少に伴って、ブレーキ機構２０において動作させているキャリパーの数を減少させる際に実行される張力制御のことをいう。さらに、急停止時制御とは、輪転機が急停止した際に実行される張力制御のことをいい、停電時制御とは、停電時に実行される張力制御のことをいう。
【００４１】
またさらに、制御部４８は、通常運転時制御、キャリパー切替時制御及び急停止時制御において、第１電空レギュレーター４２を制御し、停電時制御において、第２電空レギュレーター４４を作動させるよう構成されている
【００４２】
具体的には、制御部４８は、通常運転時制御においては、まず、アーム１２の揺動軸１３の回転角度に応じた出力信号を位置検出手段１４からリアルタイムで取得し（取得処理）、取得した出力信号に基づいてアーム１２の回転角度を特定する処理（回転角度特定処理）を実行する。次に、制御部４８は、特定した回転角度と記憶部４９に記憶された後述する相関情報とに基づいて、ブレーキ機構２０に供給すべき空気圧を特定する処理（供給空気圧特定処理）を実行する。その後、制御部４８は、特定した空気圧がブレーキ機構２０に供給されるように、第１電空レギュレーター４２の出力空気圧を制御する処理（レギュレーター制御処理）を実行する。このように、制御部４８は、通常運転時制御においては、位置検出手段１４により検出された揺動軸１３の回転角度に基づいて、ブレーキ機構２０に対して供給する空気圧をリアルタイムで調整するフィードバック制御を実行するよう構成されている。なお、以下の説明において、通常運転時制御の方法によって特定される空気圧のことを「ノーマル供給圧」という。
【００４３】
また、制御部４８は、キャリパー切替時制御においては、まず、キャリパーの数を切り替える直前の揺動軸１３の回転角度に応じたノーマル供給圧を特定する処理（ノーマル供給圧特定処理）を実行する。次に、制御部４８は、特定されたノーマル供給圧に「『切替前のキャリパーの数』÷『切替後のキャリパーの数』」により算出される補正値を乗じることで、ノーマル供給圧を補正する処理（空気圧補正処理）を実行する。なお、本実施形態では、補正値は、キャリパーを４組から３組に減じる場合には「１．３３３」であり、キャリパーを３組から２組に減じる場合には「１．５」であり、キャリパーを２組から１組に減じる場合には「２」である。その後、制御部４８は、補正されたノーマル供給圧（以下、「補正空気圧」という）がブレーキ機構２０に供給されるように、第１電空レギュレーター４２の出力空気圧を制御する処理（レギュレーター制御処理）を実行する。このように、制御部４８は、キャリパー切替時制御においては、ノーマル供給圧とキャリパーの切替に応じた補正値とにより算出された補正空気圧に基づいて、ブレーキ機構２０に供給する空気圧を調整するよう構成されている。なお、制御部４８は、キャリパー切替時制御を予め定められた時間（例えば１秒間）実行した後に、ノーマル供給圧に至るまで徐々に減圧することで、通常運転時制御に切り替えるよう構成されている。補正空気圧からノーマル供給圧に至るまでの時間、減圧ステップ数及び各減圧ステップにおける減圧値については、任意に設定することが可能である。
【００４４】
さらに、制御部４８は、輪転機の制御部（図示せず）から出力された輪転機の急停止信号が入力された際に、急停止時制御を実行するよう構成されている。制御部４８は、急停止時制御においては、まず、連続紙Ｗが引き出されている巻取紙（図示の例では巻取紙Ｒ１）の現在の径と紙幅とに応じて予め設定された急停止圧がブレーキ機構２０に供給されるよう、第１電空レギュレーター４２の出力空気圧を制御する処理（固定値によるフィードフォワード制御）を実行する。次に、制御部４８は、位置検出手段１４により検出された揺動軸１３の回転角度に基づいて、ブレーキ機構２０に対して供給される空気圧がリアルタイムで調整されるよう、第１電空レギュレーター４２の出力空気圧を制御する処理（フィードバック制御）を実行する。
【００４５】
本実施形態において、急停止時制御におけるフィードバック制御は、予め定められた任意の範囲内において実行される。例えば、予め定められた急停止圧（連続紙計算による固定値）を１００％値とした場合の７０％値（揺動軸１３の回転角度に換算すると−１２．５度）から１４０％値（揺動軸１３の回転角度に換算すると１７．５度）の範囲内において実行することができる。この場合においては、例えば、紙幅が１６２６ｍｍ（Ａ巻き）で、急停止時における巻取紙Ｒ１（Ｒ２，Ｒ３）の径が１２７０ｍｍである場合における急停止圧（１００％値）を０．４７０［ＭＰａ］に設定した場合には、フィードバック制御の制御領域は、０．３２９［ＭＰａ］（７０％値）〜０．６５８［ＭＰａ］（１４０％値）となる。なお、フィードバック制御の範囲は、上述した７０％〜１４０％に限定されず、例えば５０％〜１２０％等の任意の範囲に設定することが可能である。
【００４６】
このように、制御部４８は、急停止時制御においては、巻取紙の径及び紙幅に応じて予め定められた急停止圧によるフィードフォワード制御を実行した後に、所定の範囲内（例えば７０％〜１４０％や５０％〜１２０％等）においてフィードバック制御を行って供給空気圧をリアルタイムで補正するよう構成されている。なお、急停止時制御において実行されるフィードバック制御は、後述するように、キャリパーの馴染み具合に起因する制動力のバラつきを吸収するための制御であり、通常運転時制御において実行されるフィードバック制御とはその目的が異なるものである。
【００４７】
またさらに、制御部４８は、停電時制御においては、停電に伴って方向切替弁４５への給電を停止して非励磁状態とし、これにより、第２上流管路３４及び下流管路３６を連通させ、第２電空レギュレーター４４が保持している停電寸前の急停止圧をブレーキ機構２０に供給させるよう構成されている。
【００４８】
制御部４８は、上述した連続紙Ｗの張力制御の他、給紙部において行われる紙継ぎ制御等の他の制御（通常の給紙制御）についても実行可能に構成されている。すなわち、制御部４８は、給紙部における通常の給紙制御を実行する既存のＰＬＣに、上述の通常運転時制御、キャリパー切替時制御及び急停止時制御を実行するためのプログラムを格納することにより構成されている。なお、本実施形態に係る制御部４８は、既存のＰＬＣに上述のプログラムを格納する構成に限定されず、既存のＰＬＣとは別体として設けられたＰＬＣに上述のプログラムを格納することで構成されても良い。
【００４９】
記憶部４９には、「フローチング角度（揺動軸１３の回転角度）」と、連続紙Ｗの張力を予め定められた給紙テンション設定値へと調整するためにブレーキ機構２０に供給すべき「ノーマル供給圧」との相関を表す相関情報が格納されている。この相関情報は、例えば図３に示すような相関グラフであるとしても良いし、計算式であるとしても良い。また、これら相関グラフ及び計算式は、実測値に基づいて作成されても良いし、計算により算出された理論値に基づいて作成されても良い。図３は、「フローチング角度（揺動軸１３の回転角度）」と、「ノーマル供給圧」との関係を示すグラフであり、Ｘ軸は、「フローチング角度（揺動軸１３の回転角度）」を表し、Ｙ軸は、「ノーマル供給圧」を表している。図３に示す相関グラフによれば、現在の「フローチング角度（揺動軸１３の回転角度）」の値（Ｘ軸の値）から、連続紙Ｗの張力を予め定められた給紙テンション設定値へと調整するためにブレーキ機構２０に供給すべき「ノーマル供給圧」の値（Ｙ軸の値）を特定することができる。なお、相関グラフは、図３において実線で示した折れ線グラフに限定されず、例えば破線で示した折れ線グラフのように、その設定値を変更するのみで任意に変更することが可能である。
【００５０】
次に、本実施形態に係る張力制御装置を用いた張力制御方法について、図４〜図７を用いて説明する。
【００５１】
輪転機の運転中において、連続紙Ｗには、印刷胴の引きに対する巻取紙Ｒ１（Ｒ２，Ｒ３）の制動力によって給紙テンションが付与されているところ、この給紙テンションは、巻取紙径の減少、連続紙Ｗの走行速度の増減速及び紙継ぎ（ペースター）等の要因により変動する。本実施形態に係る張力制御装置においては、連続紙Ｗに弛みが生じると、アーム１２がエアーシリンダー１５による力の作用によって図１において時計回りに角変位し、連続紙Ｗに張りが生じると、アーム１２は連続紙Ｗの張力の作用によって図１において反時計回りに角変位する。
【００５２】
本実施形態に係る張力制御方法では、図４に示すように、位置検出手段１４によってアーム１２の揺動軸１３の回転角度をリアルタイムで検出（読み込み）し、位置検出手段１４から制御部４８に対し、回転角度に応じた出力信号（ポテンショ電圧）を出力する（Ｓ１）。制御部４８では、位置検出手段１４から取得した出力信号を読み込み、該信号に基づいてアーム１２の揺動軸１３の回転角度を特定する処理をリアルタイムで実行する（Ｓ２）。また、制御部４８では、連続紙Ｗが引き出されている巻取紙Ｒ１（Ｒ２，Ｒ３）の現在の径の読み込み処理をリアルタイムで実行する（Ｓ３）。
【００５３】
そして、制御部４８では、停電が発生したか否かを判定し（Ｓ４）、停電が発生した場合（「ＹＥＳ」の場合）には、停電時制御を実行する（Ｓ５’）。一方、停電が発生していない場合（「ＮＯ」の場合）には、輪転機の制御部から急停止信号が出力されているか否かを判定し（Ｓ５）、急停止信号が出力されている場合（「ＹＥＳ」の場合）には、急停止時制御を実行する（Ｓ６）。一方、急停止信号が出力されていない場合（「ＮＯ」の場合）には、動作させるキャリパー数を切り替えるか否かを判定し（Ｓ６’）、キャリパー数を切り替える場合（「ＹＥＳ」の場合）には、キャリパー切替時制御を実行する（Ｓ７）。一方、キャリパー数を切り替えない場合（「Ｎｏ」の場合）には、通常運転時制御を実行する（Ｓ７’）。
【００５４】
［通常運転時制御］
通常運転時制御（Ｓ７’）では、図５に示すように、上記Ｓ２にて特定した回転角度と、記憶部４９に記憶された「フローチング角度（揺動軸１３の回転角度）」と「ノーマル供給圧」との相関情報とに基づいて、ブレーキ機構２０に供給すべきノーマル供給圧を特定し（Ｓ７’−１）、特定したノーマル供給圧がブレーキ機構２０に供給されるように、第１電空レギュレーター４２の出力空気圧を調整制御する（Ｓ７’−２）。これにより、ブレーキ機構２０による巻取紙Ｒ１（Ｒ２，Ｒ３）の制動力が大小変化され（Ｓ７’−３）、連続紙Ｗの給紙テンションが最適な張力（給紙テンション設定値）に調整される。その後、上記Ｓ１に戻り、再度同様の制御を実行する。このように、本実施形態に係る通常運転時制御によれば、位置検出手段１４により検出された揺動軸１３の回転角度をフィードバックし、ブレーキ機構２０に対して供給する空気圧をリアルタイムで調整することで、連続紙Ｗを最適な張力（給紙テンション設定値）で安定化させることができる。
【００５５】
［キャリパー切替時制御］
キャリパー切替時制御（Ｓ７）では、図６に示すように、まず、上記Ｓ２にて特定した回転角度と、記憶部４９に記憶された「フローチング角度（揺動軸１３の回転角度）」と「ノーマル供給圧」との相関情報とに基づいて、キャリパーの数を切り替える直前の揺動軸１３の回転角度に応じたノーマル供給圧を特定する（Ｓ７−１）。次に、特定されたノーマル供給圧に「『切替前のキャリパーの数』÷『切替後のキャリパーの数』」により算出される補正値を乗じることで、補正空気圧を算出する（Ｓ７−２）。そして、キャリパー数の切り替えを実行すると共に（Ｓ７−３）、算出した補正空気圧がブレーキ機構２０に供給されるように、第１電空レギュレーター４２の出力空気圧を調整制御する（Ｓ７−４）。これにより、ブレーキ機構２０による巻取紙Ｒ１（Ｒ２，Ｒ３）の制動力が大小変化され（Ｓ７−５）、連続紙Ｗの給紙テンションが最適な張力（給紙テンション設定値）に調整される。その後、上記Ｓ１に戻り、再度同様の制御を実行する。このように、本実施形態に係るキャリパー切替時制御によれば、位置検出手段１４により検出された揺動軸１３の回転角度をフィードバックし、キャリパー数の変更に伴う制動力（ブレーキトルク）の変動を補正値で補正した上で、ブレーキ機構２０に対して供給する空気圧をリアルタイムで調整することで、キャリパー数の切替前後においても、連続紙Ｗを最適な張力（給紙テンション設定値）で安定化させることができる。
【００５６】
［急停止時制御］
急停止時制御（Ｓ６）では、図７に示すように、まず、上記Ｓ３にて読み込んだ巻取紙Ｒ１（Ｒ２，Ｒ３）の現在の径に基づいて、予め設定された急停止圧を特定し（Ｓ６−１）、特定した急停止圧がブレーキ機構２０に供給されるように、第１電空レギュレーター４２の出力空気圧を調整制御する（Ｓ６−２）。これにより、巻取紙Ｒ１（Ｒ２，Ｒ３）の径及び紙幅に応じて予め定められた固定値（急停止圧）によってブレーキ機構２０の制動力を増加させ、巻取紙Ｒ１（Ｒ２，Ｒ３）の急停止動作が開始される（Ｓ６−３）。ここで、キャリパーが新品で十分に馴染んでいない場合等、何らかの理由により十分な制動力を発揮できない場合や、これとは逆にキャリパーが馴染み過ぎた場合等、必要以上の制動力が生じている場合には、図１０（ａ）及び図１０（ｂ）に示すように、急停止直後に給紙テンションが減少又は増加し続けるため、断紙等の原因となるおそれがある。そこで、本実施形態に係る急停止時制御では、キャリパーの馴染み具合に起因する制動力のバラつきを吸収するために、固定値（急停止圧）によるフィードフォワード制御後に、位置検出手段１４により検出された揺動軸１３の回転角度に基づくフィードバック制御を実行し（Ｓ６−４）、第１電空レギュレーター４２の出力空気圧をリアルタイムで調整制御することで（Ｓ６−５）、ブレーキ機構２０による巻取紙Ｒ１（Ｒ２，Ｒ３）の制動力をリアルタイムで大小変化させる（Ｓ６−６）。そして、上記Ｓ６−４から上記Ｓ６−６を輪転機が停止するまで繰り返す（Ｓ６−７）。これにより、図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すように、キャリパーの馴染み具合に起因する制動力のバラつきが補正されて連続紙Ｗの給紙テンションが最適な張力（給紙テンション設定値）に調整された状態において、巻取紙Ｒ１（Ｒ２，Ｒ３）が停止される。このように、本実施形態に係る急停止時制御によれば、安定した固定値（急停止圧）によるフィードフォワード制御と、リアルタイムなフィードバック制御とを併せて実行することで、キャリパーの馴染み具合に起因する制動力のバラつきによって急停止直後に給紙テンションが一時的に減少又は増加したとしても、当該バラつきを即座に吸収し、最適な給紙テンションに調整することができる。
【００５７】
［停電時制御］
停電時制御（Ｓ５’）では、方向切替弁４５によって、下流管路３６に連通される上流管路が第１上流管路３２から第２上流管路３４に切り替えられると共に、第２電空レギュレーター４４によって、予め設定された急停止圧がブレーキ機構２０に供給される。これにより、ブレーキ機構２０によって巻取紙Ｒ１（Ｒ２，Ｒ３）の回転を停止させることができる。
【００５８】
以上のとおり、本実施形態に係る張力制御装置は、巻取紙Ｒ１（Ｒ２，Ｒ３）の回転を制動可能で、かつ、供給される空気圧（流体圧）の大小変化に応じて制動力を変更可能に構成されたブレーキ機構２０と、巻取紙Ｒ１（Ｒ２，Ｒ３）から引き出される連続紙Ｗを案内するフローチングローラー１１と、先端部においてフローチングローラー１１を回転可能に支持し、かつ、基端部に設けられた揺動軸１３を中心として揺動可能に設けられたアーム１２と、アーム１２の揺動軸１３に設けられ、揺動軸１３の回転角度に対応する信号を出力可能に構成された位置検出手段１４と、位置検出手段１４により出力された信号に基づいて揺動軸１３の回転角度を特定可能で、かつ、特定した揺動軸１３の回転角度に基づいてブレーキ機構２０に対して供給する空気圧（流体圧）を調整可能に構成されたブレーキ制御機構４０とを備えている。
【００５９】
このように、本実施形態に係る張力制御装置は、特許文献１のウェブ紙張力制御装置のような空気圧調整用カム１３１，１４１、カムフォロアー１３２，１４２及び空気圧変換器１３３，１４３を用いた機械的な制御ではなく、位置検出手段１４とブレーキ制御機構４０とを用いた電気的な制御によりブレーキ機構２０を制御するよう構成されていることにより、特許文献１のウェブ紙張力制御装置と比較して、以下のような利点を有している。
【００６０】
第１に、本実施形態に係る張力制御装置によれば、空気圧調整用カムの取り付け誤差や各構成の個体差等による機械的な誤差を排することが可能となり、これにより、ブレーキ機構２０への最低供給圧やフローチング角度と供給圧との相関関係を一律に設定することができ、全ての給紙部を全く同じ設定条件で稼働させることが可能となる。
【００６１】
第２に、本実施形態に係る張力制御装置によれば、ブレーキ制御機構４０の内部においてアーム１２の揺動角度を角度データとして認識しているため、ダンパー調整において必要となるアームの揺動時間の計測をブレーキ制御機構４０の内部において自動で計測することが可能となる。これにより、個人差や計測のバラつきが無い精度の高い調整を行うことが可能となる。また、揺動時間の計測を人手で行う必要が無く、これによりダンパー調整を１人で実行することが可能となるため、作業効率の向上、作業時間の短縮及び人件費の削減を図ることが可能となる。
【００６２】
第３に、本実施形態に係る張力制御装置によれば、電気的な制御によるものであるため、設定値を変更するだけで、給紙部の設定条件を容易に変更することが可能となる。また、本実施形態に係る張力制御装置によれば、別の制御設定を追加プリセットすることで、制御設定を任意に切り替えて張力制御を実行することが可能となる。
【００６３】
第４に、本実施形態に係る張力制御装置によれば、１つの電空レギュレーター（第１電空レギュレーター４２）によって、通常運転時制御、キャリパー切替時制御及び急停止時制御を切り替えて制御することができるため、特許文献１のウェブ紙張力制御装置と比較して、構成を著しく簡素化することが可能となる。また、本実施形態に係る張力制御装置によれば、停電時制御用の電空レギュレーター（第２電空レギュレーター４４）を追加配置するのみで、通常運転時制御、キャリパー切替時制御及び急停止時制御に加えて、停電時制御も実行することが可能となる。
【００６４】
第５に、従来の張力制御装置では、空気圧調整用カムを用いた機械的な制御であるため、空気圧調整用カムのカム面の範囲内のみでしかフィードバック制御を行うことができないという機械的な制約が存在するが、本実施形態に係る張力制御装置によれば、制約無く任意の範囲でフィードバック制御を実行することが可能となる。
【００６５】
また、本実施形態に係る張力制御装置は、ブレーキ制御機構４０が、キャリパーの数を減少させる際に、キャリパーの数を切り替える直前のノーマル供給圧に「『切替前のキャリパーの数』÷『切替後のキャリパーの数』」により算出される補正値を乗ずることで算出される補正流体圧をブレーキ機構２０に対して供給するよう構成されている。このように構成された本実施形態に係る張力制御装置によれば、位置検出手段１４により検出された揺動軸１３の回転角度をフィードバックし、キャリパー数の変更に伴う制動力（ブレーキトルク）の変動を補正値で補正した上で、ブレーキ機構２０に対して供給する空気圧をリアルタイムで調整することが可能となるため、キャリパー数の切替前後においても、連続紙Ｗを最適な張力（給紙テンション設定値）で安定化させることが可能となると共に、キャリパーの馴染み具合に起因する制動力のバラつきを吸収させることが可能となる。
【００６６】
さらに、本実施形態に係る張力制御装置は、ブレーキ制御機構４０が、輪転機の急停止信号に基づいて巻取紙Ｒ１（Ｒ２，Ｒ３）を急停止させる際に、巻取紙Ｒ１（Ｒ２，Ｒ３）の径及び紙幅に応じて予め設定された急停止圧をブレーキ機構２０に供給するフィードフォワード制御と、フィードフォワード制御後に実行され、特定された揺動軸１３の回転角度に基づいて、ブレーキ機構２０に対して供給する空気圧（流体圧）を調整するフィードバック制御とを実行可能に構成されている。このように構成された本実施形態に係る張力制御装置によれば、安定した固定値（急停止圧）によるフィードフォワード制御と、リアルタイムなフィードバック制御とを併せて実行することで、図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すように、キャリパーの馴染み具合に起因する制動力のバラつきを吸収することが可能となる。
【００６７】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明の技術的範囲は、上述した実施形態に記載の範囲には限定されない。上記各実施形態には、多様な変更又は改良を加えることが可能である。
【００６８】
例えば、上述した実施形態の説明では、ブレーキ機構２０が空気圧により動作するものとして説明したが、これに限定されず、油圧等の液体圧により動作する構成としても良い。
【００６９】
上記のような変形例が本発明の範囲に含まれることは、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【符号の説明】
【００７０】
１１  フローチングローラー、１２  アーム、１３  揺動軸、１４  位置検出手段、２０  ブレーキ機構、４０  ブレーキ制御機構、４２  第１電空レギュレーター（電空レギュレーター）、４８  制御部、Ｒ１〜Ｒ３  巻取紙、Ｗ  連続紙
【図１】
2018070281.tif 000003
【図２】
2018070281.tif 000004
【図３】
2018070281.tif 000005
【図４】
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【図５】
2018070281.tif 000007
【図６】
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【図７】
2018070281.tif 000009
【図８】
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【図９】
2018070281.tif 000011
【図１０】
2018070281.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成28年12月19日(2016.12.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
巻取紙から引き出される連続紙を印刷部に対して供給可能な給紙部を有する輪転機の前記給紙部における前記連続紙の張力を制御するための張力制御装置であって、
前記巻取紙の回転を制動可能で、かつ、供給される流体圧の大小変化に応じて制動力を変更可能に構成されたブレーキ機構と、
前記巻取紙から引き出される前記連続紙を案内するフローチングローラーと、
先端部において前記フローチングローラーを回転可能に支持し、かつ、基端部に設けられた揺動軸を中心として揺動可能に設けられたアームと、
前記アームの前記揺動軸に設けられ、該揺動軸の回転角度に対応する信号を出力可能に構成された位置検出手段と、
前記位置検出手段により出力された信号に基づいて前記揺動軸の回転角度を特定可能で、かつ、該特定した揺動軸の回転角度に基づいて前記ブレーキ機構に対して供給する流体圧を調整可能に構成されたブレーキ制御機構と
を備え、
前記ブレーキ機構は、前記巻取紙と共に回転するディスクと、前記流体圧に基づいて前記ディスクを制動する複数のキャリパーとを備えるディスクブレーキ機構であり、
前記ブレーキ制御機構は、前記特定した揺動軸の回転角度に基づいて、前記ブレーキ機構に対して供給する流体圧を調整可能に構成されると共に、前記巻取紙の径に基づいて、作動させる前記キャリパーの数を増減させるよう構成されている
ことを特徴とする張力制御装置。
【請求項２】
前記ブレーキ制御機構は、
前記ブレーキ機構に対して供給する流体圧を大小変化させる電空レギュレーターと、
前記位置検出手段により出力された信号に基づいて前記揺動軸の回転角度を特定可能で、かつ、該特定した揺動軸の回転角度に基づいて前記電空レギュレーターを制御する制御部と
を備えることを特徴とする請求項１に記載の張力制御装置。
【請求項３】
前記ブレーキ制御機構は、前記キャリパーの数を減少させる際に、前記ブレーキ機構に対して補正流体圧を供給するよう構成されており、
前記補正流体圧は、前記キャリパーの数を切り替える直前の前記揺動軸の回転角度に基づき特定される通常の流体圧に、「『切替前のキャリパーの数』÷『切替後のキャリパーの数』」により算出される補正値を乗ずることで算出される
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の張力制御装置。
【請求項４】
前記ブレーキ制御機構は、輪転機の急停止信号に基づいて前記巻取紙を急停止させる際に、前記巻取紙の径及び紙幅に応じて予め設定された急停止圧を前記ブレーキ機構に供給するフィードフォワード制御と、前記フィードフォワード制御後に実行され、前記特定された前記揺動軸の回転角度に基づいて、前記ブレーキ機構に対して供給する流体圧を調整するフィードバック制御とを実行可能に構成されている
ことを特徴とする請求項１乃至３いずれか１項に記載の張力制御装置。
【請求項５】
巻取紙から引き出される連続紙を印刷部に対して供給可能な給紙部を有する輪転機の前記給紙部における前記連続紙の張力を制御するための張力制御方法であって、
前記連続紙の張力の変動に起因して揺動するフローチングローラー及び該フローチングローラーを支持するアームの回転角度を検出可能な位置検出手段から、該回転角度に対応する出力信号を取得する工程と、
前記取得した出力信号に基づいて、前記回転角度を特定する工程と、
前記特定した回転角度に基づいて、前記巻取紙の回転を制動可能なブレーキ機構に対して供給すべき流体圧を特定する工程と、
前記特定した流体圧を前記ブレーキ機構に対して供給することで、前記巻取紙に対する該ブレーキ機構の制動力を調整し、これにより前記連続紙の張力を調整する工程と
を含み、
前記ブレーキ機構は、前記巻取紙と共に回転するディスクと、前記流体圧に基づいて前記ディスクを制動する複数のキャリパーとを備え、前記巻取紙の径に基づいて作動させる前記キャリパーの数を増減可能に構成されたディスクブレーキ機構であり、
前記張力制御方法は、前記キャリパーの数を減少させる際に、前記特定した流体圧に「『切替前のキャリパーの数』÷『切替後のキャリパーの数』」により算出される補正値を乗ずることで、前記特定した流体圧を補正する工程を更に含む
ことを特徴とする張力制御方法。
【請求項６】
輪転機の急停止信号が入力された際に、前記巻取紙の径及び紙幅に応じて予め設定された急停止圧を前記ブレーキ機構に供給するフィードフォワード制御と、前記フィードフォワード制御後に実行され、前記特定した回転角度に基づいて、前記ブレーキ機構に対して供給する流体圧を調整するフィードバック制御とを実行する
ことを特徴とする請求項５に記載の張力制御方法。