特許 7632762 紙巻取装置及び紙巻取方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-02-10

(45)【発行日】2025-02-19

(54)【発明の名称】紙巻取装置及び紙巻取方法

(51)【国際特許分類】

   B65H 19/26 20060101AFI20250212BHJP

【ＦＩ】

B65H19/26

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2024532845

(86)(22)【出願日】2023-03-16

(86)【国際出願番号】 JP2023010427

(87)【国際公開番号】W WO2024189922

(87)【国際公開日】2024-09-19

【審査請求日】2024-05-31

(73)【特許権者】

【識別番号】501137636

【氏名又は名称】株式会社ＴＭＥＩＣ

(74)【代理人】

【識別番号】110003199

【氏名又は名称】弁理士法人高田・高橋国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】林 恭弘

【審査官】畔津 圭介

(56)【参考文献】

【文献】特開平１０－０３５９６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０２－２４９８４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０５２５７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０２－１２３０７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－２２６６４０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６５Ｈ １９／２６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

紙を巻き取る紙巻取装置であって、
回転軸を中心に旋回する第１アームに設けられた前記紙が巻き取られるべき対象の第１巻き芯と、
前記第１巻き芯を駆動させる第１モータと、
前記回転軸を中心に旋回する第２アームに設けられた前記第１巻き芯の次に前記紙が巻き取られるべき対象の第２巻き芯と、
前記第２巻き芯を駆動させる第２モータと、
前記第１モータ及び前記第２モータの回転制御を行う制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、前記回転制御において、
前記第１巻き芯による前記紙の巻き取り完了後、且つ、前記第２アームの旋回により前記第２巻き芯の位置が前記紙を巻き取るべき位置となった後の前記第２巻き芯付近の前記紙を切断するトラバースカッターの動作中おいて、前記第２モータのトルク値がトルク基準値以上の場合、前記第２モータの制御モードを速度制御からトルク制御に切り替えるとともに、前記紙の張力が目標範囲内となるように前記第２モータの前記トルク値を調節する張力補正制御を行うように構成され、
前記トルク基準値は、前記第２巻き芯に前記紙が巻き取られる直前の前記第１巻き芯の前記紙の巻き取り時における前記紙の張力が前記目標範囲内であるときの前記第１モータのトルク値である
ことを特徴とする紙巻取装置。

【請求項2】

紙を巻き取る紙巻取装置であって、
回転軸を中心に旋回する第１アームに設けられた前記紙が巻き取られるべき対象の第１巻き芯と、
前記第１巻き芯を駆動させる第１モータと、
前記回転軸を中心に旋回する第２アームに設けられた前記第１巻き芯の次に前記紙が巻き取られるべき対象の第２巻き芯と、
前記第２巻き芯を駆動させる第２モータと、
前記第１モータ及び前記第２モータの回転制御を行う制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、前記回転制御において、
前記第１巻き芯による前記紙の巻き取り完了後、且つ、前記第２アームの旋回により前記第２巻き芯の位置が前記紙を巻き取るべき位置となった後の前記第２巻き芯付近の前記紙を切断するトラバースカッターの動作中おいて、前記第２モータのトルク値がトルク基準値以上の場合、前記第２モータの制御モードを速度制御からトルク制御に切り替えるとともに、前記紙の張力が目標範囲内となるように前記第２モータの前記トルク値を調節する張力補正制御を行うように構成され、
前記トルク基準値は、前記第２巻き芯に前記紙が巻き取られる直前の前記第１モータのトルク値に少なくとも前記第２モータの機械損失を足し込んだ値である
ことを特徴とする紙巻取装置。

【請求項3】

請求項２に記載の紙巻取装置であって、
前記機械損失は、前記第２モータの駆動中において定期的に更新される
ことを特徴とする紙巻取装置。

【請求項4】

請求項１又は２に記載の紙巻取装置であって、
前記制御装置は、前記回転制御において、更に、
前記第２モータの前記制御モードを速度制御からトルク制御への切り替え後、且つ、前記トラバースカッターの動作完了後において、前記第１モータの駆動を停止させるように前記第１モータの制御モードを設定するように構成されている
ことを特徴とする紙巻取装置。

【請求項5】

紙を巻き取る紙巻取方法であって、
回転軸を中心に旋回する第１アームに設けられた前記紙が巻き取られるべき対象の第１巻き芯による前記紙の巻き取り完了後、且つ、前記回転軸を中心に旋回する第２アームに設けられた前記第１巻き芯の次に前記紙が巻き取られるべき対象の第２巻き芯の位置が前記紙を巻き取るべき位置となった後の前記第２巻き芯付近の前記紙を切断するトラバースカッターの動作中おいて、前記第２巻き芯を駆動させる第２モータのトルク値がトルク基準値以上か否かを判定することと、
前記第２モータの前記トルク値が前記トルク基準値以上と判定された場合、前記第２モータの制御モードを速度制御からトルク制御に切り替えることと、
前記紙の張力が目標範囲内となるように前記第２モータの前記トルク値を調節する張力補正制御を行うことと、
を含み、
前記トルク基準値は、前記第２巻き芯に前記紙が巻き取られる直前の前記第１巻き芯の前記紙の巻き取り時における前記紙の張力が前記目標範囲内であるときの前記第１巻き芯を駆動させる第１モータのトルク値である
ことを特徴する紙巻取方法。

【請求項6】

紙を巻き取る紙巻取方法であって、
回転軸を中心に旋回する第１アームに設けられた前記紙が巻き取られるべき対象の第１巻き芯による前記紙の巻き取り完了後、且つ、前記回転軸を中心に旋回する第２アームに設けられた前記第１巻き芯の次に前記紙が巻き取られるべき対象の第２巻き芯の位置が前記紙を巻き取るべき位置となった後の前記第２巻き芯付近の前記紙を切断するトラバースカッターの動作中おいて、前記第２巻き芯を駆動させる第２モータのトルク値がトルク基準値以上か否かを判定することと、
前記第２モータの前記トルク値が前記トルク基準値以上と判定された場合、前記第２モータの制御モードを速度制御からトルク制御に切り替えることと、
前記紙の張力が目標範囲内となるように前記第２モータの前記トルク値を調節する張力補正制御を行うことと、
を含み、
前記トルク基準値は、前記第２巻き芯に前記紙が巻き取られる直前の前記第１巻き芯を駆動させる第１モータのトルク値に少なくとも前記第２モータの機械損失を足し込んだ値である
ことを特徴とする紙巻取方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、紙の巻き取り装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１は、紙やフィルム等の帯状のシート状物であるウエブを複数の巻取ロールにより連続的に巻き取る技術を開示する。この従来技術では、ウエブが巻き取られるべき巻取ロールの交換が行われるときにウエブが切断される。具体的には、ウエブが新たに巻き取られるべき巻き芯の外周面にウエブが接した状態で当該ウエブが切断される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】日本特開２０１５－０４８１７３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、複数の巻き芯で紙を連続的に巻き取る場合、巻き芯による紙の巻き取りが完了した後の巻取ロールの交換時における紙の切断にはトラバースカッターが使用されることがある。トラバースカッターによる紙の切断時において、当該巻取ロールと紙を巻き取るべき新たな巻き芯がともに紙を巻き取る状態が発生する。

【0005】

この場合、トラバースカッターによる紙の切断時における新たな巻き芯が紙を巻き取るのに適した動作状態でない場合、新たな巻き芯に巻き取られる紙にシワや紙の巻き崩れ等が生じるおそれがある。

【0006】

本開示の１つの目的は、巻取ロールの交換時における新たな巻き芯による紙の巻き取りの安定性を向上させることができる技術を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示の第１の観点は、紙を巻き取る紙巻取装置に関連する。紙巻取装置は、回転軸を中心に旋回する第１アームに設けられた紙が巻き取られるべき対象の第１巻き芯と、第１巻き芯を駆動させる第１モータと、回転軸を中心に旋回する第２アームに設けられた第１巻き芯の次に紙が巻き取られるべき対象の第２巻き芯と、第２巻き芯を駆動させる第２モータと、第１モータ及び第２モータの回転制御を行う制御装置と、を備える。制御装置は、回転制御において、第１巻き芯による紙の巻き取り完了後、且つ、第２アームの旋回により第２巻き芯の位置が紙を巻き取るべき位置となった後の第２巻き芯付近の紙を切断するトラバースカッターの動作中おいて、第２モータのトルク値がトルク基準値以上の場合、第２モータの制御モードを速度制御からトルク制御に切り替えるとともに、紙の張力が目標範囲内となるように第２モータのトルク値を調節する張力補正制御を行う。トルク基準値は、第１巻き芯の紙の巻き取り時における紙の張力が目標範囲内であるときの第１モータのトルク値である。

【0008】

本開示の第２の観点は、紙を巻き取る紙巻取装置に関連する。紙巻取装置は、回転軸を中心に旋回する第１アームに設けられた紙が巻き取られるべき対象の第１巻き芯と、第１巻き芯を駆動させる第１モータと、回転軸を中心に旋回する第２アームに設けられた第１巻き芯の次に紙が巻き取られるべき対象の第２巻き芯と、第２巻き芯を駆動させる第２モータと、第１モータ及び第２モータの回転制御を行う制御装置と、を備える。制御装置は、回転制御において、第１巻き芯による紙の巻き取り完了後、且つ、第２アームの旋回により第２巻き芯の位置が紙を巻き取るべき位置となった後の第２巻き芯付近の紙を切断するトラバースカッターの動作中おいて、第２モータのトルク値がトルク基準値以上の場合、第２モータの制御モードを速度制御からトルク制御に切り替えるとともに、紙の張力が目標範囲内となるように第２モータのトルク値を調節する張力補正制御を行う。トルク基準値は、更に、第１モータのトルク値に少なくとも第２モータの機械損失を足し込んだ値である。

【0009】

本開示の第３の観点は、第２の観点に加えて、次の特徴を更に有する。機械損失は、第２モータの駆動中において定期的に更新される。

【0010】

本開示の第４の観点は、第１又は第２の観点に加えて、次の特徴を更に有する。制御装置は、回転制御において、更に、第２モータの制御モードを速度制御からトルク制御への切り替え後、且つ、トラバースカッターの動作完了後において、第１モータの駆動を停止させるように第１モータの制御モードを設定する。

【0011】

本開示の第５の観点は、紙を巻き取る紙巻取方法に関連する。紙巻取方法は、回転軸を中心に旋回する第１アームに設けられた紙が巻き取られるべき対象の第１巻き芯による紙の巻き取り完了後、且つ、回転軸を中心に旋回する第２アームに設けられた第１巻き芯の次に紙が巻き取られるべき対象の第２巻き芯の位置が紙を巻き取るべき位置となった後の第２巻き芯付近の紙を切断するトラバースカッターの動作中おいて、第２巻き芯を駆動させる第２モータのトルク値がトルク基準値以上か否かを判定することと、第２モータのトルク値がトルク基準値以上と判定された場合、第２モータの制御モードを速度制御からトルク制御に切り替えることと、紙の張力が目標範囲内となるように第２モータのトルク値を調節する張力補正制御を行うことと、を含む。トルク基準値は、第１巻き芯の紙の巻き取り時における紙の張力が目標範囲内であるときの第１巻き芯を駆動させる第１モータのトルク値である。

【0012】

本開示の第６の観点は、紙を巻き取る紙巻取方法に関連する。紙巻取方法は、回転軸を中心に旋回する第１アームに設けられた紙が巻き取られるべき対象の第１巻き芯による紙の巻き取り完了後、且つ、回転軸を中心に旋回する第２アームに設けられた第１巻き芯の次に紙が巻き取られるべき対象の第２巻き芯の位置が紙を巻き取るべき位置となった後の第２巻き芯付近の紙を切断するトラバースカッターの動作中おいて、第２巻き芯を駆動させる第２モータのトルク値がトルク基準値以上か否かを判定することと、第２モータのトルク値がトルク基準値以上と判定された場合、第２モータの制御モードを速度制御からトルク制御に切り替えることと、紙の張力が目標範囲内となるように第２モータのトルク値を調節する張力補正制御を行うことと、を含む。トルク基準値は、更に、第１巻き芯を駆動させる第１モータのトルク値に少なくとも第２モータの機械損失を足し込んだ値である。

【発明の効果】

【0013】

本開示によれば、紙を切断するトラバースカッターの動作時おいて、第２モータのトルク値がトルク基準値以上の場合、第２モータの制御モードを速度制御からトルク制御に切り替えるとともに、紙の張力が目標範囲内となるように第２モータのトルク値を調節する張力補正制御が行われる。これにより、巻取ロールの交換時における新たな巻き芯による紙の巻き取りの安定性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】実施の形態に係る紙巻取装置の概要を説明するための図である。

【図2】実施の形態に係る紙巻取装置の概要を説明するための図である。

【図3】実施の形態に係る紙巻取装置の具体例を説明するための図である。

【図4】実施の形態に係る紙巻取装置の具体例を説明するための図である。

【図5】実施の形態に係る紙巻取装置の処理例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0015】

添付図面を参照して、本開示の実施の形態に係る紙巻取装置、及び紙巻取方法について説明する。また、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。

【0016】

１．概要
１－１．紙巻取装置の構成

【0017】

図１は、実施の形態に係る紙巻取装置１の概要を説明するための図である。紙巻取装置１は、複数の巻き芯により紙５０を連続的に巻き取るターレット式の装置である。紙５０は、例えば、８００μｍ等の厚さを有する厚紙である。紙巻取装置１は、紙巻取機構部２と、紙切断部３と、制御装置１００とを備えている。

【0018】

紙巻取機構部２は、アーム部１０（第１アーム１０ａ、第２アーム１０ｂ、第３アーム１０ｃ、第４アーム１０ｄ）を含んでいる。各アームのそれぞれは、各アームの一端に設けられた回転軸１０ｅを中心に少なくとも一方向に旋回する機構を有している。これらのアームは、図１（Ａ）に示すように、十字形状の構造であってもよい。

【0019】

各アームのそれぞれは、紙巻取装置１の運転開始後、所定のタイミングごとに所定角度の旋回を繰り返し行う。あるいは、後述する制御装置１００による旋回指示を受けて所定角度の旋回を行う。

【0020】

第１アーム１０ａの他端には、第１巻き芯１１が設けられている。また、第２アーム１０ｂの他端には、第２巻き芯１２が設けられている。第３アーム１０ｃの他端には、ガイドローラ１３が設けられている。そして、第４アーム１０ｄの他端には、ガイドローラ１４が設けられている。

【0021】

第１巻き芯１１は、紙５０が巻き取られるべき対象の巻き芯である。第２巻き芯１２は、第１巻き芯１１の次に紙５０が巻き取られるべき対象の巻き芯である。第２巻き芯１２は、例えば、図１（Ａ）に示すように、回転軸１０ｅを介して、第１巻き芯１１の反対側に位置している。第１巻き芯１１及び第２巻き芯１２のいずれか一方の巻き芯の位置が紙５０を巻き取るべき位置であるとき、紙５０が当該巻き芯により巻き取られる。紙５０を巻き取るべき位置は、例えば、図１（Ａ）に示す第１巻き芯１１の位置である。

【0022】

ガイドローラ１４は、第１巻き芯１１による紙５０の巻き取り完了後、且つ、第２アーム１０ｂの旋回により第２巻き芯１２の位置が紙５０を巻き取るべき位置となってから紙５０が切断されるまでの間において、第１巻き芯１１に巻き取られる紙５０を案内する。図示は省略するが、ガイドローラ１３は、第２巻き芯１２による紙５０の巻き取り完了後、且つ、第１アーム１０ａの旋回により再び第１巻き芯１１の位置が紙５０を巻き取るべき位置となってから紙５０が切断されるまでの間において、第２巻き芯１２に巻き取られる紙５０を案内する。

【0023】

紙巻取機構部２は、更に、第１モータ２１と、第２モータ２２とを含んでいる。第１モータ２１は、第１巻き芯１１を駆動させるモータであり、第１巻き芯１１に固定して取り付けられている。第２モータ２２は、第２巻き芯１２を駆動させるモータであり、第２巻き芯１２に固定して取り付けられている。第１モータ２１及び第２モータ２２は、後述する制御装置１００による指令を受けて、駆動開始、または駆動停止を行う。

【0024】

第１巻き芯１１及び第２巻き芯１２のいずれか一方の巻き芯の位置が紙５０を巻き取るべき位置であるときにおいて、当該巻き芯に対応するモータを駆動させることにより、当該巻き芯による紙５０の巻き取りが実現される。

【0025】

紙切断部３は、第１タッチアーム３０と、第２タッチアーム４０とを含んでいる。第１タッチアーム３０は、切断後の紙５０を第２巻き芯１２が巻き取れるように、紙５０の切断時において、第２巻き芯１２の外周面に紙５０を押さえ付けるための機械装置である。

【0026】

第１タッチアーム３０は、第１タッチアーム３０の一端に設けられた回転軸３０ａを基準として旋回する機構を有している。ここで、図１の視点で第１タッチアーム３０が時計回り方向に旋回する動作を前進と称し、図１の視点で第１タッチアーム３０が反時計周り方向に旋回する動作を後退と称す。第１タッチアーム３０は、紙５０の切断前に前進し、紙５０の切断後に後退する。

【0027】

具体的には、第１タッチアーム３０は、図１（Ｂ）に示すように、紙巻取機構部２の動作完了と同時に前進する。また、第１タッチアーム３０は、後述するトラバースカッター４０ｃによる紙５０の切断完了と同時に後退する。

【0028】

第１タッチアーム３０は、前進時において、第１タッチアーム３０の他端に設けられたニップロール３０ｂにより第２巻き芯１２の外周面に紙５０を押さえ付ける。これにより、切断後の紙５０を第２巻き芯１２が巻き取れるようになる。

【0029】

第２タッチアーム４０は、紙５０を切断する機械装置である。第２タッチアーム４０は、第２タッチアーム４０の一端に設けられた回転軸４０ａを基準として旋回する機構を有している。図１の視点で第２タッチアーム４０が反時計周り方向に旋回する動作を前進と称し、図１の視点で第２タッチアーム４０が時計周り方向に旋回する動作を後退と称す。第２タッチアーム４０は、紙５０の切断前に前進し、紙５０の切断後に後退する。

【0030】

具体的には、第２タッチアーム４０は、図１（Ｂ）に示すように、紙巻取機構部２の動作完了と同時に前進する。また、第２タッチアーム４０は、後述するトラバースカッター４０ｃによる紙５０の切断完了と同時に後退する。

【0031】

第２タッチアーム４０は、第２タッチアーム４０の他端に設けられた第２巻き芯１２を嵌め込んで固定することが可能な巻き芯固定具４０ｂを有しており、紙５０の切断時において第２巻き芯１２が巻き芯固定具４０ｂにより固定される。

【0032】

第２タッチアーム４０は、第２タッチアーム４０の一端と第２タッチアーム４０の他端との間に設けられたトラバースカッター４０ｃを有している。トラバースカッター４０ｃは、紙５０を切断する切断機である。トラバースカッター４０ｃは、紙５０の切断時以外は第２タッチアーム４０に収納されており、紙５０の切断時にのみ用いられる。トラバースカッター４０ｃの使用中のイメージは、例えば、図１（Ｂ）のように表される。

【0033】

トラバースカッター４０ｃは、第２巻き芯１２が紙５０を巻き取るべき位置となった後の第２巻き芯１２付近の紙５０を切断する。紙５０を切断する位置は、例えば、図１（Ｂ）に示すように、第２タッチアーム４０の一端（回転軸４０ａ）と第２タッチアーム４０の他端（巻き芯固定具４０ｂ）との間であり、且つ、第２巻き芯１２付近の位置である。トラバースカッター４０ｃによる紙５０の切断方法の概要については後述する。

【0034】

制御装置１００は、第１モータ２１及び第２モータ２２の回転制御を行うコントローラである。コントローラは、例えば、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）である。また、制御装置１００は、第１モータ２１及び第２モータ２２を駆動するドライバを含んでいる。更に、制御装置１００は、紙巻取プログラム（不図示）を格納している。制御装置１００が紙巻取プログラムを実行することにより、第１モータ２１及び第２モータ２２の回転制御の機能が実現される。

【0035】

制御装置１００は、第１モータ２１と、第２モータ２２と、アーム部１０と、第１タッチアーム３０と、第２タッチアーム４０とにそれぞれ接続している。制御装置１００と各機器との間のそれぞれは、例えば、ケーブルで接続されている。

【0036】

制御装置１００は、少なくとも第２アーム１０ｂの旋回開始フラグをアーム部１０から受信する。また、制御装置１００は、少なくとも第１タッチアーム３０の前進開始フラグを第１タッチアーム３０から受信する。更に、制御装置１００は、少なくとも第２タッチアーム４０の後退開始フラグを第２タッチアーム４０から受信する。制御装置１００による第１モータ２１及び第２モータ２２の回転制御の詳細については後述する。

【0037】

１－２．トラバースカッターの動作例
図２は、実施の形態に係る紙巻取装置１におけるトラバースカッター４０ｃの切断方法の概要を説明するための図である。具体的には、図２には、第１巻き芯１１による紙５０の巻き取り完了後、且つ、第２アーム１０ｂの旋回により第２巻き芯１２の位置が紙５０を巻き取るべき位置となった後の第２巻き芯１２付近の紙５０を切断するトラバースカッター４０ｃの動作例が時系列で示されている。

【0038】

トラバースカッター４０ｃは、図２に示すように、ニップロール３０ｂにより第２巻き芯１２の外周面に紙５０を押さえ付けた状態で、紙５０の長手方向に直交する方向（切断方向）に紙５０を切断する。トラバースカッター４０ｃの切断速度は紙５０の巻き取り速度に合わせられているので、第１巻き芯１１に巻き取られている紙５０はトラバースカッター４０ｃにより巻き取り方向に対して斜め４５度に切断される。

【0039】

また、トラバースカッター４０ｃには、切断方向に対して可動範囲６０が設けられている。トラバースカッター４０ｃは、図２に示すように、可動範囲６０に従って紙５０を切断する。尚、紙５０の幅をＷ［ｍ］、第１巻き芯１１に巻き取られている紙５０の速度をＶ［ｍ／ｍｉｎ］としたとき、トラバースカッター４０ｃの切断時間は、以下の式（１）で表される。

【0040】

【数1】

【0041】

例えば、紙５０の幅が２．０１［ｍ］であり、紙５０の速度を２０［ｍ／ｍｉｎ］としたとき、トラバースカッター４０ｃの切断時間は、６．０３［ｓ］となる。

【0042】

トラバースカッター４０ｃによる紙５０の切断後、２つに分離された紙５０のそれぞれは、第１巻き芯１１と第２巻き芯１２のそれぞれに巻き取られる。これにより、紙巻取装置１の運転を連続的に動作させた状態で第１巻き芯１１による紙５０の巻き取りが完了した後の巻取ロールを交換することができる。

【0043】

２．具体例
２－１．モータの回転制御例
図３は、実施の形態に係る紙巻取装置１の具体例を説明するための図である。具体的には、図３は、紙巻取装置１の制御装置１００における第１モータ２１と第２モータ２２の回転制御例を示している。尚、図３（Ａ）に示す部分の処理は、機械動作が連鎖的に行われ、制御装置１００による制御は行われない。これを踏まえ、以下、制御装置１００による第１モータ２１と第２モータ２２の回転制御例を説明する。

【0044】

制御装置１００は、図３（Ｂ）に示すタイミングにおいて、第１巻き芯１１による紙５０の巻き取り完了後における第２アーム１０ｂの旋回開始フラグをアーム部１０から受信する。

【0045】

そして、制御装置１００は、第２モータ２２を駆動させるように第２モータ２２の制御モードを設定する。具体的には、制御装置１００は、第２モータ２２の制御モードを速度制御に設定する。速度制御とは、モータの回転速度を目標速度の範囲内で駆動させるように制御することである。

【0046】

第２モータ２２の制御モードが速度制御に設定された場合、第２モータ２２の駆動状態は、停止状態、加速状態の順に遷移される。これにより、第２モータ２２を駆動させることができる。その後、第２モータ２２は、第２モータ２２の速度が目標速度の範囲内で駆動するように制御される。

【0047】

また、制御装置１００は、トラバースカッター４０ｃの動作中、且つ、第２モータ２２のトルク値が所定の条件を満たすタイミングにおいて、第２モータ２２の制御モードを速度制御からトルク制御に切り替える。トルク制御とは、モータの発生トルクを目標トルクの範囲内で駆動させるように制御することである。

【0048】

トラバースカッター４０ｃの動作中、且つ、第２モータ２２のトルク値が所定の条件を満たすタイミングとは、例えば、図３（Ｃ）に示す位置である。所定の条件とは、第２モータ２２のトルク値がトルク基準値以上である条件を意味する。トルク基準値の設定の詳細については後述する。

【0049】

ここで、トラバースカッター４０ｃの動作中のタイミングを制御装置１００が把握する方法について考える。トラバースカッター４０ｃの動作中の時間帯は、上述した式（１）により算出される。従って、制御装置１００は、トラバースカッター４０ｃの動作開始時刻のみを把握すればよい。トラバースカッター４０ｃの動作開始時刻は、例えば、第１巻き芯１１の紙５０の巻き取り完了後における第２アーム１０ｂの旋回開始時刻（図３（Ｂ）に示すタイミング）に所定の時間帯（第１時間帯）を足し込んだ時刻である。あるいは、第１タッチアーム３０の前進開始時刻（図３（Ｄ）に示すタイミング）に所定の時間帯（第２時間帯）を足し込んだ時刻である。

【0050】

尚、第１時間帯及び第２時間帯は、予め決められた時間帯の情報であってもよいし、計測により取得された時間帯の情報であってもよい。

【0051】

これを踏まえ、制御装置１００は、第２アーム１０ｂから受信される第２アーム１０ｂの旋回開始フラグを第２アーム１０ｂの旋回開始時刻として設定する。あるいは、第１タッチアーム３０から受信される第１タッチアーム３０の前進開始フラグを第１タッチアーム３０の前進開始時刻として設定する。そして、制御装置１００は、第２アーム１０ｂの旋回開始時刻に第１時間帯を足し込む。あるいは、第１タッチアーム３０の前進開始時刻に第２時間帯を足し込む。これにより、制御装置１００がトラバースカッター４０ｃの動作開始時刻を把握することができる。

【0052】

更に、制御装置１００は、トラバースカッター４０ｃの動作中、且つ、第２モータ２２のトルク値が上述した所定の条件を満たすタイミングにおいて、第２モータ２２に対する張力補正制御を行う。すなわち、制御装置１００は、当該タイミングにおいて、第２モータ２２の制御モードを速度制御からトルク制御に切り替えるとともに、第２モータ２２に対する張力補正制御を行う。張力補正制御とは、紙５０の張力が目標範囲内となるようにモータのトルク値を調節することである。

【0053】

また、制御装置１００は、第２モータ２２の制御モードを速度制御からトルク制御に切り替え後、且つ、トラバースカッター４０ｃの動作完了後において、第１モータ２１の駆動を停止させるように第１モータ２１の制御モードを設定する。具体的には、制御装置１００は、第１モータ２１の制御モードをトルク制御から停止に切り替える。第１モータ２１の制御モードが停止に設定された場合、第１モータ２１の駆動状態は、減速状態及、停止状態の順に遷移される。これにより、第１モータ２１の駆動を停止させることができる。

【0054】

ここで、トラバースカッター４０ｃの動作完了時刻を制御装置１００が把握する方法について考える。トラバースカッター４０ｃの動作完了時刻は、例えば、第２タッチアーム４０の後退開始時刻（図３（Ｅ）に示すタイミング）であってもよい。制御装置１００は、第２タッチアーム４０から受信される第２タッチアーム４０の後退開始フラグを第２タッチアーム４０の後退開始時刻として設定する。これにより、制御装置１００がトラバースカッター４０ｃの動作完了時刻を把握することができる。

【0055】

２－２．トルク基準値の設定例
制御装置１００は、図４に示すように、第２モータ２２の駆動開始後、トルク基準値を設定する。トルク基準値は、第１巻き芯１１の紙５０の巻き取り時における紙５０の張力が目標範囲内であるときの第１モータ２１のトルク値である。トルク基準値の設定に用いられる第１モータ２１のトルク値は、予め決められたデータであってもよいし、第２巻き芯１２に紙５０が巻き取られる直前の第１巻き芯１１から取得されたデータであってもよい。

【0056】

更に、トルク基準値は、第１モータ２１のトルク値に少なくとも第２モータ２２の機械損失を足し込んだ値であってもよい。機械損失とは、モータの回転速度に依存する機械損を意味する。機械損失は、第２モータ２２の個体差によって異なり、第２モータ２２の駆動中において定期的に計算される。そして、トルク基準値の設定に用いられる機械損失が定期的に更新される。

【0057】

また、制御装置１００は、トラバースカッター４０ｃの動作中において、第２モータ２２のトルク値がトルク基準値以上か否かを判定する。第２モータ２２のトルク値がトルク基準値以上と判定された場合、制御装置１００は、図４に示すように、第２モータ２２の制御モードを速度制御からトルク制御に切り替える。更に、制御装置１００は、図４に示すように、第２モータ２２の制御モードを速度制御からトルク制御に切り替えるとともに、第２モータ２２に対する張力補正制御を行う。

【0058】

２－３．効果
このように、実施の形態に係る紙巻取装置１では、トラバースカッター４０ｃの動作中おいて、第２モータ２２のトルク値がトルク基準値以上の場合、第２モータ２２の制御モードを速度制御からトルク制御に切り替えるとともに、紙５０の張力が目標範囲内となるように第２モータ２２のトルク値を調節する張力補正制御が行われる。これにより、巻取ロールの交換時における新たな巻き芯による紙５０の巻き取りの安定性を向上させることができる。

【0059】

３．処理例
図５は、実施の形態に係る紙巻取装置１における制御装置１００の処理例を示すフローチャートである。

【0060】

ステップＳ１００において、制御装置１００は、第２アーム１０ｂの旋回開始フラグに基づいて、第２モータ２２の制御モードを速度制御に設定する。その後、処理はステップＳ１１０に進む。

【0061】

ステップＳ１１０において、制御装置１００は、第２モータ２２の回転制御を行うためのトルク基準値を設定する。その後、処理はステップＳ１２０に進む。

【0062】

ステップＳ１２０において、制御装置１００は、トラバースカッター４０ｃの動作中か否かを判定する。トラバースカッター４０ｃの動作中であると判定された場合（ステップＳ１２０；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１３０に進む。それ以外の場合（ステップＳ１２０；Ｎｏ）、処理はステップＳ１２０に戻る。

【0063】

ステップＳ１３０において、制御装置１００は、第２モータ２２のトルク値がトルク基準値以上か否かを判定する。第２モータ２２のトルク値がトルク基準値以上であると判定された場合（ステップＳ１３０；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１４０に進む。それ以外の場合（ステップＳ１３０；Ｎｏ）、処理はステップＳ１３０に戻る。

【0064】

ステップＳ１４０において、制御装置１００は、第２モータ２２の制御モードを速度制御からトルク制御に切り替える。その後、処理はステップＳ１５０に進む。

【0065】

ステップＳ１５０において、制御装置１００は、第２モータ２２に対する張力補正制御を実行する。その後、処理はステップＳ１６０に進む。尚、ステップＳ１５０の処理は、上述したステップＳ１４０の処理と同時に行われる。

【0066】

ステップＳ１６０において、制御装置１００は、第１モータ２１の制御モードをトルク制御から停止に切り替える。

【符号の説明】

【0067】

１…紙巻取装置、２…紙巻取機構部、３…紙切断部、１０…アーム部、１０ａ…第１アーム、１０ｂ…第２アーム、１０ｃ…第３アーム、１０ｄ…第４アーム、１１…第１巻き芯、１２…第２巻き芯、１３…ガイドローラ、２１…第１モータ、２２…第２モータ、３０…第１タッチアーム、３０ａ…回転軸、３０ｂ…ニップロール、４０…第２タッチアーム、４０ａ…回転軸、４０ｂ…巻き芯固定具、４０ｃ…トラバースカッター、５０…紙、６０…可動範囲、１００…制御装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】