ジャカード機構 — パンチカード式プログラム可能な模様織り

目的の織りパターンをポイント用紙に描きます。ポイント用紙とは、各マスが経糸と緯糸の交点を1つ表すグラフ用紙のことです。塗りつぶされたマスは経糸が緯糸の上を通ることを表し（「経糸フロート」）、空白のマスは緯糸が経糸の上を通ることを表します（「緯糸フロート」）。グリッドの各行は1つの横糸の通し（シャトルの1往復）に対応します。単純な繰り返しパターンでは20～50行が必要になることがあり、複雑な絵柄のデザインでは数千行必要になる場合もあります。

point paper の各行が、1枚のパンチカードになります。このカードには、ジャカード機構のフック数に対応する位置のグリッドがあり、通常は1枚あたり200から600の位置ですが、大型の機構では1,200に達することもありました。対応する経糸を、その緯糸の通しのために持ち上げる必要がある場所には穴を開けます。穴がなければ、その糸は下がったままです。カードは指示であり、穴のパターンがプログラムです。

各カードを穴あけ枠に置き、手動パンチまたは足踏み式プレスを使って、印の付いた位置にきれいな長方形の穴を開けます。すべての穴は正確な位置に開けなければなりません。穴の位置がずれると、誤った糸が持ち上がり、柄に目立つ欠陥が生じます。熟練したカード穴あけ職人は1時間に30～50枚のカードを作ることができました。複雑な紋織りの絹織物では、1回の柄の繰り返しに10,000～24,000枚のカードが必要でした。

パンチカードを順番どおりに、各カードの上端と下端の穴に紐を通して綴じ合わせます。カードは連続したループを形成し、最後のカードが機構を通過した後、最初のカードに戻ります。これにより、パターンを無限に繰り返すことができます。各カードは正しい順序に並んでいなければならず、1枚でも順序が狂うとパターン全体が乱れます。

ジャカード機構は織機のフレーム上部、綜絖の真上に設置される。縦方向のフックが格子状に並び、それぞれが「シンプル」と呼ばれるコードで下にある1本以上の経糸に接続されている。各フックにはばね仕掛けの針が対応している。紋紙のチェーンは機構前方の穴あきシリンダーの上を通って送られる。組み立て全体で織機の高さがおよそ1メートル増える。

数百から数千本の平行な経糸を経糸ビームに巻き取ります。ジャカード織りには通常、細くて強い糸が使われます。リヨンで最初に使われた繊維は絹でしたが、綿や梳毛ウールも使用できます。経糸の本数はジャカード機構のフック数と一致させる必要があります。フックごとに1本の糸を使う400フックのジャカードでは、400本の経糸が必要です。広幅の生地では、ハーネスの結び方によって本数を増やし、各フックが2～4本の糸を制御するようにできます。

各たて糸を、小さな穴を通るコード（「シンプル」）によって対応するフックに結び付けます。フックが上がるとコードが持ち上げられ、それによってヘドルが持ち上がり、たて糸が持ち上がります。このフックと糸の一対一の接続こそがジャカードの力の源です。すべての糸を個別に指定できるのは、糸がシャフトにまとめられる従来の織機とは異なる点です。

各経糸を筬の羽の間に一本ずつ通し、織り幅全体に糸を均等に配置します。細かい紋織の絹の場合、一般的な筬の密度は1センチメートルあたり30～60羽です。筬はまた打ち込み具としても働き、各緯糸を布の織り前に押し込んで所定の位置に収めます。

たて糸を小さな束にまとめ、布巻きのエプロンに結び付け、たて糸ビームのブレーキを調整して、たて糸に均等に張力をかけます。すべての糸で張力が一定であることが極めて重要です。ジャカード織りは精緻な柄を織り出すため、張力のばらつきはすぐにデザインの歪みとして現れます。

シャトルに緯糸のボビンをセットします。紋織りのジャカード織物では複数の緯糸色を使うことが多く、錦織では柄に応じて3～6色の異なる色のシャトルを交換する必要がある場合があります。単色のダマスク織であれば、シャトルは1つで十分です。滑らかな布地表面を得るため、緯糸は経糸よりも細く柔らかいものを使用してください。

織機を始動させます。各サイクルで、穿孔された円筒がその時点のカードをばね式の針の格子に押し当てます。カードに穴がある箇所では、針が通り抜け、対応するフックが上昇するグリフ（吊り上げバー）に引っかかります。穴がない箇所では、針は押し戻され、フックはグリフに掛からません。選ばれたフックが上昇し、経糸を持ち上げて杼口（シェッド）を形成します。

各ピックの後、シリンダーが1つの位置だけ回転する様子を観察してください。次のカードが針に押し当てられ、次の杼口のために別の組のフックを選択します。これがジャカードの核心です。二進選択、つまり穴があるか否か、持ち上げるか持ち上げないかという選択が、何百もの位置にわたって、カードからカードへと繰り返されます。各カードはプログラムの1行であり、織機はプロセッサであり、布地が出力です。

選択された経糸を持ち上げた状態で、緯糸を巻いた杼を開口部に通します。初期の織機では手作業で、後期のジャカード動力織機ではフライングシャトルや動力ピッキング機構によって機械的に行われます。緯糸は全幅にわたって横たわり、下げられた経糸とのみ交差します。筬で緯糸を打ち込んで定位置に収めます。

数センチメートル織り進むと、布地にパターンが見えてきます。デザインが元の point paper の図面と一致しているか確認してください。エラーがある場合は、カードのパンチ穴の誤り（穴の位置が違う）か、フックと経糸との接続が切れていることが考えられます。カード1枚のパンチ誤りでも、幅全体にわたって水平方向のエラーの線が現れます。その場合は、そのカードを打ち直して、チェーン内で交換しなければなりません。

ブロケードやタペストリー調のジャカード織りでは、シャトルを交換して、柄の特定の箇所で異なる緯糸の色を導入します。カードチェーンはどの経糸を持ち上げるかを制御しますが、織り手（または後には自動シャトル交換機構）が、各シェッドを満たす緯糸の色を制御します。プログラム可能な経糸選択と複数の緯糸色の組み合わせにより、リヨンをヨーロッパの絹の都にした、豊かな模様の織物が生まれました。

巻取り機構が、完成した布を一定の速度で布巻きビームに巻き取り、一定の緯糸密度を保ちます。空になった緯糸ボビンは必要に応じて交換します。ジャカード織りは通常の力織機による平織りより遅く、平織り布の100回以上に対し、通常は毎分30～60回の緯入れとなります。これは、紋紙の読み取りと選択的な開口に1サイクルあたりより多くの時間がかかるためです。

経糸がなくなった場合、または目的の長さに達した場合は、織機を止め、綜絖の後ろで経糸を切断し、完成した布を巻き戻します。ジャカード織りの布は、単純な幾何学模様のダマスクから写実的な肖像画まで多岐にわたります。ジャカード自身の有名な織り肖像画は、1839年にミシェル＝マリー・カルキヤによって制作され、24,000枚のパンチカードを必要としました。これは電子コンピュータ以前に作られた最も複雑な機械プログラムとしてしばしば挙げられます。

ジャカード機構には二つの遺産があります。繊維産業では、複雑な柄織物を手頃な価格にしました。かつては熟練の紋織職人と補助の織工が数週間協力して作っていたデザインが、機械織機を操作する一人のオペレーターで生産できるようになったのです。コンピューティングでは、物理媒体上に記憶されたプログラムという概念を導入しました。ハーマン・ホレリスは、パンチカードを1890年の米国国勢調査に応用しました。IBM はパンチカードによるデータ処理の上に帝国を築きました。ジャカードの絹織機から現代のコンピュータに至る系譜は、直接的であり途切れることがありません。