JP5907604B2 - Sheet transport device - Google Patents
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Description
本発明は、用紙がロール状に巻かれたロール紙から用紙を引き出して搬送するシート搬送装置に関する。 The present invention relates to a sheet conveying apparatus that pulls out and conveys a sheet from a roll sheet in which the sheet is wound in a roll shape.
従来から、用紙がロール状に巻かれたロール紙(以下、用紙がロール状に巻かれた部分を「ロール体」とし、ロール体から引き出された部分を「シート体」とする)から用紙を引き出して搬送するシート搬送装置では、搬送精度の向上が求められている。そのために、ロール体とロール体からシート体を引き出す搬送ローラ対との間に一定のテンションを与えることで、印刷品質に悪影響を与えるずれや、弛み、斜行、巻癖などの除去、補正が行われている。 Conventionally, paper is rolled from roll paper (hereinafter referred to as “roll body” where the paper is wound in roll form, and “sheet body” is the portion pulled out from the roll body). In a sheet conveying apparatus that pulls out and conveys, improvement in conveying accuracy is required. Therefore, by applying a constant tension between the roll body and the pair of transport rollers that pulls out the sheet body from the roll body, it is possible to remove and correct misalignment, slack, skew, curl, etc. that adversely affect print quality. Has been done.
このようなシート体に一定のテンションを与える機構として、特許文献1に開示されたものが知られている。この機構は、ロール体を回転させるための駆動力を与える第1モータと、搬送駆動ローラを駆動させる駆動力を与える第2モータと、事前に第1モータに作用する負荷と駆動速度との関係を測定する負荷測定手段とを有している。負荷測定手段の測定結果と第2モータの駆動速度とに基づく補間出力を第1モータに対して与えることで、ある搬送速度でシート体を搬送した際に所望のテンションがシート体に与えられるようになっている。
As a mechanism for applying a constant tension to such a sheet body, a mechanism disclosed in
しかしながら、特許文献1に記載の方法では、「給紙モータ(第1モータ)への電流」と「シート体の所定速度」との関係を用いて、テンションの調節が行われる。つまり、この方法では、ロール体の回転の際に生じる回転軸まわりの慣性モーメント(以下、「イナーシャ」という)が考慮されていない。そのため、給紙モータの加減速時に、シート体に与えられるテンションがイナーシャの影響によって所定値から外れる可能性があり、その際に搬送精度の悪化が懸念される。
However, in the method described in
したがって、搬送精度を維持するためには、イナーシャの変動に応じた回転トルクをロール体に与え、テンションを常に一定に保つ制御を行う必要があり、そのためには、ロール体のイナーシャを算出する必要がある。 Therefore, in order to maintain the conveyance accuracy, it is necessary to apply control to keep the tension constant by applying rotational torque corresponding to the fluctuation of inertia to the roll body. To that end, it is necessary to calculate the inertia of the roll body There is.
ところで、イナーシャを算出する方法としては、運動エネルギーから計算する方法や、運動方程式から計算する方法などがあるが、算出方法にはそれぞれに利点や欠点がある。そのため、算出方法によっては、イナーシャを正確に算出するためにスループットの低下を引き起こす場合がある。その一方で、スループットを低下させずにイナーシャを算出することも可能であるが、その場合、搬送精度の維持が問題となる。 By the way, as a method of calculating inertia, there are a method of calculating from kinetic energy, a method of calculating from the equation of motion, and the like, but each calculation method has advantages and disadvantages. For this reason, depending on the calculation method, there is a case where throughput is lowered in order to accurately calculate the inertia. On the other hand, it is possible to calculate the inertia without reducing the throughput, but in that case, maintaining the conveyance accuracy becomes a problem.
そこで本発明は、スループットの低下を最小限に抑えながら、搬送精度を高精度に維持するシート搬送装置を提供することを目的とする。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides a sheet conveying apparatus that maintains high conveyance accuracy while minimizing a decrease in throughput.
上述した目的を達成するために、本発明のシート搬送装置は、用紙がロール状に巻かれたロール紙を回転駆動する給紙モータと、ロール紙から引き出された用紙を所定方向に搬送する搬送ローラと、搬送ローラを回転駆動する搬送モータと、給紙モータおよび搬送モータの駆動を制御する制御部と、を有している。一態様では、制御部が、搬送モータの電流値を検出する電流検出部と、ロール紙の慣性モーメントを算出する算出手段と、算出手段による慣性モーメント算出値が所定の範囲内であるか否かを判定する判定手段と、判定手段により慣性モーメント算出値が所定の範囲外であると判定された場合に、ロール紙の慣性モーメントを再算出する再算出手段と、を有し、判定手段は、電流検出部によって検出された電流値が所定の範囲内である場合に、慣性モーメント算出値が所定の範囲内であると判定し、制御部は、算出手段または再算出手段による慣性モーメント算出値に基づいて、給紙モータの発生トルクを制御して、搬送ローラとロール紙との間の用紙に所定のテンションを発生させることを特徴とする。他の態様では、制御部が、給紙モータの駆動を必要としない第1の算出方法を用いて、ロール紙の慣性モーメントを算出する算出手段と、算出手段による慣性モーメント算出値が所定の範囲内であるか否かを判定する判定手段と、判定手段により慣性モーメント算出値が所定の範囲外であると判定されなかった場合に、給紙モータの駆動を必要とする第2の算出方法を用いて、ロール紙の慣性モーメントを再算出する再算出手段と、を有し、制御部は、判定手段により慣性モーメント算出値が所定の範囲外であると判定された場合には、その慣性モーメント算出値に基づき、判定手段により慣性モーメント算出値が所定の範囲外であると判定された場合には、再算出手段による慣性モーメント再算出値に基づいて、給紙モータの発生トルクを制御して、搬送ローラとロール紙との間の用紙に所定のテンションを発生させることを特徴とする。 In order to achieve the above-described object, a sheet conveying apparatus according to the present invention includes a sheet feeding motor that rotates and rolls a sheet of paper wound in a roll shape, and a conveyance that conveys the sheet drawn from the rolled sheet in a predetermined direction A roller, a conveyance motor that rotationally drives the conveyance roller, and a control unit that controls driving of the paper feed motor and the conveyance motor . In one aspect, the control unit detects a current value of the conveyance motor, a calculation unit that calculates the moment of inertia of the roll paper, and whether the calculated moment of inertia value by the calculation unit is within a predetermined range. And a recalculation unit that recalculates the moment of inertia of the roll paper when the determination unit determines that the calculated moment of inertia value is outside a predetermined range . When the current value detected by the current detection unit is within a predetermined range, it is determined that the calculated moment of inertia value is within the predetermined range, and the control unit determines the calculated moment of inertia value by the calculation unit or the recalculation unit. Based on this, the torque generated by the paper feed motor is controlled to generate a predetermined tension on the paper between the transport roller and the roll paper. In another aspect, the control unit calculates a moment of inertia of the roll paper using the first calculation method that does not require driving of the paper feed motor, and the moment of inertia calculated by the calculator is within a predetermined range. And a second calculation method that requires driving of the paper feed motor when the determination means does not determine that the calculated moment of inertia value is outside the predetermined range. Re-calculating means for re-calculating the moment of inertia of the roll paper, and when the determining means determines that the calculated moment of inertia is outside a predetermined range, the control section Based on the calculated value, when the determining means determines that the calculated moment of inertia is outside the predetermined range, the generated torque of the paper feeding motor is calculated based on the calculated recalculated moment of inertia. And your, characterized in that to generate a predetermined tension in the sheet between the conveying roller and the roll paper.
以上、本発明によれば、ロール紙の慣性モーメント(イナーシャ)が算出され、その算出値の信頼性が判定されるため、常に精度の高いイナーシャの算出値を得ることができる。また、イナーシャの再算出は、信頼性が低いと判定された場合にのみ限定されるため、スループットへの影響も限定的となる。このようにして、スループットの低下を最小限に抑えながら、搬送精度を高精度に維持するシート搬送装置を提供することができる。 As described above, according to the present invention, since the inertia moment (inertia) of the roll paper is calculated and the reliability of the calculated value is determined, it is possible to always obtain the calculated value of the inertia with high accuracy. In addition, since the inertia recalculation is limited only when it is determined that the reliability is low, the influence on the throughput is also limited. In this way, it is possible to provide a sheet conveying apparatus that maintains high conveyance accuracy while minimizing a decrease in throughput.
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。なお、本明細書では、本発明のシート搬送装置として、プリンタに適用した場合を例に挙げて説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば複写機やファクシミリなどロール紙を用いた各種機器に適用可能である。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In this specification, the sheet conveying apparatus of the present invention is described as an example applied to a printer. However, the present invention is not limited to this, and for example, a roll paper such as a copying machine or a facsimile is used. Applicable to various devices used.
図1は、本発明のシート搬送装置を備えたプリンタの一実施形態を示す概略斜視図である。 FIG. 1 is a schematic perspective view showing an embodiment of a printer provided with a sheet conveying apparatus of the present invention.
本実施形態のプリンタ20は、用紙がロール状に巻かれたロール紙から用紙を引き出して搬送するシート搬送装置30を備えている。以下、用紙がロール状に巻かれた部分を「ロール体」とし、ロール体から引き出された部分を「シート体」とする。
The
シート搬送装置30は、ロール体1を保持するスプール2を回転可能に支持する給紙部3と、スプール2に設けられたギア5を介してロール体1を回転駆動する給紙モータ6とを有している。また、シート搬送装置30は、対向するピンチローラ9と協働して、ロール体1から引き出されたシート体Mを所定方向(副走査方向)Hに搬送する搬送ローラ8と、搬送ローラ8を回転駆動する搬送ローラ(図1には図示せず)とを有している。
The
搬送ローラ8の副走査方向Hの下流側には、インクジェット方式のプリントヘッドとこれを搭載するキャリッジとを備えたプリント部7が設けられている。また、プリント部7に対向する位置には、印刷動作中にシート体Mの裏面に接して吸引することで、シート体Mをほぼ平面状に保持するプラテン13が設けられている。印刷動作は、キャリッジが、モータ等の駆動機構によって副走査方向Hと交差する主走査方向に往復運動して、プリントヘッドがシート体Mに対してインクを吐出することで行われる。この印刷動作中は、シート体Mの搬送動作は停止され、プリント部7によって1ライン分の印刷が終了すると、シート搬送装置30によりシート体Mは所定量だけ搬送され、その後、再び1ライン分の印刷が行われる。このように、本実施形態では、シート体Mが間欠搬送されるたびに、1ライン毎の印刷が行われる。
On the downstream side of the
次に、図2を参照して、本実施形態のシート搬送装置の制御系の構成について説明する。図2は、本実施形態のシート搬送装置の制御系の構成を示すブロック図である。 Next, the configuration of the control system of the sheet conveying apparatus of the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of a control system of the sheet conveying apparatus of the present embodiment.
本実施形態のシート搬送装置30は、給紙モータ6および搬送モータ12の駆動を制御する制御部P3と、各種データを保存するデータ保存部P6と、給紙モータ6および搬送モータ12の電流値を検出する電流検出部14,15とを有している。
The
データ保存部P6は、紙種毎の密度や紙管径をデータとして保存し、オペレーションパネル(図示せず)などで紙種情報が選択されると、対応する紙種の密度や紙管径の情報を出力する。また、給紙モータ6のトルク係数などの情報も保存し、必要に応じて出力する。
The data storage unit P6 stores the density and paper tube diameter for each paper type as data, and when paper type information is selected on an operation panel (not shown) or the like, the density and paper tube diameter of the corresponding paper type are selected. Output information. Information such as the torque coefficient of the
制御部P3は、主制御部110と、給紙モータ制御部120と、搬送モータ制御部130とを有しており、また、それぞれ図示しないCPU、ROM、RAM、モータドライバ等を有している。
The control unit P3 includes a
給紙モータ制御部120は、スプール2に設けられた給紙エンコーダ(ロール紙回転検出部)4による、ロール体1の回転に関する物理量の検出結果に基づいて、給紙モータ6の駆動制御を行う。また、搬送モータ制御部130は、搬送ローラ8に設けられた搬送エンコーダ(搬送ローラ回転検出部)10による、搬送ローラ8の回転に関する物理量の検出結果に基づいて、搬送モータ12の駆動制御を行う。
The paper feed
主制御部110は、ロールサイズ検出部P1と、算出部P2と、判定部P7と、再算出部P8とを有している。
The
ロールサイズ検出部P1は、シート体1の半径を検出する機能を備えている。ここで、図3を参照して、ロールサイズ検出部P1によるロール体1の半径の検出方法を説明する。図3は、ロール体1の半径の検出方法を説明するための図であり、ロール体1および搬送ローラ8を示す概略側面図である。
The roll size detection unit P1 has a function of detecting the radius of the
搬送ローラ8が所定量回転したときの、給紙エンコーダ4で検出されたスプール2の回転角度(つまりロール体1の回転角度)をθ0、搬送エンコーダ10で検出された搬送ローラ8の回転角度をθ1とし、搬送ローラ8の半径をR1とする。また、シート体Mは、搬送ローラ8とピンチローラ9とにより強く挟持されて、滑ることなく搬送され、シート体Mに弛みなどは無いものとする。そのとき、ロール体1の半径R0は、
R0=R1(θ1/θ0) (1)
で表される。
The rotation angle of the
R 0 = R 1 (θ 1 / θ 0 ) (1)
It is represented by
また、ロールサイズ検出部P1は、用紙幅Bを検出する機能をさらに備えている。プリント部7が主走査方向に移動し、プリント部7に設けられた光学式センサ(図示せず)がシートの各端部を横切ることで、シート端部位置が把握される。そして、これら両端部の位置情報から用紙幅Bが算出される。 The roll size detection unit P1 further has a function of detecting the paper width B. The print unit 7 moves in the main scanning direction, and an optical sensor (not shown) provided in the print unit 7 crosses each end of the sheet, so that the end position of the sheet is grasped. Then, the paper width B is calculated from the position information of both ends.
算出部P2では、データ保存部P6から出力された用紙情報や、ロールサイズ検出部P1で検出された用紙情報に基づいて、ロール体1の慣性モーメント(以下、「イナーシャ」とする)の算出が行われる。そして、算出されたイナーシャ(イナーシャ算出値)は、算出部P2から判定部P7に出力される。
The calculation unit P2 calculates the moment of inertia (hereinafter referred to as “inertia”) of the
判定部P7では、算出部P2から入力されたイナーシャ算出値の信頼性が判断され、信頼性が低いと判断された場合は、再算出部P8によりイナーシャの再算出が実施される。判定部P7と再算出部P8の詳細な動作については、それぞれ後述する。 In the determination unit P7, the reliability of the inertia calculated value input from the calculation unit P2 is determined. If it is determined that the reliability is low, the recalculation unit P8 performs recalculation of the inertia. Detailed operations of the determination unit P7 and the recalculation unit P8 will be described later.
また、主制御部110は、給紙モータ6と搬送モータ12との相関駆動を実現するために、給紙モータ制御部120と搬送モータ制御部130とに対して同時に指令を与える役目を有している。これにより、シート体Mに所定のテンションFを発生させた状態で、用紙を搬送させることができる。このテンションFは、搬送ローラ8に対してバックテンションとして作用することになる。そのため、テンションFを一定に保つように制御することで、搬送ローラ8とシート体Mとのスリップ量も一定に保つことができ、それにより、シート体Mを高い精度で搬送することができる。
In addition, the
次に、図4および図5を参照して、給紙モータ6と搬送モータ12との具体的な相関動作について説明する。図4は、用紙搬送速度と給紙モータ6の発生トルクとを示すグラフである。図5は、給紙モータ6の発生トルクと、ロール体1に作用するトルクとの関係を表す概略図である。
Next, with reference to FIGS. 4 and 5, a specific correlation operation between the
上述したように、高い精度でシート体Mを搬送するためには、給紙モータ6の発生トルク(以下、「給紙モータトルク」という)を制御して、シート体Mに対して一定のテンションFを作用させる必要がある。そこで、所定のテンションFを発生させるための給紙モータトルクについて、図3に示す等速区間(A3、A7)、加速区間(A2、A6)、および減速区間(A4、A8)の場合にそれぞれ分けて説明する。 As described above, in order to convey the sheet body M with high accuracy, a constant tension is applied to the sheet body M by controlling the torque generated by the sheet feeding motor 6 (hereinafter referred to as “sheet feeding motor torque”). F needs to act. Therefore, regarding the paper feed motor torque for generating the predetermined tension F, in the case of the constant speed section (A3, A7), the acceleration section (A2, A6), and the deceleration section (A4, A8) shown in FIG. Separately described.
まず、等速区間(A3、A7)の場合について説明する。シート体Mに所望のテンションFを発生させるための給紙モータトルクをTaとし、ロール体1(スプール2)に作用するトルクをTrollとすると、等速区間(A3、A7)ではTa=Trollとなる。そのため、このときのロール体1の半径をR0とすると、等速区間(A3、A7)での給紙モータトルクTaは、
Ta=Troll=F・R0 (2)
で表される。なお、用紙の搬送方向を正とすると、テンションFは負の方向に働く力であり、そのため、給紙モータトルクTaも負の方向に働く。また、以下でも同様に、用紙の搬送方向を正とする。
First, the case of the constant velocity section (A3, A7) will be described. The paper feed motor torque for producing a desired tension F on the sheet member M and T a, when the torque applied to the roll body 1 (the spool 2) and T roll, constant speed section (A3, A7) in T a = T roll . Therefore, if the radius of the
T a = T roll = F · R 0 (2)
It is represented by If the paper transport direction is positive, the tension F is a force acting in the negative direction, and therefore the paper feed motor torque Ta also works in the negative direction. In the following, similarly, the sheet conveyance direction is positive.
次に、加速区間(A2、A6)と減速区間(A4、A8)における、所定のテンションFを発生させる給紙モータトルクTb,Tcについて説明する。ロール体1のイナーシャをJ、シート体Mの加速度をa、ロール体1の半径をR0とすると、ロール体1のイナーシャJに基づくトルクTiは、
Ti=−J・a/R0 (3)
で表される。ここで、シート体Mの加速度aは、加速時には正の値となり、減速時には負の値となる。加速(減速)区間においてスプール2に作用するトルクTrollは、イナーシャに基づくトルクTiと、加速(減速)区間の給紙モータトルクTb(Tc)の合算となる。すなわち、
Troll=Tb+Ti=Tb−(J・a/R0) (4)
Troll=Tc+Ti=Tc−(J・a/R0) (5)
で与えられる。したがって、式(2)、式(4)、および式(5)から、加速区間での給紙モータトルクTbと、減速区間での給紙モータトルクTcとは、それぞれ以下のように与えられる。すなわち、
Tb=Troll−Ti=(F・R0)+(J・a/R0) (6)
Tc=Troll−Ti=(F・R0)+(J・a/R0) (7)
となる。
Next, the feed motor torques T b and T c that generate a predetermined tension F in the acceleration section (A2, A6) and the deceleration section (A4, A8) will be described. When the inertia of the
T i = −J · a / R 0 (3)
It is represented by Here, the acceleration a of the sheet body M takes a positive value during acceleration, and takes a negative value during deceleration. The torque T roll acting on the
T roll = T b + T i = T b − (J · a / R 0 ) (4)
T roll = T c + T i = T c − (J · a / R 0 ) (5)
Given in. Therefore, Equation (2), Equation (4), and from equation (5), a paper feed motor torque T b in the acceleration section, the paper feed motor torque T c in the deceleration section, respectively given by: It is done. That is,
T b = T roll −T i = (F · R 0 ) + (J · a / R 0 ) (6)
T c = T roll −T i = (F · R 0 ) + (J · a / R 0 ) (7)
It becomes.
式(6)および式(7)において、テンションFは、上述したように一定であることが望ましい。したがって、シート体Mの加速度aを搬送ローラ8の加速度として常に一定であるとすると、加速(減速)区間での給紙モータトルクTb(Tc)は、イナーシャJおよび半径R0に応じて制御される必要があることがわかる。
In the equations (6) and (7), it is desirable that the tension F is constant as described above. Therefore, assuming that the acceleration a of the sheet M is always constant as the acceleration of the conveying
次に、図6を参照して、イナーシャJおよび半径R0と、加速区間での給紙モータトルクTbとの関係について説明する。図6は、加速区間におけるロール体1のイナーシャJに基づくトルクTi(加速区間では式(3)から負の値)と、給紙モータトルクTbと、スプール2に作用する負荷トルクTrollとを、半径R0に対して示したグラフである。横軸が半径、縦軸がトルクである。
Next, with reference to FIG. 6, the relationship between the inertia J and the radius R 0 and the paper feed motor torque T b in the acceleration section will be described. FIG. 6 shows a torque T i based on the inertia J of the
スプール2に作用する負荷トルクTrollは、式(2)からわかるように、バックテンションFを一定に保つために、半径R0に比例して大きくなる。また、イナーシャJがロール体1の半径の2乗に比例するため、式(3)から、イナーシャJに基づくトルクTiも半径に比例する。したがって、式(6)から、加速区間での給紙モータトルクTbについても、図6に示すように、半径R0に応じたトルク制御が行われることになる。実際には、搬送精度に影響のない範囲であればテンションFの変化は許容されるため、加速区間での給紙モータトルクTbは、負荷トルクTrollが所定の上限値Troll1から下限値Troll2までの範囲になるように制御される。
As can be seen from the equation (2), the load torque T roll acting on the
以上の説明から、加速(減速)区間における給紙モータトルクTb(Tc)の制御には、イナーシャJを考慮に入れた制御が不可欠であることがわかる。このイナーシャJを算出するために、算出部P2では、複数(本実施形態では2つ)のイナーシャ算出方法が用いられる。以下、図2、図7、および図8を参照して、算出部P2のイナーシャ算出方法について説明する。図7は、第1のイナーシャ算出方法を説明するための概念図であり、図8は、第2のイナーシャ算出方法を説明するための概念図である。 From the above description, it can be seen that control in consideration of the inertia J is indispensable for controlling the feed motor torque T b (T c ) in the acceleration (deceleration) section. In order to calculate the inertia J, the calculation unit P2 uses a plurality of (two in the present embodiment) inertia calculation methods. Hereinafter, the inertia calculation method of the calculation unit P2 will be described with reference to FIGS. FIG. 7 is a conceptual diagram for explaining the first inertia calculation method, and FIG. 8 is a conceptual diagram for explaining the second inertia calculation method.
第1のイナーシャ算出方法は、給紙モータ6の駆動に関する物理量に基づいてロール体1のイナーシャJを算出する方法である。ロール体1のイナーシャJは、ロール体1の角加速度θ”と、給紙モータ6に流れる電流Iと、給紙モータ6のトルク係数Ktとから、
J=(Kt・I)/θ” (8)
で与えられ、式(8)に基づいて算出部P2で算出される。なお、角加速度θ”は、給紙エンコーダ4で検出された回転角度θを時間で二階微分することで得られ、電流Iは、給紙モータ6の電流検出部14で検出され、トルク係数Ktは、データ保存部P6に保存されている。
The first inertia calculation method is a method for calculating the inertia J of the
J = (K t · I) / θ ”(8)
And is calculated by the calculation unit P2 based on the equation (8). The angular acceleration θ ″ is obtained by second-order differentiation of the rotation angle θ detected by the paper feed encoder 4 with respect to time. The current I is detected by the
一方、第2のイナーシャ算出方法は、データ保存部P6に保存された用紙情報とロールサイズ検出部P1から得られた用紙情報とに基づいてイナーシャを算出する方法である。ロール体1のイナーシャJは、用紙の密度ρと、紙管径rcと、ロール体1の半径R0と、用紙幅Bとから、
J=πρB(R0 2−rc 2)2/8 (9)
で与えられ、式(9)に基づいて算出部P2で算出される。ここで、用紙の密度ρと紙管径rcとは、予めデータ保存部P6に保存された情報であり、紙種別に複数の情報が保存され、オペレーションパネルやプリンタドライバを介して入力された紙種情報に基づいて、逐次、適応する情報が呼び出される。また、ロール体1の半径R0と用紙幅Bとは、上述したように、ロールサイズ検出部P1によって検出される情報である。
On the other hand, the second inertia calculation method is a method for calculating the inertia based on the paper information stored in the data storage unit P6 and the paper information obtained from the roll size detection unit P1. Inertia J of the
J = πρB (R 0 2 -r c 2) 2/8 (9)
And is calculated by the calculation unit P2 based on the equation (9). Here, the density ρ and Kamikan径r c of the paper is information stored in advance in the data storage unit P6, the plurality of information on the paper type is stored, which is input through the operation panel or printer driver Based on the paper type information, information to be adapted is sequentially called up. Further, the radius R 0 and the sheet width B of the
上述の第1のイナーシャ算出方法は、正確なイナーシャの算出が可能であるが、毎回の印刷前に実施されると、スループットの低下を引き起こすことが問題となる。そこで、第1のイナーシャ算出方法を用いてイナーシャJを一旦算出した場合、式(9)の変換式である
ρ=8J/(πB(R0 2−rc 2)2) (10)
から密度ρを算出する。そして、その値をデータ保存部P6に一時保存し、以降の半径R0の変化に応じて、第2のイナーシャ算出方法(すなわち式(9))によってイナーシャを算出することもできる。
Although the above-described first inertia calculation method can accurately calculate the inertia, if it is performed before every printing, there is a problem that the throughput is lowered. Therefore, when the once calculated inertia J with a first inertia calculation method, a conversion equation of Equation (9) ρ = 8J / ( πB (R 0 2 -r c 2) 2) (10)
From this, the density ρ is calculated. Then, the value can be temporarily stored in the data storage unit P6, and the inertia can be calculated by the second inertia calculation method (that is, the equation (9)) according to the subsequent change in the radius R0 .
しかしながら、第2のイナーシャ算出方法には、給紙モータを駆動させる必要がないため、スループットの低下というデメリットがない半面で、半径R0や密度ρに誤差が含まれると、算出されるイナーシャJが実際の値からずれてしまう可能性がある。すなわち、式(1)から求められる半径R0は、シート体Mが搬送ローラ8上で滑ることなく搬送されるものとして算出されるため、シート体Mが滑ってしまうと、R0≠R1(θ1/θ0)となって誤差を含むことになる。また、高湿環境下で用紙が吸湿すると、データ保存部P6に保存されている用紙の密度ρと、実際の値との間に誤差が生じる可能性がある。このように、密度ρや半径R0には誤差が含まれる可能性があるため、算出されたイナーシャの信頼性を正確に把握することが重要となる。
However, in the second inertia calculation method, it is not necessary to drive the paper feed motor, so that there is no demerit of a decrease in throughput, but if the radius R 0 or the density ρ includes an error, the calculated inertia J May deviate from the actual value. That is, the radius R 0 obtained from the equation (1) is calculated on the assumption that the sheet body M is transported without slipping on the
そこで本実施形態では、上述したように、判定部P7により、算出部P2において算出されたイナーシャの信頼性の判定が行われる。そこで、算出されたイナーシャの信頼性が低いと判定された場合、再算出部P8においてイナーシャの再算出が行われる。判定部P7では2つの判定方法が用いられ、再算出部P8でも2つの再算出方法が用いられる。 Therefore, in this embodiment, as described above, the determination unit P7 determines the reliability of the inertia calculated by the calculation unit P2. Therefore, when it is determined that the reliability of the calculated inertia is low, the recalculation unit P8 recalculates the inertia. The determination unit P7 uses two determination methods, and the recalculation unit P8 also uses two recalculation methods.
まず、図9に示すフローチャートを参照して、判定部P7の第1の判定方法について説明する。 First, the first determination method of the determination unit P7 will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
上述したように、算出部P2において、ロール体1のイナーシャの算出が行われると(ステップS1)、算出されたイナーシャ(イナーシャ算出値)Jは、判定部P7に出力される。
As described above, when the inertia of the
ここで、スプール2に作用するトルクの目標値をTrollとすると、トルク目標値Trollと実際に作用するトルクとのずれΔTrollは、イナーシャの算出値Jと実際値J’とのず
れΔJを用いて、式(4)から、以下のように表される。すなわち、トルクのずれΔTro
llは、
ΔTroll=(Tb−J・a/R0)−(Tb−J’・a/R0)
=(J’−J)・a/R0
=ΔJ・a/R0 (11)
で表される。なお、図6に関連して説明したように、実際に作用するトルクがトルク目標値に対してΔTrollだけずれていたとしても、上限値Troll1から下限値Troll2までの
範囲であれば、搬送精度に影響がでない範囲で制御されているものとする。そして、テンションFは、式(2)から、
F=Troll/R0 (12)
で与えられるため、前述の上限値Troll1および下限値Troll2は、それぞれテンションFの上限値F1および下限値F2に置き換えることができる。
Here, assuming that the target value of the torque acting on the
ll
ΔT roll = (T b −J · a / R 0 ) − (T b −J ′ · a / R 0 )
= (J'-J) .a / R 0
= ΔJ · a / R 0 (11)
It is represented by As described with reference to FIG. 6, even if the actually applied torque is shifted by ΔT roll with respect to the torque target value, if it is in the range from the upper limit value T roll1 to the lower limit value T roll2 , It is assumed that control is performed within a range that does not affect the conveyance accuracy. And the tension F is obtained from the equation (2):
F = T roll / R 0 (12)
For given, the upper limit value T Roll1 and a lower limit value T Roll2 described above can be replaced, respectively to the upper limit value F 1 and the lower limit value F 2 tension F.
さらに、シート体MにかかるテンションFとPWM(パルス幅変調)制御される搬送モータ12の電流値(デューティ値)Dとは、図10に示すような比例関係にある。図10は、テンションF(縦軸)とデューティ値D(横軸)との関係を示すグラフである。このため、テンションFの上限値F1および下限値F2は、それぞれ搬送モータ12のデューティ値Dの上限値D1および下限値D2に置き換えることができる。
Further, the tension F applied to the sheet M and the current value (duty value) D of the
こうして、搬送モータ12のデューティ値Dが、イナーシャ算出値Jの信頼性の判定に用いられる(ステップS2)。すなわち、搬送モータ12のデューティ値Dが所定の範囲内であれば(D1<D<D2)、イナーシャ算出値のずれΔJは搬送精度に影響がない範
囲である、と判断される。この場合、イナーシャは再算出されず、そのときのイナーシャ算出値Jに基づいて搬送制御が行われる(ステップS3)。したがって、イナーシャを再算出する必要がないため、当然ながらスループットの低下が起こることもない。
Thus, the duty value D of the
一方で、搬送モータ12のデューティ値Dが所定の範囲外の場合(D1≦D、D2≦D)、イナーシャ算出値のずれΔJは、搬送精度に影響が出る程度までずれていると判定さ
れ、すなわち、イナーシャ算出値Jの信頼性は低いと判断される。したがって、この場合には、イナーシャを再算出する必要がある。なお、図10に示すように、紙種によってデューティ値DとテンションFとの関係は変化する。そのため、紙種別に上限値D1や下限値D2を設定することができ、全ての紙種の上限値と下限値から最も厳しい判定条件となる上限値D1と下限値D2を設定することもできる。
On the other hand, when the duty value D of the
次に、図11に示すフローチャートを参照して、判定部P7の第2の判定方法について説明する。第2の判定方法は、給紙エンコーダ4と搬送エンコーダ10とにより得られた情報から判定を行う方法である。
Next, the second determination method of the determination unit P7 will be described with reference to the flowchart shown in FIG. The second determination method is a method for performing determination from information obtained by the paper feed encoder 4 and the
第1の判定方法と同様に、算出部P2において、ロール体1のイナーシャの算出が行われ(ステップS11)、算出されたイナーシャ(イナーシャ算出値)Jが、判定部P7に出力される。 Similar to the first determination method, the calculation unit P2 calculates the inertia of the roll body 1 (step S11), and the calculated inertia (inertia calculation value) J is output to the determination unit P7.
算出部P2により、イナーシャの算出値Jと実際値J’とのずれが極端に大きく算出された場合、式(11)から、トルクのずれΔTrollは極端に大きくなり、加速区間では大
きな正の値になる。すなわち、ロール体1(スプール2)に対してトルクは正の方向に作用するため、テンションFが発生しなくなる。その結果、ロール体1には弛みが発生することになるが、第2の判定方法では、このことを利用して、イナーシャの信頼性の判定が行われる。
When the deviation between the calculated value J of the inertia and the actual value J ′ is extremely large by the calculation unit P2, the torque deviation ΔT roll becomes extremely large from the equation (11), and a large positive value is obtained in the acceleration section. Value. That is, the torque acts on the roll body 1 (spool 2) in the positive direction, so that the tension F is not generated. As a result, the
すなわち、まず、搬送エンコーダ10と給紙エンコーダ4とで検出された各ローラの回転量θの時間微分である角速度θ’から、搬送ローラ8の線速度V1と、ロール体1の線速度V0とが求められる。そして、それらの線速度V1,V0の大小関係が比較される(ステップS12)。ロール体1の線速度V0が搬送ローラの線速度V1以下であれば(V1≧V0)、イナーシャの再算出は行われず、そのときのイナーシャ算出値Jに基づいて搬送制御が行われる(ステップS13)。一方、ロール体1の線速度V0が搬送ローラの線速度V1を上回った場合(V1<V0)、イナーシャの再算出が行われる(ステップS14)。
That is, first, the linear velocity V 1 of the
このような第2の判定方法では、搬送精度に影響を及ぼすほどイナーシャ算出値のずれが大きい場合にイナーシャの再算出が実施されるため、スループットを極力落とさずに搬送精度を維持することができる。 In such a second determination method, the inertia recalculation is performed when the deviation of the calculated inertia value is large enough to affect the conveyance accuracy, so that the conveyance accuracy can be maintained without reducing the throughput as much as possible. .
次に、再算出部P8において行われる2つの再算出方法について説明する。 Next, two recalculation methods performed in the recalculation unit P8 will be described.
まず、第1の再算出方法は、第1のイナーシャ算出方法と同様の方法であり、すなわち、給紙モータ6の駆動に関する物理量に基づいてロール体1のイナーシャJを算出する方法である。この方法は、上述したように、スループットの低下を引き起こすことになるが、判定部P7によって搬送精度に影響が出ると判定される場合にのみ限定されるため、スループットへの影響を最小限にしながら、搬送精度を維持することができる。
First, the first recalculation method is the same method as the first inertia calculation method, that is, a method of calculating the inertia J of the
一方で、第2の再算出方法は、搬送モータ12の実際のデューティ値D’と目標値Dとの差分ΔDに基づいて、イナーシャ算出値Jを補正して、再算出する方法である。図10
に示すように、デューティ値の差分ΔDは、テンションの差分ΔFと比例関係にある。ま
た、式(9)や式(10)から、テンションの差分ΔFはトルクのずれΔTrollと、トル
クのずれΔTrollはイナーシャ算出値のずれΔJとそれぞれ比例関係にあるため、デュー
ティ値の差分ΔDはイナーシャ算出値のずれΔJと比例関係にある。すなわち、ΔDとΔ
Jとの比例関係式を把握しておくことで、ΔDに応じてΔJ分だけイナーシャ算出値Jを
補正して、イナーシャを再算出することが可能となる。図10に示すグラフから、デューティ値の差分ΔDとテンションの差分ΔFとの比例関係は、
ΔD=βΔF+ω (13)
で表される。ここで、βおよびωは、それぞれ実験的に求められる定数であり、図8に示すように、紙種によって異なる値になる。これらの定数は、およそ紙種の摩擦係数が支配的であり、摩擦係数が低いと、搬送ローラ8がスリップしやすくなるため、搬送モータ12のデューティ値Dの比例定数βは小さくなる傾向にある。こうしたβやωにあたる定数を紙種別に把握しておくことで、ユーザが選択した紙種に応じてΔDからΔJを求めるこ
とが可能となる。さらには、第1の再算出方法のように給紙モータを動作させる必要がないため、スループットの低下は発生しない。この点で、第2の再算出方法は、第1の再算出方法よりも有利である。しかしながら、式(13)のβやωは、上述したように、実験的に求められるものであり、ユーザ入力された用紙情報を基に選択的に決定される。そのため、ユーザが用意した任意のメディアに対しては、再算出のための補正が機能しにくく、搬送精度に影響が出る場合もあることに留意されたい。
On the other hand, the second recalculation method is a method in which the inertia calculated value J is corrected and recalculated based on the difference ΔD between the actual duty value D ′ of the
As shown, the duty value difference ΔD is proportional to the tension difference ΔF. Further, from the equations (9) and (10), since the tension difference ΔF is proportional to the torque deviation ΔT roll and the torque deviation ΔT roll is proportional to the inertia calculated value deviation ΔJ, the duty difference ΔD Is proportional to the deviation ΔJ of the calculated inertia value. That is, ΔD and Δ
By grasping the proportional relationship with J, it is possible to correct the inertia calculation value J by ΔJ according to ΔD and recalculate the inertia. From the graph shown in FIG. 10, the proportional relationship between the difference ΔD in duty value and the difference ΔF in tension is
ΔD = βΔF + ω (13)
It is represented by Here, β and ω are constants obtained experimentally, and have different values depending on the paper type as shown in FIG. In these constants, the friction coefficient of the paper type is dominant, and if the friction coefficient is low, the
なお、第2の判定方法に近似した方法として、搬送モータ12のデューティ値Dが目標値D’となるように、給紙モータ6のデューティ値D0’を直接的に補正する方法もある。しかしながら、ロール体1の半径は常に減少し、イナーシャも常に変化するため、イナーシャ変化を予測したトルク制御が必要となる。そのため、現実的には、シート体Mに最適なテンションFを発生させることは困難となる。したがって、上述した第2の判定方法のように、イナーシャ算出値Jに対して補正を行うことが望ましい。
Note that as a method approximate to the second determination method, there is also a method of directly correcting the duty value D 0 ′ of the
以上のように、本実施形態によれば、ロール紙の慣性モーメント(イナーシャ)が算出され、その算出値の信頼性が判定されるため、常に精度の高いイナーシャの算出値を得ることができる。また、イナーシャの再算出は、信頼性が低いと判定された場合にのみ限定されるため、スループットへの影響も限定的となる。このようにして、スループットの低下を最小限に抑えながら、搬送精度を高精度に維持することができる。 As described above, according to the present embodiment, since the inertia moment (inertia) of the roll paper is calculated and the reliability of the calculated value is determined, a highly accurate calculated value of inertia can always be obtained. In addition, since the inertia recalculation is limited only when it is determined that the reliability is low, the influence on the throughput is also limited. In this way, it is possible to maintain the conveyance accuracy with high accuracy while minimizing a decrease in throughput.
6 給紙モータ
8 搬送ローラ
12 搬送モータ
P3 制御部
6 Feeding
Claims (13)
前記制御部が、
前記搬送モータの電流値を検出する電流検出部と、
前記ロール紙の慣性モーメントを算出する算出手段と、
前記算出手段による慣性モーメント算出値が所定の範囲内であるか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段により前記慣性モーメント算出値が所定の範囲外であると判定された場合に、前記ロール紙の慣性モーメントを再算出する再算出手段と、
を有し、
前記判定手段は、前記電流検出部によって検出された前記電流値が所定の範囲内である場合に、前記慣性モーメント算出値が所定の範囲内であると判定し、
前記制御部は、前記算出手段または前記再算出手段による慣性モーメント算出値に基づいて、前記給紙モータの発生トルクを制御して、前記搬送ローラと前記ロール紙との間の前記用紙に所定のテンションを発生させることを特徴とする、シート搬送装置。 A paper feed motor that rotationally drives a roll of paper wound in a roll, a transport roller that transports the paper drawn from the roll paper in a predetermined direction, a transport motor that rotationally drives the transport roller, and In a sheet conveying apparatus having a sheet feeding motor and a control unit that controls driving of the conveying motor,
The control unit is
A current detection unit for detecting a current value of the transport motor;
Calculating means for calculating the moment of inertia of the roll paper;
Determining means for determining whether or not the calculated moment of inertia value by the calculating means is within a predetermined range;
Re-calculating means for re-calculating the moment of inertia of the roll paper when the determining means determines that the calculated moment of inertia value is outside a predetermined range;
Have
The determination means determines that the calculated moment of inertia value is within a predetermined range when the current value detected by the current detection unit is within a predetermined range;
The control unit controls a torque generated by the paper feeding motor based on a calculated moment of inertia value by the calculating unit or the recalculating unit, and applies a predetermined amount to the paper between the transport roller and the roll paper. A sheet conveying device that generates tension.
前記制御部が、The control unit is
前記給紙モータの駆動を必要としない第1の算出方法を用いて、前記ロール紙の慣性モーメントを算出する算出手段と、Calculating means for calculating the moment of inertia of the roll paper using a first calculation method that does not require driving of the paper feed motor;
前記算出手段による慣性モーメント算出値が所定の範囲内であるか否かを判定する判定手段と、Determining means for determining whether or not the calculated moment of inertia value by the calculating means is within a predetermined range;
前記判定手段により前記慣性モーメント算出値が所定の範囲外であると判定された場合に、前記給紙モータの駆動を必要とする第2の算出方法を用いて、前記ロール紙の慣性モーメントを再算出する再算出手段と、When the inertia moment calculation value is determined to be out of a predetermined range by the determination means, the inertia moment of the roll paper is regenerated using a second calculation method that requires driving of the paper feed motor. Recalculating means for calculating,
を有し、Have
前記制御部は、前記判定手段により前記慣性モーメント算出値が所定の範囲外であると判定されなかった場合には、該慣性モーメント算出値に基づき、前記判定手段により前記慣性モーメント算出値が所定の範囲外であると判定された場合には、前記再算出手段による慣性モーメント再算出値に基づいて、前記給紙モータの発生トルクを制御して、前記搬送ローラと前記ロール紙との間の前記用紙に所定のテンションを発生させることを特徴とする、シート搬送装置。When the determination unit does not determine that the calculated moment of inertia is out of a predetermined range, the control unit determines that the calculated moment of inertia is determined by the determination unit based on the calculated inertia moment. If it is determined that the value is out of the range, the torque generated by the paper feeding motor is controlled based on the recalculated moment of inertia value by the recalculating means, and the paper between the transport roller and the roll paper is controlled. A sheet conveying apparatus that generates a predetermined tension on a sheet.
前記第2の算出方法は、前記ロール紙回転検出部によって検出された前記物理量に基づいて、前記ロール紙の慣性モーメントを算出する方法であることを特徴とする、請求項8または9に記載のシート搬送装置。10. The method according to claim 8, wherein the second calculation method is a method of calculating a moment of inertia of the roll paper based on the physical quantity detected by the roll paper rotation detection unit. Sheet conveying device.
前記第1の算出方法は、前記取得手段によって取得された前記情報に基づいて、前記ロール紙の慣性モーメントを算出する方法であることを特徴とする、請求項7から10のいずれか1項に記載のシート搬送装置。11. The method according to claim 7, wherein the first calculation method is a method of calculating a moment of inertia of the roll paper based on the information acquired by the acquisition unit. The sheet conveying apparatus according to the description.
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