JP2016020264A - Motor control unit and recording device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、媒体が巻かれたロール体を回転させるロールモーターを制御するモーター制御装置および記録装置に関するものである。 The present invention relates to a motor control apparatus and a recording apparatus that control a roll motor that rotates a roll body around which a medium is wound.
従来、媒体が巻かれたロール体から引き出された媒体を搬送ローラーにより送る際に、ロール体を回転させるロールモーターを、制御量に基づき駆動するドライバーと、ロール体の回転速度を取得する搬送速度演算部と、ロール体の目標回転速度を発生する目標速度発生部と、取得された回転速度に応じた補助力を演算する補助力演算部と、取得された回転速度と目標回転速度との偏差に基づいたPI制御量を演算する加算部と、搬送ローラーの加速時に、補助力に相当する制御量にPI制御量を加算した制御量をドライバーに出力するPWM出力部と、を備えた印刷装置が知られている。この印刷装置は、PI制御量を加算した制御量によりロールモーターを駆動することで、搬送ローラーの回転開始に対するロール体の回転の遅れを改善している(特許文献1参照)。 Conventionally, when a medium drawn from a roll body on which a medium is wound is fed by a transport roller, a driver that drives a roll motor that rotates the roll body based on a control amount, and a transport speed that acquires the rotational speed of the roll body A calculation unit, a target speed generation unit that generates a target rotation speed of the roll body, an auxiliary force calculation unit that calculates an auxiliary force according to the acquired rotation speed, and a deviation between the acquired rotation speed and the target rotation speed And a PWM output unit that outputs a control amount obtained by adding the PI control amount to the control amount corresponding to the assisting force to the driver when the transport roller is accelerated. It has been known. This printing apparatus improves the delay in rotation of the roll body with respect to the start of rotation of the transport roller by driving the roll motor with a control amount obtained by adding the PI control amount (see Patent Document 1).
しかしながら、このような印刷装置では、ロールモーターを搬送ローラーの加速時には常に、補助力に相当する制御量にPI制御量を加算した制御量により駆動していたため、ロール体の回転速度が目標回転速度以上になった場合に、ロール体の回転速度が急激に減速することがあった。この場合、媒体に掛かるテンションが高くなってしまう。 However, in such a printing apparatus, since the roll motor is always driven by a control amount obtained by adding the PI control amount to the control amount corresponding to the auxiliary force when the transport roller is accelerated, the rotation speed of the roll body is set to the target rotation speed. When it became above, the rotational speed of the roll body might decelerate rapidly. In this case, the tension applied to the medium becomes high.
本発明は、ロール体から引き出された媒体に掛かるテンションの変動を抑制することができるモーター制御装置を提供することを課題としている。 It is an object of the present invention to provide a motor control device that can suppress a variation in tension applied to a medium drawn from a roll body.
本発明のモーター制御装置は、媒体が巻かれたロール体から引き出された媒体を送りローラーにより送る際に、ロール体を回転させるロールモーターを、制御量に基づいて駆動する駆動部と、ロール体の回転による媒体の送り速度を取得する送り速度取得部と、取得された送り速度が目標送り速度を超えたか否かを判定する判定部と、判定部が、送り速度が目標送り速度を超えなかったと判定した場合に、制御量を増やして駆動部に出力する制御量出力部と、を備えたことを特徴とする。
この構成によれば、ロール体の回転速度を取得する回転速度取得部と、目標送り速度を発生する目標送り速度発生部と、取得された回転速度に応じた第1制御量を演算する第1制御量演算部と、取得された送り速度と目標送り速度との偏差に基づいた第2制御量を演算する第2制御量演算部と、を有し、制御量出力部は、送り速度が目標送り速度を超えなかったと判定した場合に、第1制御量に第2制御量を加算した加算制御量を制御量として駆動部に出力し、送り速度が目標送り速度を超えたと判定した場合に、第1制御量を制御量として駆動部に出力することを特徴とする。
The motor control device of the present invention includes a drive unit that drives a roll motor that rotates a roll body based on a control amount when the medium drawn from the roll body around which the medium is wound is fed by a feed roller, and a roll body A feed rate acquisition unit that acquires the media feed rate by rotation of the medium, a determination unit that determines whether the acquired feed rate exceeds the target feed rate, and a determination unit that the feed rate does not exceed the target feed rate And a control amount output unit that increases the control amount and outputs it to the drive unit when it is determined that the control amount is determined.
According to this configuration, the rotation speed acquisition unit that acquires the rotation speed of the roll body, the target feed speed generation unit that generates the target feed speed, and the first control amount that calculates the first control amount according to the acquired rotation speed. A control amount calculation unit, and a second control amount calculation unit that calculates a second control amount based on a deviation between the acquired feed rate and the target feed rate. When it is determined that the feed rate has not been exceeded, an addition control amount obtained by adding the second control amount to the first control amount is output as a control amount to the drive unit, and when it is determined that the feed rate has exceeded the target feed rate, The first control amount is output as a control amount to the drive unit.
この構成によれば、判定部が、媒体の送り速度が目標送り速度を超えたと判定した場合には、第1制御量を制御量としてロールモーターが作動する。これにより、媒体の送り速度が急激に減速することを抑制することができ、媒体に過度のテンションが掛かることを抑制することができる。 According to this configuration, when the determination unit determines that the medium feed speed exceeds the target feed speed, the roll motor operates with the first control amount as the control amount. As a result, it is possible to suppress a rapid decrease in the medium feeding speed, and it is possible to suppress an excessive tension applied to the medium.
この場合、制御量出力部は、回転速度を加速させる加速時および定速状態を保つ定速時に、判定部が、送り速度が目標送り速度を超えなかったと判定した場合は加算制御量を制御量として駆動部に出力し、送り速度が目標送り速度を超えたと判定した場合は第1制御量を制御量として駆動部に出力することが好ましい。 In this case, the control amount output unit determines the added control amount as the control amount when the determination unit determines that the feed rate does not exceed the target feed rate at the time of acceleration for accelerating the rotation speed and at a constant speed for maintaining the constant speed state. When the feed rate exceeds the target feed rate, it is preferable to output the first control amount as a control amount to the drive unit.
この構成によれば、ロール体の回転速度の加速時および定速時において、媒体に過度のテンションが掛かることを抑制することができる。 According to this configuration, it is possible to suppress an excessive tension from being applied to the medium at the time of acceleration and constant speed of the roll body.
本発明のモーター制御装置は、媒体が巻かれたロール体から引き出された媒体を送りローラーにより送る際に、ロール体を回転させるロールモーターを、制御量に基づいて駆動する駆動部と、ロール体の回転による前記媒体の送り速度を取得する送り速度取得部と、取得された送り速度が目標送り速度を超えたか否かを判定する判定部と、判定部が、送り速度が目標送り速度を超えたと判定した場合に制御量を増やして駆動部に出力する制御量出力部と、を備えたことを特徴とする。
この構成によれば、ロール体の回転速度を取得する回転速度取得部と、目標送り速度を発生する目標送り速度発生部と、取得された回転速度に応じた第1制御量を演算する第1制御量演算部と、取得された送り速度と目標送り速度との偏差に基づいた第2制御量を演算する第2制御量演算部と、を有し、制御量出力部は、送り速度が目標送り速度を超えたと判定した場合に第1制御量に第2制御量を加算した加算制御量を制御量として駆動部に出力し、送り速度が目標送り速度を超えなかったと判定した場合に第1制御量を制御量として駆動部に出力することを特徴とする。
The motor control device of the present invention includes a drive unit that drives a roll motor that rotates a roll body based on a control amount when the medium drawn from the roll body around which the medium is wound is fed by a feed roller, and a roll body A feed rate acquisition unit that acquires the feed rate of the medium by rotation of the medium, a determination unit that determines whether the acquired feed rate exceeds the target feed rate, and a determination unit that the feed rate exceeds the target feed rate And a control amount output unit that increases the control amount and outputs the control amount to the drive unit when it is determined that the control amount is determined.
According to this configuration, the rotation speed acquisition unit that acquires the rotation speed of the roll body, the target feed speed generation unit that generates the target feed speed, and the first control amount that calculates the first control amount according to the acquired rotation speed. A control amount calculation unit, and a second control amount calculation unit that calculates a second control amount based on a deviation between the acquired feed rate and the target feed rate. When it is determined that the feed rate has been exceeded, an addition control amount obtained by adding the second control amount to the first control amount is output as a control amount to the drive unit, and when it is determined that the feed rate has not exceeded the target feed rate, the first The control amount is output to the drive unit as a control amount.
この構成によれば、判定部が、媒体の送り速度が目標送り速度を超えなかったと判定した場合には、第1制御量を制御量としてロールモーターが作動する。これにより、媒体の送り速度が上昇することが抑制され、媒体が弛んでしまうことを抑制することができる。 According to this configuration, when the determination unit determines that the medium feed speed does not exceed the target feed speed, the roll motor operates with the first control amount as the control amount. Thereby, it is possible to suppress an increase in the feeding speed of the medium and to prevent the medium from being loosened.
この場合、制御量出力部は、回転速度を減速させる減速時において、判定部が、送り速度が目標送り速度を超えたと判定した場合は第1制御量に第2制御量を加算した加算制御量を制御量として駆動部に出力し、送り速度が目標送り速度を超えなかったと判定した場合は第1制御量を制御量として駆動部に出力することが好ましい。 In this case, the control amount output unit adds the second control amount to the first control amount when the determination unit determines that the feed speed has exceeded the target feed speed during deceleration for decelerating the rotation speed. Is output to the drive unit as a control amount, and when it is determined that the feed rate has not exceeded the target feed rate, the first control amount is preferably output to the drive unit as the control amount.
この構成によれば、ロール体の回転速度の減速時において、媒体が弛んでしまうことを抑制することができる。 According to this configuration, it is possible to suppress the slack of the medium when the rotational speed of the roll body is reduced.
本発明の記録装置は、請求項1ないし6のいずれか一項に記載のモーター制御装置と、モーター制御装置によりロール体を回転させるロールモーターと、媒体に対して画像を記録する記録部と、を備えたことを特徴とする。
A recording apparatus of the present invention, the motor control device according to any one of
この構成によれば、ロール体から引き出された媒体に掛かるテンションの変動を抑制することができるモーター制御装置を備えたことで、正確な送り量で媒体を送ることができ、媒体に画像を適切に記録することができる。 According to this configuration, by providing the motor control device that can suppress the fluctuation of the tension applied to the medium pulled out from the roll body, the medium can be fed with an accurate feed amount, and the image can be appropriately displayed on the medium. Can be recorded.
以下、添付の図面を参照して、本発明の一実施形態に係る記録装置について説明する。 Hereinafter, a recording apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1および図2に示すように、本実施形態の記録装置10は、ロール体RPから媒体Pを引き出して送りながら、媒体Pに対してインクジェット方式により画像を印刷するものである。また、記録装置10にセットされるロール体RPは、円筒状のコア(図示省略)に、帯状の媒体Pをロール状に巻き付けたものである。なお、媒体Pは、材質は特に限定されず、例えば、記録用紙、フィルム、布などである。媒体Pの幅は、例えば64インチである。記録装置10にセット可能なロール体RPの最大重量は、例えば80kgである。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
また、記録装置10は、外部装置であるコンピューターCOMと通信可能に接続されている。記録装置10は、例えば、画像を記録するための画像データをコンピューターCOMから受信する。なお、記録装置10は、画像データをコンピューターCOMから受信する形態に限らず、例えば、USB(Universal Serial Bus)メモリーなどの記憶媒体から画像データを受信してもよく、記録装置10自身が画像データを作成するようにしてもよい。
The
記録装置10は、ロール駆動機構30と、キャリッジ駆動機構40と、媒体送り機構50と、プラテン55と、コントローラー100とを備えている。
The
ロール駆動機構30は、媒体Pが巻かれたロール体RPを回転させる。ロール駆動機構30は、一対の回転ホルダー31と、ロール輪列32と、ロールモーター33と、ロール回転検出部34とを備えている。
The
一対の回転ホルダー31は、ロール体RPのコアの両端にそれぞれ挿入され、ロール体RPを両側から保持する。一対の回転ホルダー31は、図示しないホルダー支持部に回転可能にそれぞれ支持されている。一方の回転ホルダー31には、ロール輪列32のロール出力ギア(図示省略)と噛み合うロール入力ギア32bが設けられている。
The pair of
ロールモーター33は、一方の回転ホルダー31に対して駆動力を与える。ロールモーター33は、例えば、DC(Direct Current)モーターである。ロールモーター33からの駆動力がロール輪列32を介して伝達されることにより、回転ホルダー31およびこれに保持されたロール体RPが回転する。より具体的には、ロールモーター33は、ロール体RPから引き出された媒体Pが、ロール体RPに巻き戻されるように、ロール体RPを巻戻し方向D1に回転させることが可能である。また、ロールモーター33は、ロール体RPから媒体Pが送られるように、ロール体RPを送り回転方向D2に回転させることが可能である。ロールモーター33は、例えば、媒体Pの先端の頭出しを行う際に、ロール体RPを巻戻し方向D1に回転させる。一方、ロールモーター33は、後述する送り動作の際に、ロール体RPを送り回転方向D2に回転させる。
The
ロール回転検出部34は、ロール体RPの回転位置および回転方向を検出する。ロール回転検出部34は、ロールモーター33の出力軸に設けられた円盤状スケールと、フォトインターラプターとを備えたロータリーエンコーダーである。
The roll
キャリッジ駆動機構40は、ロール体RPから引き出された媒体Pに対して画像を記録する。キャリッジ駆動機構40は、キャリッジ41と、キャリッジ軸42と、記録ヘッド44と、キャリッジモーター45と、キャリッジ位置検出部46とを備えている。
The
キャリッジ41は、キャリッジモーター45がベルト機構(図示省略)を駆動することにより、キャリッジ軸42に沿って移動方向D3に移動する。キャリッジ41には、各色のインクを貯留するインクタンク43が設けられている。インクタンク43には、図示しないインクカートリッジからチューブを介してインクが供給される。また、キャリッジ41の下面には、インクジェットヘッドである記録ヘッド44が設けられている。記録ヘッド44は、インクタンク43から供給されたインクを、ノズルから吐出する。
The
キャリッジ位置検出部46は、キャリッジ41の移動方向D3における位置を検出する。キャリッジ位置検出部46は、移動方向D3に沿って設けられたリニアスケールと、フォトインターラプターとを備えたリニアエンコーダーである。
The carriage
媒体送り機構50は、ロール体RPから引き出された媒体Pを、移動方向D3と略直交する送り方向D4に送る。媒体送り機構50は、駆動ローラー51aと、従動ローラー51bと、送り輪列52と、送りモーター53と、送り回転検出部54とを備えている。
The
駆動ローラー51aおよび従動ローラー51bは、相互間に挟持した媒体Pを回転送りする。駆動ローラー51aには、送り輪列52の送り出力ギア(図示省略)と噛み合う送り入力ギア52bが設けられている。
The driving
送りモーター53は、駆動ローラー51aに対して駆動力を与える。送りモーター53は、例えば、DCモーターである。送りモーター53からの駆動力が、送り輪列52を介して駆動ローラー51aに伝達されることより、駆動ローラー51aが回転し、それに伴って、従動ローラー51bが回転する。
The
送り回転検出部54は、駆動ローラー51aの回転位置および回転方向を検出する。送り回転検出部54は、送りモーター53の出力軸に設けられた円盤状スケールと、フォトインターラプターとを備えたロータリーエンコーダーである。
The feed
プラテン55は、記録ヘッド44と対向するように設けられている。プラテン55には、上下に貫通する吸引孔55aが複数形成されている。また、プラテン55の下方には、吸引ファン56が設けられている。吸引ファン56が作動することによって、吸引孔55a内が負圧となり、プラテン55上の媒体Pが吸引保持される。プラテン55上に吸引保持された媒体Pに対して、記録ヘッド44からインクが吐出される。
The
コントローラー100は、記録装置10の各部を統括制御する。コントローラー100は、CPU(Central Processing Unit)101と、ROM(Read Only Memory)102と、RAM(Random Access Memory)103と、PROM(Programmable ROM)104と、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)105と、モータードライバー106と、バス107とを備えている。また、コントローラー100には、ロール回転検出部34、キャリッジ位置検出部46、送り回転検出部54からの各パルス信号が入力する。なお、コントローラー100の機能構成については、後述する。また、モータードライバー106は、特許請求の範囲における「駆動部」の一例である。
The
以上のように構成された記録装置10は、媒体Pに画像を記録する記録ジョブを実行する際に、ドット形成動作と送り動作とを繰り返し行う。換言すれば、記録装置10は、1回の記録ジョブにおいて、複数回の送り動作を間欠的に繰り返し行う。ここで、ドット形成動作とは、キャリッジ41を移動方向D3に移動させながら記録ヘッド44からインクを吐出させて媒体P上にドットを形成する動作であり、主走査ともいう。送り動作とは、媒体Pを送り方向D4に送る動作であり、副走査ともいう。
The
図3を参照して、コントローラー100の機能構成例について説明する。コントローラー100は、主制御部110と、ロールモーター制御部120と、送りモーター制御部130とを備えている。これらの各機能部は、コントローラー100を構成するハードウェアと、ROM102などのメモリーに記憶されているソフトウェアとの協働によって実現される。
A functional configuration example of the
主制御部110は、ロールモーター制御部120および送りモーター制御部130に指令を与える。主制御部110は、ロールモーター33および送りモーター53をそれぞれ独立して駆動するように、または、ロールモーター33および送りモーター53を同期駆動するように、ロールモーター制御部120および送りモーター制御部130に指令を与えることが可能である。
The
図4は、PID制御を実現するときの送りモーター制御部130のブロック図である。送りモーター制御部130は、位置演算部141と、送り回転速度演算部142と、第1減算部143と、目標送り速度発生部144と、第2減算部145と、比例要素146と、積分要素147と、微分要素148と、PID加算部150と、PWM(Pulse Width Modulation)出力部152と、タイマー153とを備えている。
FIG. 4 is a block diagram of the feed
位置演算部141は、送り回転検出部54からのパルス信号をカウントすることにより、駆動ローラー51aの刻々の回転位置を算出する。送り回転速度演算部142は、送り回転検出部54からのパルス信号と、タイマー153で計測される時間とに基づいて、駆動ローラー51aの回転速度を算出する。
The
第1減算部143は、位置演算部141から出力された駆動ローラー51aの回転位置と、主制御部110から指令された目標位置との位置誤差を算出する。目標送り速度発生部144は、第1減算部143から出力された位置誤差に基づいて、所定の速度テーブルに応じた目標速度を算出する。第2減算部145は、送り回転速度演算部142から出力された駆動ローラー51aの回転速度と、目標送り速度発生部144から出力された目標送り速度との速度誤差ΔVを算出する。
The
比例要素146、積分要素147および微分要素148には、第2減算部145から出力された速度誤差ΔV(速度偏差ともいう)が入力する。各要素は、速度誤差ΔVに基づいて、下記の(1)式〜(3)式により、以下の制御値Qを算出する。
QP1(j)=ΔV(j)×Kp (1)
QI1(j)=Q(j−1)+ΔV(j)×Ki (2)
QD1(j)={ΔV(j)−ΔV(j−1)}×Kd (3)
ここで、jは時間であり、Kpは比例ゲイン、Kiは積分ゲイン、Kdは微分ゲインである。
The speed error ΔV (also referred to as speed deviation) output from the
QP1 (j) = ΔV (j) × Kp (1)
QI1 (j) = Q (j−1) + ΔV (j) × Ki (2)
QD1 (j) = {ΔV (j) −ΔV (j−1)} × Kd (3)
Here, j is time, Kp is a proportional gain, Ki is an integral gain, and Kd is a differential gain.
PID加算部150は、比例要素146、積分要素147および微分要素148から出力される各制御値を加算し、合計された制御値QpidをPWM出力部152に出力する。PWM出力部152は、制御値Qpidに応じたデューティー値のPWM信号をモータードライバー106に出力する。モータードライバー106は、PWM出力部152から出力されたPWM信号に基づいて、送りモーター53をPWM制御にて駆動する。なお、PWM出力部152は、特許請求の範囲における「制御量出力部」の一例である。
本実施形態では、送りモーター制御部130が、送りモーター53をPID制御する構成であるが、これに限定されるものではなく、例えば、送りモーター53をPI制御する構成であってもよい。また、記録装置10は、送り動作時に、送りモーター53を駆動制御するだけでなく、ロールモーター33を駆動制御している。
In this embodiment, the feed
次に、ロールモーター制御部120について説明する。
ロールモーター制御部120は、後述するPI加算部170に出力する出力値である第1制御量Dxを求める計算を実行する。第1制御量Dxは、ロール体RPから引き出された媒体Pが弛まないようにするための規定のテンションFを与えるのに必要なデューティー値である Duty(f)を、ある速度Vnでロールモーター33を駆動させるのに必要なデューティー値であるDuty(ro)から減算することにより求められる。
つまり、下記の(4)式により第1制御量Dxが求められる。
Dx=Duty(ro)−Duty(f)=aVn+b−(F×r/M)×Duty(max)/Ts (4)
ここで、rはロール体RPの半径、Duty(max)はデューティー値の最大値、Mはロール輪列32による減速比、Tsはロールモーター33の起動トルク、係数a、bは、次の(5)式および(6)式で定義される値である。
a=(ave TiH−ave TiL)/(VH−VL) (5)
b=ave TiH−(ave TiH−ave TiL)×VL/(VH−VL) (6)
ここで、VHは、ある速度Vnより速い任意の速度であり、VLは、ある速度Vnより遅い任意の速度である。また、ave TiHは、速度VHに対応するデューティー値であり、ave TiLは、速度VLに対応するデューティー値である。
Next, the roll
The roll
That is, the first control amount Dx is obtained by the following equation (4).
Dx = Duty (ro) −Duty (f) = aVn + b− (F × r / M) × Duty (max) / Ts (4)
Here, r is the radius of the roll body RP, Duty (max) is the maximum value of the duty value, M is the reduction ratio by the
a = (ave TiH-ave TiL) / (VH-VL) (5)
b = ave TiH- (ave TiH-ave TiL) × VL / (VH-VL) (6)
Here, VH is an arbitrary speed faster than a certain speed Vn, and VL is an arbitrary speed slower than a certain speed Vn. Further, ave TiH is a duty value corresponding to the speed VH, and ave TiL is a duty value corresponding to the speed VL.
上記の式(4)において、(F×r/M)は、ロール輪列32の減速比を考慮した、テンションFによるトルクであり、この(F×r/M)のトルクをロールモーター33の起動トルクTsで除算する。これにより、Duty(max)を1とした場合に対する比である(F×r/M)/Tsを求めることができる。(F×r/M)/TsにDuty(max)を乗じることで、テンションFを与えるのに必要なDuty値であるDuty(f)を算出することができる。
In the above formula (4), (F × r / M) is a torque due to the tension F in consideration of the reduction ratio of the
また、Duty(ro)については、係数a、bを用いて次式(7)のように求めることができる。
Duty(ro)=aVn+b (7)
Further, the duty (ro) can be obtained as in the following equation (7) using the coefficients a and b.
Duty (ro) = aVn + b (7)
ここで、ロールモーター33は、送りモーター53の駆動により、媒体Pを介して引っ張られるため、結果的にロールモーター33は、送りモーター53と同じ速度Vnで駆動する。なお、速度Vnは、送り回転検出部54で検出された検出値に基づいて算出する。これにより、ロール体RPから引き出された媒体Pが弛むことを抑制し、また、媒体Pが弛まないようなテンションFを媒体Pに掛けることができる。
Here, since the
図5は、PI制御を実現するときのロールモーター制御部120のブロック図である。ロールモーター制御部120は、送り回転速度演算部142と、第1送り速度演算部160と、第1ロール回転速度演算部161と、第1制御量演算部162と、第2ロール回転速度演算部163と、第2送り速度演算部164と、目標送り速度発生部165と、減算部166と、判定部167と、比例要素168と、積分要素169と、PI加算部170と、PWM(Pulse Width Modulation)出力部152とを備えている。
FIG. 5 is a block diagram of the roll
送り回転速度演算部142は、送り回転検出部54からのパルス信号と、タイマー153で計測される時間とに基づいて、駆動ローラー51aの回転速度を算出する。第1送り速度演算部160は、駆動ローラー51aの回転速度と、既知である駆動ローラー51aの径とに基づいて、媒体Pの送り速度を算出する。なお、第1送り速度演算部160は、特許請求の範囲における「回転速度取得部」の一例である。
The feed rotation
第1ロール回転速度演算部161は、第1送り速度演算部160から出力される媒体Pの送り速度と、ロール体RPの径とに基づいて、ロール体RPの回転速度Vnを算出する。なお、ロール体RPの径は、ロール回転検出部34によりロール体RPの回転量を検出し、送り回転検出部54により駆動ローラー51aの回転量を検出することで算出する。第1制御量演算部162は、上記の(4)式に基づいて算出したロール体RPの回転速度Vnに応じた第1制御量Dxを算出する。第1制御量演算部162は、第1制御量Dxを後述するPI加算部170に出力する。
The first roll rotation
第2ロール回転速度演算部163は、ロール回転検出部34からのパルス信号と、タイマー(図示省略)で計測される時間とに基づいて、ロール体RPの回転速度Vnを算出する。第2送り速度演算部164は、第2ロール回転速度演算部163から出力される回転速度Vnと、ロール体RPの径とに基づいて、媒体Pの送り速度を算出する。
The second roll rotation
目標送り速度発生部165は、時間の経過に対応した媒体Pの目標送り速度を出力する。本実施形態の目標送り速度発生部165は、約20ms〜約80msはロールモーター33が加速する加速時の目標送り速度を出力し、約80ms〜約370msはロールモーター33が定速状態を保持する定速時の目標送り速度を出力し、約370ms〜約400msはロールモーター33が減速する減速時の目標送り速度を出力する(図8参照)。
The target
減算部166は、第2送り速度演算部164から出力された媒体Pの送り速度と、目標送り速度発生部165から出力された目標送り速度との速度誤差ΔVを算出する。
The
判定部167は、第2送り速度演算部164から出力された媒体Pの送り速度が目標送り速度発生部165から出力された目標送り速度を超えたか否かを判定する。判定に際しては、減算部166により求めた速度誤差ΔVより判定することができる。
The
比例要素168および積分要素169には、減算部166から出力された速度誤差ΔVが入力する。各要素は、速度誤差ΔVに基づいて、下記の(8)式および(9)式により、以下の制御値Qを算出する。
QP2(j)=ΔV(j)×Gp (8)
QI2(j)=Q(j−1)+ΔV(j)×Gi (9)
ここで、jは時間であり、Kpは比例ゲイン、Giは積分ゲインである。
なお、QP2(j)とQI2(j)との和が、PI制御量である。
The speed error ΔV output from the
QP2 (j) = ΔV (j) × Gp (8)
QI2 (j) = Q (j−1) + ΔV (j) × Gi (9)
Here, j is time, Kp is a proportional gain, and Gi is an integral gain.
Note that the sum of QP2 (j) and QI2 (j) is the PI control amount.
PI加算部170は、前述した判定部167による判定の結果により、後述するPWM出力部152へ制御量を出力する。判定部167による判定の結果が、ロールモーター33の加速時および定速時においては、媒体Pの送り速度が目標送り速度を超えなかったと判定した場合には、第1制御量DxにPI制御量を加算した加算制御量を制御量としてPWM出力部152へ出力し、媒体Pの送り速度が目標送り速度を超えたと判定した場合には、第1制御量Dxを制御量としてPWM出力部152へ出力する。また、ロールモーター33の減速時においては、媒体Pの送り速度が目標送り速度を超えたと判定した場合には、第1制御量DxにPI制御量を加算した加算制御量を制御量としてPWM出力部152へ出力し、媒体Pの送り速度が目標送り速度を超えなかったと判定した場合には、第1制御量Dxを制御量としてPWM出力部152へ出力する。
The
PWM出力部152は、PI加算部170が出力した制御量に応じたデューティー値のPWM信号をモータードライバー106に出力する。モータードライバー106は、PWM出力部152から出力されたPWM信号に基づいて、ロールモーター33をPWM制御にて駆動する。
The
図6は、本実施形態における媒体Pの送りを示した図である。
図6(a)において、S1は、第1送り速度演算部160から出力された媒体Pの送り速度を示し、S2は、第2送り速度演算部164から出力された媒体Pの送り速度を示している。また、S3は、媒体Pの目標送り速度を示している。S4は、媒体Pに掛かるテンションFを示している。ここで、ロールモーター33の回転速度が加速している、約20ms〜約40msの第1加速領域T1では、テンションFを0gfとしている。次に、ロールモーター33の回転速度がさらに加速している、約40ms〜約80msの第2加速領域T2では、テンションFを500gfとしている。約80ms〜約370msの定速領域T3では、テンションFを500gfとしている。ロールモーター33の回転速度が減速している、約370ms〜約400msの減速領域T4では、テンションFを1000gfとしている。
FIG. 6 is a diagram showing the feeding of the medium P in the present embodiment.
In FIG. 6A, S1 indicates the feed speed of the medium P output from the first feed
図6(b)において、S5は、デューティー値Duty(ro)である。S6は、第1制御量DxにPI制御量を加算した制御量である。S7は、PI制御量である。 In FIG. 6B, S5 is a duty value Duty (ro). S6 is a control amount obtained by adding the PI control amount to the first control amount Dx. S7 is the PI control amount.
図6(a)および図6(b)を参照し、本実施形態のモーター制御装置によりPI制御量S7を第1制御量Dxに加算した制御量と、第1制御量Dxと、を判定部167の判定の結果に基づいて出力する制御量を切り替えることを説明し、媒体Pに掛かるテンションFの変動が抑制される様子を説明する。 With reference to FIG. 6A and FIG. 6B, the control amount obtained by adding the PI control amount S7 to the first control amount Dx by the motor control device of the present embodiment and the first control amount Dx are determined. Switching of the control amount to be output based on the determination result of 167 will be described, and how the fluctuation of the tension F applied to the medium P is suppressed will be described.
第1加速領域T1では、約20msから約40ms近辺まで、媒体Pの送り速度S1が、目標送り速度S3を下回っている。媒体Pの送り速度S1を上げるため、PI制御量S7を第1制御量Dxに加算した制御量S6をモータードライバー106に出力している。また、約40msから約50ms近辺までは媒体Pの送り速度S1が、目標送り速度S3を超えている。そのため、媒体Pの送り速度S1を上げないよう、第1制御量Dxを制御量S6としてモータードライバー106に出力している。
In the first acceleration region T1, the feed speed S1 of the medium P is lower than the target feed speed S3 from about 20 ms to about 40 ms. In order to increase the feeding speed S1 of the medium P, a control amount S6 obtained by adding the PI control amount S7 to the first control amount Dx is output to the
第2加速領域T2では、S4に示すテンションFを500gfに規定している。媒体Pの送り速度S1が、目標送り速度S3を超えているため、第1制御量Dxを制御量S6としてモータードライバー106に出力している。
In the second acceleration region T2, the tension F shown in S4 is defined as 500 gf. Since the feed speed S1 of the medium P exceeds the target feed speed S3, the first control amount Dx is output to the
定速領域T3では、媒体Pの送り速度S1が、目標送り速度S3を超えているため、第1制御量Dxを制御量S6としてモータードライバー106に出力している。
In the constant speed region T3, since the feed speed S1 of the medium P exceeds the target feed speed S3, the first control amount Dx is output to the
減速領域T4では、媒体Pの送り速度S1が、目標送り速度S3を超えているため、PI制御量S7を第1制御量Dxに加算した制御量S6をモータードライバー106に出力している。
In the deceleration region T4, since the feed speed S1 of the medium P exceeds the target feed speed S3, the control amount S6 obtained by adding the PI control amount S7 to the first control amount Dx is output to the
第1加速領域T1、第2加速領域T2および定速領域T3においては、判定部167が、PI制御量S7を第1制御量Dxに加算するか否かの判定をすることで、PWM出力部152が、モータードライバー106へ、第1制御量DxにPI制御量を加算した加算制御量を制御量S6として出力するか、または、第1制御量Dxを制御量S6として出力する。これにより、媒体Pの送り速度S1が急激に減速することを抑制することができ、媒体Pに過度のテンションFが掛かることを抑制することができる。したがって、ロール体RPから引き出された媒体Pに掛かるテンションFの変動を抑制することができる。
In the first acceleration region T1, the second acceleration region T2, and the constant speed region T3, the
減速領域T4においても他の領域と同様に、判定部167が、PI制御量S7を第1制御量Dxに加算するか否かの判定をすることで、PWM出力部152が、モータードライバー106へ、第1制御量DxにPI制御量S7を加算した加算制御量を制御量S6として出力するか、または、第1制御量Dxを制御量S6として出力する。これにより、媒体Pの送り速度S1が上昇することを抑制することができる。したがって、媒体Pが弛んでしまうことを抑制することができる。
In the deceleration region T4, as in the other regions, the
以上、本実施形態のモーター制御装置および記録装置10によれば、ロール体RPの回転速度が急激に減速すること、およびロール体RPの回転速度が上昇することを抑制することができる。したがって、ロール体RPから引き出された媒体Pに掛かるテンションFの変動を抑制することができる。
As described above, according to the motor control device and the
なお、本実施形態は、以下のような形態に変更することができる。
第2制御量演算部は、判定部167による判定の結果が、ロールモーター33の加速時および定速時に、媒体Pの送り速度が目標送り速度を超えなかったと判定した場合においても、PI制御量を算出しなくてもよい。また、ロールモーター33の減速時に、媒体Pの送り速度が目標送り速度を超えなかったと判定した場合においても、PI制御量を算出しなくてもよい。
In addition, this embodiment can be changed into the following forms.
Even when the determination result by the
本実施形態では、ロールモーター制御部120が、ロールモーター33をPI制御する構成であるが、これに限定されるものではなく、例えば、ロールモーター33をP制御する構成であってもよい。
In the present embodiment, the roll
本発明のモーター制御装置の適用例としては、インクジェット方式の記録部を備えた記録装置10に限定されるものではなく、例えば、ドットインパクト式の記録装置10、電子写真式の記録装置10であってもよい。さらに、記録装置10に限定されるものではなく、例えば、媒体Pを送りながら媒体Pに乾燥処理を施す乾燥装置や、媒体Pを送りながら媒体Pに表面処理を施す表面処置装置に、本発明のモーター制御装置を適用してもよい。また、媒体Pにそのような処理を施す装置に限定されず、単に媒体Pを送るだけの装置であっても構わない。
The application example of the motor control device of the present invention is not limited to the
RP…ロール体、P…媒体、50…媒体送り機構、33…ロールモーター、106…モータードライバー、160…第1ロール回転速度演算部、165…目標送り速度発生部、162…第1制御量演算部、167…判定部、152…PWM出力部 RP ... roll body, P ... medium, 50 ... medium feed mechanism, 33 ... roll motor, 106 ... motor driver, 160 ... first roll rotation speed calculator, 165 ... target feed speed generator, 162 ... first control amount calculation Part, 167 ... determination part, 152 ... PWM output part
Claims (7)
前記ロール体の回転による前記媒体の送り速度を取得する送り速度取得部と、
取得された前記送り速度が目標送り速度を超えたか否かを判定する判定部と、
前記判定部が、前記送り速度が前記目標送り速度を超えなかったと判定した場合に、前記制御量を増やして前記駆動部に出力する制御量出力部と、
を備えたことを特徴とするモーター制御装置。 A drive unit that drives a roll motor that rotates the roll body when the medium drawn from the roll body around which the medium is wound is fed by a feed roller;
A feed speed acquisition unit for acquiring a feed speed of the medium by rotation of the roll body;
A determination unit for determining whether or not the acquired feed speed exceeds a target feed speed;
When the determination unit determines that the feed speed has not exceeded the target feed rate, a control amount output unit that increases the control amount and outputs the control amount to the drive unit;
A motor control device comprising:
前記目標送り速度を発生する目標送り速度発生部と、
取得された前記回転速度に応じた第1制御量を演算する第1制御量演算部と、
取得された前記送り速度と前記目標送り速度との偏差に基づいた第2制御量を演算する第2制御量演算部と、
を有し、
前記制御量出力部は、前記送り速度が前記目標送り速度を超えなかったと判定した場合に、前記第1制御量に前記第2制御量を加算した加算制御量を前記制御量として前記駆動部に出力し、前記送り速度が前記目標送り速度を超えたと判定した場合に、前記第1制御量を前記制御量として前記駆動部に出力することを特徴とする請求項1に記載のモーター制御装置。 A rotation speed acquisition unit for acquiring the rotation speed of the roll body;
A target feed speed generator for generating the target feed speed;
A first control amount calculation unit that calculates a first control amount according to the acquired rotation speed;
A second control amount calculation unit for calculating a second control amount based on a deviation between the obtained feed speed and the target feed speed;
Have
When it is determined that the feed rate does not exceed the target feed rate, the control amount output unit adds an addition control amount obtained by adding the second control amount to the first control amount as the control amount to the drive unit. 2. The motor control device according to claim 1, wherein the motor control device outputs the first control amount as the control amount to the drive unit when it is determined that the feed speed exceeds the target feed speed.
前記回転速度を加速させる加速時および定速状態を保つ定速時に、前記判定部が、前記送り速度が前記目標送り速度を超えなかったと判定した場合は前記加算制御量を前記制御量として前記駆動部に出力し、前記送り速度が前記目標送り速度を超えたと判定した場合は前記第1制御量を前記制御量として前記駆動部に出力することを特徴とする請求項2に記載のモーター制御装置。 The control amount output unit is
When the determination unit determines that the feed speed has not exceeded the target feed speed at the time of acceleration for accelerating the rotation speed and at a constant speed to maintain a constant speed state, the drive is performed with the addition control amount as the control amount. 3. The motor control device according to claim 2, wherein the first control amount is output as the control amount to the drive unit when it is determined that the feed speed has exceeded the target feed speed. .
前記ロール体の回転による前記媒体の送り速度を取得する送り速度取得部と、
取得された前記送り速度が目標送り速度を超えたか否かを判定する判定部と、
前記判定部が、前記送り速度が前記目標送り速度を超えたと判定した場合に前記制御量を増やして前記駆動部に出力する制御量出力部と、
を備えたことを特徴とするモーター制御装置。 A drive unit that drives a roll motor that rotates the roll body when the medium drawn from the roll body around which the medium is wound is fed by a feed roller;
A feed speed acquisition unit for acquiring a feed speed of the medium by rotation of the roll body;
A determination unit for determining whether or not the acquired feed speed exceeds a target feed speed;
A control amount output unit configured to increase the control amount and output to the drive unit when the determination unit determines that the feed speed exceeds the target feed speed;
A motor control device comprising:
前記目標送り速度を発生する目標送り速度発生部と、
取得された前記回転速度に応じた第1制御量を演算する第1制御量演算部と、
取得された前記送り速度と前記目標送り速度との偏差に基づいた第2制御量を演算する第2制御量演算部と、
を有し、 前記制御量出力部は、前記送り速度が前記目標送り速度を超えたと判定した場合に前記第1制御量に前記第2制御量を加算した加算制御量を前記制御量として前記駆動部に出力し、前記送り速度が前記目標送り速度を超えなかったと判定した場合に前記第1制御量を前記制御量として前記駆動部に出力することを特徴とする請求項4に記載のモーター制御装置。 A rotation speed acquisition unit for acquiring the rotation speed of the roll body;
A target feed speed generator for generating the target feed speed;
A first control amount calculation unit that calculates a first control amount according to the acquired rotation speed;
A second control amount calculation unit for calculating a second control amount based on a deviation between the obtained feed speed and the target feed speed;
And the control amount output unit uses, as the control amount, an addition control amount obtained by adding the second control amount to the first control amount when it is determined that the feed speed exceeds the target feed speed. 5. The motor control according to claim 4, wherein the first control amount is output as the control amount to the drive unit when it is determined that the feed speed has not exceeded the target feed speed. apparatus.
前記回転速度を減速させる減速時において、前記判定部が、前記送り速度が前記目標送り速度を超えたと判定した場合は前記第1制御量に前記第2制御量を加算した加算制御量を前記制御量として前記駆動部に出力し、前記送り速度が前記目標送り速度を超えなかったと判定した場合は前記第1制御量を前記制御量として前記駆動部に出力することを特徴とする請求項5に記載のモーター制御装置。 The control amount output unit is
At the time of deceleration for decelerating the rotational speed, when the determination unit determines that the feed speed exceeds the target feed speed, an addition control amount obtained by adding the second control amount to the first control amount is controlled. The output to the drive unit as an amount, and when it is determined that the feed speed does not exceed the target feed speed, the first control amount is output to the drive unit as the control amount. The motor control device described.
前記モーター制御装置により前記ロール体を回転させる前記ロールモーターと、
前記媒体に対して画像を記録する記録部と、
を備えたことを特徴とする記録装置。 The motor control device according to any one of claims 1 to 6,
The roll motor for rotating the roll body by the motor control device;
A recording unit for recording an image on the medium;
A recording apparatus comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2014144804A JP2016020264A (en) | 2014-07-15 | 2014-07-15 | Motor control unit and recording device |
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