JP7456202B2 - Sheet conveyance device and image forming system - Google Patents

Sheet conveyance device and image forming system Download PDF

Info

Publication number
JP7456202B2
JP7456202B2 JP2020039179A JP2020039179A JP7456202B2 JP 7456202 B2 JP7456202 B2 JP 7456202B2 JP 2020039179 A JP2020039179 A JP 2020039179A JP 2020039179 A JP2020039179 A JP 2020039179A JP 7456202 B2 JP7456202 B2 JP 7456202B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sheet
tension
operation amount
motor
roll
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2020039179A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2021095290A (en
Inventor
輝人 長谷川
裕次 西垣
慎太郎 井添
悠理 森下
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Brother Industries Ltd
Original Assignee
Brother Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Brother Industries Ltd filed Critical Brother Industries Ltd
Priority to US17/122,196 priority Critical patent/US20210179380A1/en
Publication of JP2021095290A publication Critical patent/JP2021095290A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7456202B2 publication Critical patent/JP7456202B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Description

本開示は、シート搬送装置及び画像形成システムに関する。 This disclosure relates to a sheet conveying device and an image forming system.

従来、シートが巻き回されたシートロールから、搬送ローラにより記録ヘッドの方向にシートを引き出し、引き出したシートに画像を記録する記録装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known a recording apparatus that uses a conveyance roller to pull out a sheet in the direction of a recording head from a sheet roll around which the sheet is wound, and records an image on the pulled out sheet (for example, see Patent Document 1).

この記録装置では、シートロールの外周におけるシートの速度と、搬送ローラにおけるシートの速度とを同期させるために、シートロールの径が光学センサにより計測される。計測されたシートロールの径に基づいて、同期のためのシートロールの回転速度の目標値が算出される。更に、搬送ローラの加速に合わせたシートロールの回転のために、搬送ローラの回転加速度に基づき、シートロールを回転駆動するモータに対する操作量が補正される。 In this recording apparatus, the diameter of the sheet roll is measured by an optical sensor in order to synchronize the speed of the sheet on the outer periphery of the sheet roll with the speed of the sheet on the conveyance roller. Based on the measured diameter of the sheet roll, a target value of the rotation speed of the sheet roll for synchronization is calculated. Furthermore, in order to rotate the sheet roll in accordance with the acceleration of the transport roller, the amount of operation for the motor that rotationally drives the sheet roll is corrected based on the rotational acceleration of the transport roller.

特開2013-91219号公報Japanese Patent Application Publication No. 2013-91219

シートロールを対象とするシート搬送装置では、シートロールの重量が、シートの消費によって変化する。この重量の変化によっては、シートロールの加速度運動を目標運動に制御するために適切なモータに対する操作量が変化する。 In a sheet conveyance device that uses sheet rolls, the weight of the sheet roll changes depending on sheet consumption. Depending on this change in weight, the amount of operation for the motor appropriate for controlling the accelerated motion of the sheet roll to the target motion changes.

従来技術では、このようなシートロールの重量の変化を考慮したモータの制御が行われないことから、加速プロセスを伴うシート搬送に関し、シートの搬送制御を適切に行うことが難しかった。 In the prior art, since the motor is not controlled in consideration of such changes in the weight of the sheet roll, it has been difficult to appropriately control the sheet conveyance with respect to sheet conveyance that involves an acceleration process.

そこで本開示の一側面によれば、シートの消費によってシートロールの重量が変化する環境の中で、加速プロセスを伴うシートの搬送制御を適切に実行可能なシート搬送装置を提供できることが望ましい。 Therefore, according to one aspect of the present disclosure, it is desirable to provide a sheet conveyance device that can appropriately perform sheet conveyance control that involves an acceleration process in an environment where the weight of a sheet roll changes as the sheet is consumed.

本開示の一側面に係るシート搬送装置は、ホルダと、搬送ローラと、第一モータと、第二モータと、張力推定器と、計測器と、コントローラと、を備える。ホルダは、シートが巻き回されたシートロールを保持する。 A sheet conveyance device according to one aspect of the present disclosure includes a holder, a conveyance roller, a first motor, a second motor, a tension estimator, a measuring device, and a controller. The holder holds a sheet roll around which a sheet is wound.

搬送ローラは、シートロールから引き出されたシートを、回転により搬送する。第一モータは、搬送ローラを回転させる。第二モータは、シートの搬送に伴って、シートロールを回転させる。 The conveyance roller rotates and conveys the sheet pulled out from the sheet roll. The first motor rotates the conveyance roller. The second motor rotates the sheet roll as the sheet is conveyed.

張力推定器は、搬送ローラの回転によって搬送されるシートの張力を推定する。計測器は、搬送ローラの回転運動に関する物理量を計測する。例えば、コントローラは、第一モータ及び第二モータを制御することにより、シートの移動及び張力を制御するように構成され得る。 The tension estimator estimates the tension of the sheet conveyed by the rotation of the conveyance roller. The measuring device measures a physical quantity related to the rotational movement of the conveyance roller. For example, the controller may be configured to control sheet movement and tension by controlling the first motor and the second motor.

コントローラは、計測器により計測された物理量から特定される搬送ローラの回転加速度に基づき、搬送ローラの加速に応じてシートロールを回転させるために必要な第二モータの加速トルクを推定する。 The controller estimates the acceleration torque of the second motor required to rotate the sheet roll in accordance with the acceleration of the conveyance roller, based on the rotational acceleration of the conveyance roller specified from the physical quantity measured by the measuring device.

コントローラは、推定された加速トルクに基づき、第二モータに対するフィードフォワード操作量を算出する。コントローラは、張力推定器により推定された張力としての推定張力と目標張力とに基づき、第二モータに対するフィードバック操作量を算出する。 The controller calculates a feedforward operation amount for the second motor based on the estimated acceleration torque. The controller calculates a feedback operation amount for the second motor based on the estimated tension as the tension estimated by the tension estimator and the target tension.

コントローラは、算出されたフィードバック操作量及びフィードフォワード操作量の少なくとも一方に基づき、第二モータを制御する。コントローラは、搬送ローラの加速時には、フィードバック操作量及びフィードフォワード操作量のうちの少なくともフィードフォワード操作量に基づき、第二モータを制御する。 The controller controls the second motor based on at least one of the calculated feedback operation amount and feedforward operation amount. The controller controls the second motor based on at least the feedforward operation amount of the feedback operation amount and the feedforward operation amount when accelerating the conveyance roller.

このシート搬送装置によれば、加速トルクの推定、及び、推定した加速トルクに基づく第二モータの制御により、シートの消費によってシートロールの重量が変化する環境においても、搬送ローラの加速に応じてシートロールを加速回転させるように第二モータを制御することができ、加速プロセスを伴うシートの搬送制御を適切に実行することができる。 According to this sheet conveying device, by estimating the acceleration torque and controlling the second motor based on the estimated acceleration torque, even in an environment where the weight of the sheet roll changes due to sheet consumption, it can be adjusted according to the acceleration of the conveying roller. The second motor can be controlled to rotate the sheet roll at an accelerated rate, and sheet conveyance control that involves an acceleration process can be appropriately performed.

本開示の別側面によれば、コントローラは、予め定められた速度プロファイルに従って搬送ローラが回転するように、計測器により計測された物理量に基づき第一モータを制御するように構成されてもよい。 According to another aspect of the present disclosure, the controller may be configured to control the first motor based on the physical quantity measured by the measuring device so that the conveyance roller rotates according to a predetermined speed profile.

本開示の別側面によれば、加速トルクは、計測器により計測された物理量から特定される搬送ローラの回転加速度に代えて、又は、それに加えて、速度プロファイルから特定される搬送ローラの目標回転加速度に基づき推定されてもよい。 According to another aspect of the present disclosure, the acceleration torque is a target rotation of the conveying roller specified from a speed profile instead of or in addition to the rotational acceleration of the conveying roller specified from a physical quantity measured by a measuring instrument. It may be estimated based on acceleration.

すなわち、コントローラは、速度プロファイルから特定される搬送ローラの目標回転加速度に基づき、搬送ローラの加速に応じてシートロールを回転させるために必要な第二モータの加速トルクを推定するように構成されてもよい。 That is, the controller is configured to estimate the acceleration torque of the second motor required to rotate the sheet roll in accordance with the acceleration of the transport roller, based on the target rotational acceleration of the transport roller specified from the speed profile. Good too.

本開示の一側面によれば、上述したシート搬送装置と、記録ヘッドと、を備える画像形成システムが提供されてもよい。記録ヘッドは、シート搬送装置により搬送されるシートに対して画像を形成することができる。 According to one aspect of the present disclosure, an image forming system including the above-described sheet conveying device and a recording head may be provided. The recording head can form an image on a sheet conveyed by a sheet conveyance device.

本開示の一側面に係る画像形成システムの構成を表す図である。1 is a diagram illustrating a configuration of an image forming system according to one aspect of the present disclosure. テンショナーの機能を説明した図である。It is a figure explaining the function of a tensioner. 画像形成システムの電気的構成を説明したブロック図である。FIG. 1 is a block diagram illustrating the electrical configuration of an image forming system. メインコントローラが実行する処理を表すフローチャートである。3 is a flowchart showing processing executed by the main controller. 速度コントローラの構成を表すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of a speed controller. 張力コントローラの構成を表すブロック図である。It is a block diagram showing the composition of a tension controller. ゲイン設定器が実行する処理を表すフローチャートである。3 is a flowchart showing processing executed by a gain setter. 第二実施形態の張力コントローラの構成を表すブロック図である。It is a block diagram showing the composition of the tension controller of a second embodiment. 第二実施形態のフィードフォワード制御器の構成を表すブロック図である。FIG. 11 is a block diagram illustrating a configuration of a feedforward controller according to a second embodiment. 第二実施形態においてメインコントローラが実行する処理を部分的に表すフローチャートである。It is a flowchart partially showing the processing performed by the main controller in the second embodiment.

以下に本開示の例示的実施形態を、図面を参照しながら説明する。
[第一の実施形態]
図1に示す本実施形態の画像形成システム1は、シートロールQ0から引き出されたシートQに画像を形成するように構成される。この画像形成システム1は、シートQを記録ヘッド40の下方に向けて搬送するためのシート搬送装置として機能する。
Exemplary embodiments of the present disclosure will now be described with reference to the drawings.
[First embodiment]
1 is configured to form an image on a sheet Q pulled out from a sheet roll Q0. The image forming system 1 functions as a sheet transport device for transporting the sheet Q below a recording head 40.

画像形成システム1は、ホルダ10(図3参照)と、テンショナー15と、搬送ローラ20と、ニップローラ25と、ベルト機構30と、記録ヘッド40とを備える。図1では、ベルト機構30よりシートQの搬送方向下流の構成が省略される。ベルト機構30より下流には、例えば、シートQを切断するためのカッターが設けられる。 The image forming system 1 includes a holder 10 (see FIG. 3), a tensioner 15, a conveyance roller 20, a nip roller 25, a belt mechanism 30, and a recording head 40. In FIG. 1, the configuration downstream of the belt mechanism 30 in the conveying direction of the sheet Q is omitted. For example, a cutter for cutting the sheet Q is provided downstream of the belt mechanism 30.

ホルダ10は、シートロールQ0を着脱可能に保持する。シートロールQ0は、中空の芯材の周りにシートQが巻き回された構成にされる。ホルダ10は、シートロールQ0の芯材に挿通される回転軸10Aと、回転軸10Aを回転可能に保持するホルダ本体(図示せず)とを備える。 The holder 10 removably holds the sheet roll Q0. The sheet roll Q0 is configured with the sheet Q wound around a hollow core. The holder 10 includes a rotating shaft 10A that is inserted into the core of the sheet roll Q0, and a holder body (not shown) that rotatably holds the rotating shaft 10A.

ホルダ本体は、画像形成システム1の筐体(図示せず)内に固定される。シートロールQ0の芯材は、ホルダ10の回転軸10Aに対して滑らないように固定される。これにより、シートロールQ0は、ホルダ10の回転軸10Aと一緒に回転する。 The holder main body is fixed within a casing (not shown) of the image forming system 1. The core material of the sheet roll Q0 is fixed to the rotating shaft 10A of the holder 10 so as not to slip. Thereby, the sheet roll Q0 rotates together with the rotating shaft 10A of the holder 10.

シートQは、シートロールQ0の回転軸10Aへの装着後に、ユーザの手作業により、シートロールQ0から、テンショナー15を介して、搬送ローラ20とニップローラ25との間のニップ地点P2を通過した位置まで引き出される。図1における地点P1は、シートロールQ0からのシートQの引き出し地点を示す。 After the sheet roll Q0 is attached to the rotating shaft 10A, the sheet Q is manually pulled out from the sheet roll Q0 via the tensioner 15 to a position past the nip point P2 between the conveying roller 20 and the nip roller 25 by the user. Point P1 in FIG. 1 indicates the pull-out point of the sheet Q from the sheet roll Q0.

搬送ローラ20は、ニップローラ25との間にニップされたシートQを回転により、太い矢印で示される搬送方向に搬送する。テンショナー15は、図2に示すように、前後方向に変位可能なローラとして構成され、バネ材16に接続される。 The conveyance roller 20 rotates and conveys the sheet Q nipped between it and the nip roller 25 in the conveyance direction indicated by the thick arrow. As shown in FIG. 2, the tensioner 15 is configured as a roller that can be displaced in the front-rear direction, and is connected to a spring member 16.

テンショナー15は、前方に変位すると、バネ材16により後方に付勢力を受けるように配置される。テンショナー15は、この付勢力によりシートQにテンションを付与する。ここでいう前方は、シートQの搬送方向に対応し、後方は、シートQの搬送方向とは逆方向に対応する。 When the tensioner 15 is displaced forward, it is arranged so as to receive a backward biasing force from the spring member 16. The tensioner 15 applies tension to the sheet Q using this biasing force. The front here corresponds to the conveyance direction of the sheet Q, and the rear corresponds to the direction opposite to the conveyance direction of the sheet Q.

テンショナー15は、シートロールQ0から引き出されたシートQが、搬送ローラ20により搬送されるときに、シートQからの押圧力を受けて、前方に変位する。押圧力は、シートQの張力に対応する。図2に示す点線は、シートQからの力に起因して実線で示されるテンショナー15及びシートQが点線で示される位置まで変位した状態を示す。 The tensioner 15 is displaced forward in response to a pressing force from the sheet Q when the sheet Q pulled out from the sheet roll Q0 is conveyed by the conveyance roller 20. The pressing force corresponds to the tension of the sheet Q. The dotted line shown in FIG. 2 shows a state in which the tensioner 15 and the seat Q shown by the solid line are displaced to the position shown by the dotted line due to the force from the seat Q.

テンショナー15の前後方向における位置は、バネ材16による付勢力とシートQの張力とが均衡する位置で安定する。画像形成システム1は、このテンショナー15の位置を指標に、シートQの張力を推定し、張力制御を行うように構成される(詳細後述)。 The position of the tensioner 15 in the longitudinal direction is stabilized at a position where the urging force of the spring member 16 and the tension of the sheet Q are balanced. The image forming system 1 is configured to estimate the tension of the sheet Q using the position of the tensioner 15 as an index and perform tension control (details will be described later).

ベルト機構30は、搬送ローラ20より搬送方向下流に配置され、搬送ローラ20から搬送されるシートQを更に下流に搬送する。ベルト機構30は、図1に示すように、駆動ローラ31と従動ローラ32と間に、ベルト33が巻き回された構成にされる。駆動ローラ31は、搬送ローラ20と同期した回転運動により、ベルト33を回転させる。 The belt mechanism 30 is disposed downstream of the conveyance roller 20 in the conveyance direction, and conveys the sheet Q conveyed from the conveyance roller 20 further downstream. As shown in FIG. 1, the belt mechanism 30 has a structure in which a belt 33 is wound around a driving roller 31 and a driven roller 32. The drive roller 31 rotates the belt 33 by rotational movement synchronized with the conveyance roller 20 .

ベルト機構30は更に、ベルト33を挟んで駆動ローラ31と対向する位置に第一の対向ローラ35を備え、ベルト33を挟んで従動ローラ32と対向する位置に第二の対向ローラ36を備える。 The belt mechanism 30 further includes a first opposing roller 35 at a position facing the drive roller 31 with the belt 33 in between, and a second opposing roller 36 at a position facing the driven roller 32 with the belt 33 in between.

搬送ローラ20から搬送されるシートQは、ベルト33の回転により、第一の対向ローラ35とベルト33との間を通って下流に搬送される。更に、シートQは、第二の対向ローラ36とベルト33との間を通って下流に搬送される。ベルト33の回転により、シートQは、搬送ローラ20によるシートQの搬送速度と同速度で搬送される。 As the belt 33 rotates, the sheet Q conveyed from the conveyance roller 20 passes between the first opposing roller 35 and the belt 33 and is conveyed downstream. Further, the sheet Q is conveyed downstream between the second opposing roller 36 and the belt 33. Due to the rotation of the belt 33, the sheet Q is conveyed at the same speed as the conveyance speed of the sheet Q by the conveyance roller 20.

一例によれば、ベルト機構30は、エア吸着機能を有することができる。すなわち、ベルト33は、空気が通る多数の微小な孔を有していてもよく、ベルト33の下方には、空気を吸引する吸引器(図示せず)が設けられていてもよい。シートQは、吸引器による空気吸引によりベルト33の表面に吸着された状態で搬送されてもよい。 According to one example, the belt mechanism 30 can have an air suction function. That is, the belt 33 may have a large number of minute holes through which air passes, and a suction device (not shown) for sucking air may be provided below the belt 33. The sheet Q may be conveyed while being attracted to the surface of the belt 33 by air suction using a suction device.

記録ヘッド40は、ベルト機構30の上方に設けられて、通過するシートQに画像を形成する。記録ヘッド40は、ラインヘッドであり、記録ヘッド40の下方を通過するシートQのライン方向全体に対して同時に画像を形成する。ここでいうライン方向は、シートQの表面に沿う方向であって、シートQの搬送方向、換言すれば、シートQの長尺方向とは直交する方向である。 The recording head 40 is provided above the belt mechanism 30 and forms an image on the sheet Q passing therethrough. The recording head 40 is a line head, and simultaneously forms an image on the entire line direction of the sheet Q passing below the recording head 40 . The line direction here is a direction along the surface of the sheet Q, and is a direction perpendicular to the conveying direction of the sheet Q, in other words, the longitudinal direction of the sheet Q.

記録ヘッド40は、例えば、インクジェット方式で画像をシートQに形成するインクジェットヘッドであり得る。記録ヘッド40は、感熱方式又は熱転写方式でシートQに画像を形成するサーマルヘッドであってもよい。 The recording head 40 may be, for example, an inkjet head that forms an image on the sheet Q using an inkjet method. The recording head 40 may be a thermal head that forms an image on the sheet Q using a thermal method or a thermal transfer method.

記録ヘッド40がインクジェット方式で画像を形成する場合、記録ヘッド40の搬送方向下流には、インクを乾燥及び定着させるための定着器45が設けられてもよい。定着器45は、図1において点線で示すように、ベルト機構30上で記録ヘッド40に隣接して設けられ得る。 When the recording head 40 forms an image using an inkjet method, a fixing device 45 for drying and fixing the ink may be provided downstream of the recording head 40 in the transport direction. The fixing device 45 may be provided adjacent to the recording head 40 on the belt mechanism 30, as shown by the dotted line in FIG.

続いて、画像形成システム1の電気的構成を詳述する。図3に示すように、画像形成システム1は、システム全体を統括制御するコントローラ50を備える。画像形成システム1は更に、ホルダ10に装着されたシートロールQ0の回転を制御するために、供給モータ61と、モータドライバ63と、ロータリエンコーダ65と、計測回路67とを備える。 Next, the electrical configuration of the image forming system 1 will be described in detail. As shown in FIG. 3, the image forming system 1 includes a controller 50 that centrally controls the entire system. The image forming system 1 further includes a supply motor 61, a motor driver 63, a rotary encoder 65, and a measurement circuit 67 to control the rotation of the sheet roll Q0 mounted on the holder 10.

供給モータ61は、ホルダ10の回転軸10Aに図示しないギヤを介して接続され、回転軸10Aに動力を付与するように配置される。ホルダ10の回転軸10Aは、供給モータ61からの動力を受けて回転する。シートロールQ0は、回転軸10Aと共に回転する。 The supply motor 61 is connected to the rotating shaft 10A of the holder 10 via a gear (not shown), and is arranged to apply power to the rotating shaft 10A. The rotating shaft 10A of the holder 10 receives power from the supply motor 61 and rotates. The sheet roll Q0 rotates together with the rotating shaft 10A.

供給モータ61は、直流モータであり得る。供給モータ61は、モータドライバ63から入力される駆動電流に応じた回転トルクを発生させて回転軸10Aを駆動する。モータドライバ63は、コントローラ50から入力される操作量USRに応じた駆動電流を供給モータ61に入力する。 Supply motor 61 may be a DC motor. The supply motor 61 generates rotational torque according to the drive current input from the motor driver 63 to drive the rotating shaft 10A. The motor driver 63 inputs a drive current to the supply motor 61 according to the operation amount USR input from the controller 50.

ロータリエンコーダ65は、ホルダ10の回転軸10A又は供給モータ61の回転軸に設けられ、回転に応じたエンコーダ信号を出力する。計測回路67は、ロータリエンコーダ65から入力されるエンコーダ信号に基づいて、シートロールQ0の回転運動に関する物理量としてのシートロールQ0の回転位置及び回転速度(換言すれば回転角及び角速度)を計測し、計測した回転位置及び回転速度をコントローラ50に入力する。回転軸10Aの回転位置及び回転速度は、シートロールQ0の回転位置及び回転速度に対応する。 The rotary encoder 65 is provided on the rotating shaft 10A of the holder 10 or the rotating shaft of the supply motor 61, and outputs an encoder signal according to rotation. The measurement circuit 67 measures the rotational position and rotational speed (in other words, the rotational angle and angular velocity) of the sheet roll Q0 as physical quantities related to the rotational movement of the sheet roll Q0 based on the encoder signal input from the rotary encoder 65, The measured rotational position and rotational speed are input to the controller 50. The rotational position and rotational speed of the rotating shaft 10A correspond to the rotational position and rotational speed of the sheet roll Q0.

画像形成システム1は更に、搬送ローラ20の回転を制御するための構成として、搬送モータ71と、モータドライバ73と、ロータリエンコーダ75と、計測回路77とを備える。 The image forming system 1 further includes a transport motor 71, a motor driver 73, a rotary encoder 75, and a measurement circuit 77 as components for controlling the rotation of the transport roller 20.

搬送モータ71は、直流モータであり得る。搬送モータ71は、ギヤを介して搬送ローラ20と接続され、モータドライバ73から入力される駆動電流に応じた回転トルクを発生させて搬送ローラ20を回転させる。モータドライバ73は、コントローラ50から入力される操作量UPFに応じた駆動電流を搬送モータ71に入力する。 Conveyance motor 71 may be a DC motor. The conveyance motor 71 is connected to the conveyance roller 20 via a gear, and rotates the conveyance roller 20 by generating rotational torque according to a drive current inputted from a motor driver 73 . The motor driver 73 inputs a drive current corresponding to the operation amount UPF input from the controller 50 to the transport motor 71.

ロータリエンコーダ75は、搬送ローラ20の回転軸又は搬送モータ71の回転軸に設けられ、回転に応じたエンコーダ信号を出力する。計測回路77は、ロータリエンコーダ75から入力されるエンコーダ信号に基づいて、搬送ローラ20の回転運動に関する物理量としての搬送ローラ20の回転位置及び回転速度(換言すれば回転角及び角速度)を計測し、計測した回転位置及び回転速度をコントローラ50に入力する。 The rotary encoder 75 is provided on the rotation axis of the conveyance roller 20 or the rotation axis of the conveyance motor 71, and outputs an encoder signal according to rotation. The measurement circuit 77 measures the rotational position and rotational speed (in other words, the rotational angle and angular velocity) of the conveyance roller 20 as physical quantities related to the rotational movement of the conveyance roller 20 based on the encoder signal input from the rotary encoder 75. The measured rotational position and rotational speed are input to the controller 50.

画像形成システム1は更に、テンショナー15の位置を検出する位置検出器80を備える。位置検出器80は、予め定められた原点位置を基準としたテンショナー15の前後方向における位置Xを検出し、その検出位置Xをコントローラ50に入力する。位置検出器80は、例えば、リニアエンコーダによって構成され得る。 The image forming system 1 further includes a position detector 80 that detects the position of the tensioner 15. The position detector 80 detects a position X of the tensioner 15 in the longitudinal direction with respect to a predetermined origin position, and inputs the detected position X to the controller 50. Position detector 80 may be configured with a linear encoder, for example.

画像形成システム1は更に、ヘッドドライバ90と、レジストセンサ91と、距離センサ93と、ユーザインタフェース95と、通信インタフェース97とを備える。ヘッドドライバ90は、コントローラ50からの制御信号に従って、記録ヘッド40を駆動するように構成される。レジストセンサ91は、ベルト機構30の上流で、そこを通過するシートQの先頭を検出し、その検出信号をコントローラ50に入力するように構成される。 The image forming system 1 further includes a head driver 90, a registration sensor 91, a distance sensor 93, a user interface 95, and a communication interface 97. The head driver 90 is configured to drive the recording head 40 according to a control signal from the controller 50. The registration sensor 91 is configured to detect the leading edge of the sheet Q passing therethrough upstream of the belt mechanism 30 and input the detection signal to the controller 50 .

距離センサ93は、シートロールQ0と対向する位置に配置され、距離センサ93とシートロールQ0の表面との間の距離を計測し、その計測信号をコントローラ50に入力するように構成される。距離センサ93は、例えば、光をシートロールQ0の表面に発射し、その反射光を受光することにより、距離センサ93とシートロールQ0の表面との間の距離を計測することができる。距離センサ93は、超音波を用いて距離を計測するセンサであってもよい。 The distance sensor 93 is arranged at a position facing the sheet roll Q0, and is configured to measure the distance between the distance sensor 93 and the surface of the sheet roll Q0, and input the measurement signal to the controller 50. The distance sensor 93 can measure the distance between the distance sensor 93 and the surface of the sheet roll Q0, for example, by emitting light to the surface of the sheet roll Q0 and receiving the reflected light. The distance sensor 93 may be a sensor that measures distance using ultrasonic waves.

ユーザインタフェース95は、ユーザ向けの各種情報を表示する表示部と、ユーザからの操作を受け付ける入力部と、を備える。例えば、表示部は、液晶ディスプレイであり、入力部は、液晶ディスプレイ上のタッチパネルである。 The user interface 95 includes a display section that displays various information for the user, and an input section that accepts operations from the user. For example, the display section is a liquid crystal display, and the input section is a touch panel on the liquid crystal display.

通信インタフェース97は、有線又は無線により情報機器と通信可能に構成される。通信インタフェース97は、USBインタフェースや有線/無線LANインタフェースであり得る。情報機器は、ユーザが所有するパーソナルコンピュータやタブレット端末であり得る。 The communication interface 97 is configured to be able to communicate with the information device by wire or wirelessly. The communication interface 97 may be a USB interface or a wired/wireless LAN interface. The information device may be a personal computer or a tablet terminal owned by the user.

コントローラ50は、メインコントローラ51と、印刷コントローラ53と、速度コントローラ55と、張力コントローラ57とを備える。メインコントローラ51は、プロセッサ51Aと、メモリ51Bと、を備える。メモリ51Bは、RAM及びフラッシュメモリを備える。 The controller 50 includes a main controller 51, a print controller 53, a speed controller 55, and a tension controller 57. The main controller 51 includes a processor 51A and a memory 51B. The memory 51B includes RAM and flash memory.

プロセッサ51Aは、メモリ51Bが記憶するコンピュータプログラムに従って、各種処理を実行する。以下において、メインコントローラ51が実行する処理は、コンピュータプログラムに従って、プロセッサ51Aにより実行されると理解されてよい。 Processor 51A executes various processes according to computer programs stored in memory 51B. In the following, the processing executed by the main controller 51 may be understood to be executed by the processor 51A according to a computer program.

印刷コントローラ53、速度コントローラ55、及び張力コントローラ57は、例えばASICにより構成される。印刷コントローラ53は、メインコントローラ51から入力される印刷対象の画像データに基づいて、記録ヘッド40に印刷対象の画像データに基づく画像をシートQに形成させるための制御信号を、ヘッドドライバ90に入力する。 The print controller 53, speed controller 55, and tension controller 57 are configured by, for example, ASIC. The print controller 53 inputs a control signal to the head driver 90 to cause the recording head 40 to form an image on the sheet Q based on the image data to be printed, which is input from the main controller 51. do.

速度コントローラ55は、メインコントローラ51からの指示に従う目標回転速度で搬送ローラ20が回転するように、搬送モータ71に対する操作量UPFを決定し、決定した操作量UPFをモータドライバ73に入力するように構成される。本実施形態によれば、搬送ローラ20の回転速度の制御により、シートQの搬送速度が制御される。 The speed controller 55 determines a manipulated variable UPF for the transport motor 71 so that the transport roller 20 rotates at a target rotational speed according to instructions from the main controller 51, and inputs the determined manipulated variable UPF to the motor driver 73. It is configured as follows. According to this embodiment, the conveyance speed of the sheet Q is controlled by controlling the rotational speed of the conveyance roller 20.

張力コントローラ57は、メインコントローラ51からの指示に従う目標張力を有した状態でシートQが搬送されるように、供給モータ61に対する操作量USRを決定し、決定した操作量USRをモータドライバ63に入力するように構成される。 The tension controller 57 determines the operation amount USR for the supply motor 61 so that the sheet Q is conveyed with the target tension according to the instruction from the main controller 51, and applies the determined operation amount USR to the motor driver 63. configured to input.

メインコントローラ51は、通信インタフェース97を通じて情報機器から印刷指令を受信すると、図4に示す処理を実行し、印刷指令と共に受信した印刷対象の画像データに基づく画像がシートQに形成されるように、印刷コントローラ53、速度コントローラ55、及び張力コントローラ57と協働して、画像形成システム1内の各部を制御する。 When the main controller 51 receives a print command from the information device through the communication interface 97, it executes the process shown in FIG. In cooperation with the print controller 53, speed controller 55, and tension controller 57, each part within the image forming system 1 is controlled.

図4に示す処理を開始すると、メインコントローラ51は、初期処理を実行する(S110)。初期処理は、シートQの先頭を、予め定められた始点に配置する処理を含む。始点は、レジストセンサ91によりシートQの先頭が検出される位置であってもよいし、この位置からシートQの先頭が所定距離、搬送方向下流に移動した位置であってもよい。 When starting the process shown in FIG. 4, the main controller 51 executes initial processing (S110). The initial process includes a process of arranging the head of the sheet Q at a predetermined starting point. The starting point may be a position where the leading edge of the sheet Q is detected by the registration sensor 91, or may be a position where the leading edge of the sheet Q is moved a predetermined distance downstream in the conveying direction from this position.

始点は、シートQの先頭がベルト機構30に進入する位置に定義されてもよいし、記録ヘッド40によってシートQへの画像形成が行われるシート搬送経路上の位置から、シートQの加速に必要な距離、搬送方向上流に遡った地点であってもよい。 The starting point may be defined as the position where the leading edge of the sheet Q enters the belt mechanism 30, or may be defined as the position on the sheet conveyance path where the recording head 40 forms an image on the sheet Q, which is necessary for accelerating the sheet Q. The point may be a distance upstream in the transport direction.

シートQの先頭が始点に配置されると、メインコントローラ51は、シートQの搬送処理を開始する(S120)。搬送処理において、メインコントローラ51は、シートQが目標停止位置で停止するまでの搬送ローラ20の目標回転速度を示す速度プロファイルを速度コントローラ55に入力し、速度コントローラ55に、速度プロファイルに従う搬送ローラ20の回転速度制御を実行させる。 When the head of the sheet Q is placed at the starting point, the main controller 51 starts the conveyance process of the sheet Q (S120). In the conveyance process, the main controller 51 inputs into the speed controller 55 a speed profile indicating the target rotational speed of the conveyance roller 20 until the sheet Q stops at the target stop position, and causes the speed controller 55 to adjust the speed of the conveyance roller 20 according to the speed profile. Execute rotation speed control.

速度プロファイルは、加速区間における目標回転速度と、定速区間における目標回転速度と、減速区間における目標回転速度とを示す。シートQは、この速度プロファイルに従う搬送ローラ20の回転速度制御により、所定速度に到達するまで加速し、所定速度に到達した後には定速移動し、その後減速するように運動する。 The speed profile indicates a target rotational speed in an acceleration section, a target rotational speed in a constant speed section, and a target rotational speed in a deceleration section. By controlling the rotational speed of the conveyance roller 20 according to this speed profile, the sheet Q accelerates until it reaches a predetermined speed, moves at a constant speed after reaching the predetermined speed, and then decelerates.

搬送処理において、メインコントローラ51は更に、シートQが目標停止位置で停止するまでの目標張力を示す張力プロファイルを張力コントローラ57に入力し、張力コントローラ57に張力プロファイルに従うシートQの張力制御を実行させる。 In the conveyance process, the main controller 51 further inputs to the tension controller 57 a tension profile indicating the target tension until the sheet Q stops at the target stop position, and causes the tension controller 57 to execute tension control of the sheet Q according to the tension profile. .

搬送処理の開始後、メインコントローラ51は、回転速度制御が定速区間に移行するまで待機し(S130)、定速区間へ移行すると、印刷処理を開始する(S140)。印刷処理において、メインコントローラ51は、印刷コントローラ53に、記録ヘッド40に印刷対象の画像データに基づく画像をシートQに形成させるための記録ヘッド40の駆動制御を実行させる。この制御によって、シートQには、搬送方向への移動に合わせて、記録ヘッド40によるライン方向への画像形成動作が繰返し実行される。 After starting the conveyance process, the main controller 51 waits until the rotational speed control shifts to the constant speed section (S130), and when the rotation speed control shifts to the constant speed section, starts the printing process (S140). In the printing process, the main controller 51 causes the print controller 53 to execute drive control of the recording head 40 to cause the recording head 40 to form an image on the sheet Q based on the image data to be printed. Through this control, the recording head 40 repeatedly performs an image forming operation in the line direction on the sheet Q in accordance with the movement in the conveyance direction.

メインコントローラ51は、シートQの移動及び同期した記録ヘッド40の画像形成動作により印刷対象の画像データに基づく画像がシートQに形成され、印刷処理及び搬送処理が終了すると(S150でYes)、終了処理を実行する(S160)。終了処理は、印刷終了を、ユーザインタフェース95を通じてユーザに案内する処理を含む。その後、メインコントローラ51は、図4に示す処理を終了する。 When an image based on the image data to be printed is formed on the sheet Q by the movement of the sheet Q and the synchronized image forming operation of the recording head 40, and the printing process and the conveyance process are completed (Yes in S150), the main controller 51 ends the process. Processing is executed (S160). The termination process includes a process of notifying the user through the user interface 95 of the termination of printing. Thereafter, the main controller 51 ends the process shown in FIG. 4.

続いて、速度コントローラ55の詳細構成を、図5を用いて説明する。速度コントローラ55は、計測回路77にて計測された搬送ローラ20の回転速度と目標回転速度との偏差に基づき、搬送モータ71に対する操作量UPFを算出することにより、搬送ローラ20を目標回転速度にフィードバック制御するように構成される。以下でいう実回転速度は、回転速度の計測値を意味する。 Next, the detailed configuration of the speed controller 55 will be explained using FIG. 5. The speed controller 55 adjusts the conveyance roller 20 to the target rotation speed by calculating the operation amount UPF for the conveyance motor 71 based on the deviation between the rotation speed of the conveyance roller 20 measured by the measurement circuit 77 and the target rotation speed. is configured to provide feedback control. The actual rotational speed hereinafter means a measured value of the rotational speed.

速度コントローラ55は、速度指令器101と、偏差算出器103と、PID制御器105と、静止摩擦補償器107と、加算器109とを備える。速度指令器101は、メインコントローラ51から入力される速度プロファイルに従って、制御開始からの各時点における目標回転速度ωを出力する。 The speed controller 55 includes a speed command device 101 , a deviation calculator 103 , a PID controller 105 , a static friction compensator 107 , and an adder 109 . The speed command device 101 outputs the target rotational speed ω r at each point in time from the start of control according to the speed profile input from the main controller 51.

偏差算出器103は、速度指令器101からの目標回転速度ωと、計測回路77から入力される実回転速度ωとの偏差E=(ω-ω)を算出する。PID制御器105は、偏差算出器103から入力される偏差Eに基づき、搬送モータ71に対する操作量Uを演算する。 The deviation calculator 103 calculates the deviation E V =(ω r −ω) between the target rotation speed ω r from the speed command device 101 and the actual rotation speed ω input from the measurement circuit 77 . The PID controller 105 calculates the operation amount UV for the transport motor 71 based on the deviation EV input from the deviation calculator 103.

PID制御器105は、偏差EをゲインGで増幅して出力する比例要素と、偏差Eの積分値INT(E)をゲインGで増幅して出力する積分要素と、偏差Eの微分値DIF(E)をゲインGで増幅して出力する微分要素とを含む。PID制御器105は、比例要素、積分要素、及び微分要素からの出力の合計を、搬送モータ71に対する操作量Uとして算出する。 The PID controller 105 includes a proportional element that amplifies the deviation E V with a gain G p and outputs it, an integral element that amplifies the integral value INT (E V ) of the deviation E V with a gain G i and outputs it, and a and a differential element that amplifies the differential value DIF (E V ) of V by a gain G d and outputs the amplified differential value DIF (E V ) of V. The PID controller 105 calculates the sum of the outputs from the proportional element, the integral element, and the differential element as the manipulated variable UV for the transport motor 71.

静止摩擦補償器107は、静止摩擦に起因する操作量Uの不足を補償するための補償量Cを出力する。補償量Cは、実回転速度ωがゼロであるとき、すなわち静止状態においては、一定値であり、実回転速度ωが非ゼロであるとき、すなわち非静止状態においては、ゼロである。 The static friction compensator 107 outputs a compensation amount C for compensating for a shortage of the manipulated variables U and V caused by static friction. The compensation amount C is a constant value when the actual rotation speed ω is zero, i.e., in a stationary state, and is zero when the actual rotation speed ω is non-zero, i.e., in a non-stationary state.

加算器109は、PID制御器105から出力される操作量Uを、補償量Cで補正し、補正後の操作量UPF=U+Cを、モータドライバ73に入力する。モータドライバ73は、速度コントローラ55から入力される操作量UPFに対応する駆動電流を搬送モータ71に入力することにより、操作量UPFに対応する回転トルクが発生するように、搬送モータ71を駆動する。搬送ローラ20の回転速度、それに対応するシートQの搬送速度は、この速度コントローラ55によりフィードバック制御される。 The adder 109 corrects the manipulated variable U V output from the PID controller 105 using the compensation amount C, and inputs the corrected manipulated variable U PF =U V +C to the motor driver 73 . The motor driver 73 inputs a drive current corresponding to the manipulated variable UPF input from the speed controller 55 to the transport motor 71, thereby controlling the transport motor 71 so that a rotational torque corresponding to the manipulated variable UPF is generated. Drive. The rotation speed of the conveyance roller 20 and the corresponding conveyance speed of the sheet Q are feedback-controlled by this speed controller 55.

張力制御は、図6に示す張力コントローラ57によって実現される。図6に示す張力コントローラ57は、位置検出器80により検出されたテンショナー15の位置Xから推定されるシートQの張力(以下、推定張力と表現する。)と目標張力との偏差に基づき、供給モータ61に対する操作量USRを算出する。これにより、張力コントローラ57は、シートQの張力を、目標張力にフィードバック制御する。 Tension control is realized by a tension controller 57 shown in FIG. The tension controller 57 shown in FIG. 6 supplies the sheet Q based on the deviation between the target tension and the tension of the sheet Q estimated from the position The operation amount USR for the motor 61 is calculated. Thereby, the tension controller 57 feedback-controls the tension of the sheet Q to the target tension.

張力コントローラ57は、図6に示すように、張力指令器110と、張力推定器120と、偏差算出器130と、PID制御器140と、ロール径推定器150と、フィードフォワード制御器160と、加算器170と、ゲイン設定器180とを備える。 As shown in FIG. 6, the tension controller 57 includes a tension command device 110, a tension estimator 120, a deviation calculator 130, a PID controller 140, a roll diameter estimator 150, a feedforward controller 160, It includes an adder 170 and a gain setter 180.

張力指令器110は、メインコントローラ51から入力される張力プロファイルに従って、制御開始からの各時点における目標張力Tを出力する。張力推定器120は、位置検出器80から入力されるテンショナー15の位置Xに基づき、シートQに作用する張力Tを推定する。具体的に、張力推定器120は、テンショナー15の位置Xに特定の比例係数kをかけた値k・Xを、推定張力Tとして算出することができる。 The tension command device 110 outputs the target tension T r at each time point from the start of control according to the tension profile input from the main controller 51 . The tension estimator 120 estimates the tension T acting on the sheet Q based on the position X of the tensioner 15 input from the position detector 80. Specifically, the tension estimator 120 can calculate, as the estimated tension T, a value k·X obtained by multiplying the position X of the tensioner 15 by a specific proportionality coefficient k.

偏差算出器130は、目標張力Tと推定張力Tとの偏差E=T-Tを算出する。PID制御器140は、偏差算出器130から入力される偏差Eに基づき、供給モータ61に対するフィードバック操作量Uを算出する。 The deviation calculator 130 calculates the deviation E T =T r −T between the target tension T r and the estimated tension T. The PID controller 140 calculates a feedback operation amount U B for the supply motor 61 based on the deviation E T inputted from the deviation calculator 130 .

PID制御器140は、図6に示すように、比例ゲインアンプ141と、積分ゲインアンプ142と、微分ゲインアンプ143と、積分器145と、微分器146と、加算器148とを備える。偏差算出器130からの偏差Eは、比例ゲインアンプ141、積分器145、及び微分器146に入力される。比例ゲインアンプ141は、入力される偏差EをゲインKで増幅して出力する。 As shown in FIG. 6, the PID controller 140 includes a proportional gain amplifier 141, an integral gain amplifier 142, a differential gain amplifier 143, an integrator 145, a differentiator 146, and an adder 148. The deviation ET from the deviation calculator 130 is input to a proportional gain amplifier 141, an integrator 145, and a differentiator 146. The proportional gain amplifier 141 amplifies the input deviation E T by a gain K p and outputs the amplified deviation E T .

積分器145は、偏差Eに対する積分演算を行い、偏差Eの積分値INT(E)を積分ゲインアンプ142に入力する。積分ゲインアンプ142は、入力される偏差Eの積分値INT(E)をゲインKで増幅して出力する。 The integrator 145 performs an integral operation on the deviation E T and inputs an integral value INT (E T ) of the deviation E T to the integral gain amplifier 142 . The integral gain amplifier 142 amplifies the input integral value INT(E T ) of the deviation E T by a gain K i and outputs the amplified value.

微分器146は、偏差Eに対する微分演算を行い、偏差Eの微分値DIF(E)を微分ゲインアンプ143に入力する。微分ゲインアンプ143は、入力される偏差Eの微分値DIF(E)をゲインKで増幅して出力する。 The differentiator 146 performs a differential operation on the deviation E T and inputs the differential value DIF (E T ) of the deviation E T to the differential gain amplifier 143 . The differential gain amplifier 143 amplifies the input differential value DIF(E T ) of the deviation E T by a gain K d and outputs the amplified value.

加算器148は、比例ゲインアンプ141からの出力K・E、積分ゲインアンプ142からの出力K・INT(E)、及び微分ゲインアンプ143からの出力K・DIF(E)を加算し、その加算値K・E+K・INT(E)+K・DIF(E)を、供給モータ61に対するフィードバック操作量Uとして出力する。 The adder 148 outputs the output K p · ET from the proportional gain amplifier 141, the output K i ·INT ( ET ) from the integral gain amplifier 142, and the output K d ·DIF (ET ) from the differential gain amplifier 143. is added, and the added value K p · ET +K i ·INT( ET )+K d ·DIF( ET ) is output as the feedback operation amount U B for the supply motor 61.

加算器170は、PID制御器140から入力されるフィードバック操作量Uと、フィードフォワード制御器160から入力されるフィードフォワード操作量Uとの加算値U+Uを、供給モータ61に対する操作量USRとして出力する。 The adder 170 converts the sum value U B +U F of the feedback operation amount U B inputted from the PID controller 140 and the feedforward operation amount U F inputted from the feedforward controller 160 into an operation for the supply motor 61 . Output as quantity USR .

フィードフォワード制御器160は、微分器161と、加速トルク推定器163と、FFゲインアンプ165とを備える。微分器161は、計測回路77から入力される搬送ローラ20の回転速度ωを微分して、搬送ローラ20の回転加速度αを算出する。回転加速度は、角加速度に対応する。微分器161により算出される回転加速度αのことを、以下では、実回転加速度αと表現する。 Feedforward controller 160 includes a differentiator 161, an acceleration torque estimator 163, and an FF gain amplifier 165. The differentiator 161 differentiates the rotational speed ω of the conveyance roller 20 inputted from the measurement circuit 77 to calculate the rotational acceleration α of the conveyance roller 20. Rotational acceleration corresponds to angular acceleration. The rotational acceleration α calculated by the differentiator 161 is hereinafter expressed as an actual rotational acceleration α.

加速トルク推定器163は、実回転加速度αに基づき、搬送ローラ20の加速、換言すれば、シートQの加速に応じてシートロールQ0を回転させるために必要な供給モータ61の加速トルクτを推定する。具体的には、実回転加速度αと、シートロールQ0の半径であるロール径Rと、搬送ローラ20の半径Rと、ロール径Rから推定されるシートロールQ0のイナーシャJ(R)と、に基づき、式τ=J(R)・(R/R)・αに従って、加速トルクτを算出する。 The acceleration torque estimator 163 estimates the acceleration torque τ of the supply motor 61 necessary to rotate the sheet roll Q0 in accordance with the acceleration of the conveyance roller 20, in other words, the acceleration of the sheet Q, based on the actual rotational acceleration α. do. Specifically, the actual rotational acceleration α, the roll diameter R which is the radius of the sheet roll Q0, the radius Rp of the conveying roller 20, and the inertia J(R) of the sheet roll Q0 estimated from the roll diameter R, Based on this, the acceleration torque τ is calculated according to the formula τ=J(R)・(R p /R)・α.

搬送ローラ20の回転加速度がαであるとき、搬送ローラ20の回転により搬送されるシートQの加速度は、R・αである。同じ加速度でシートロールQ0からシートQが引き出されるためには、シートロールQ0は、回転加速度(R/R)・αで回転する必要がある。イナーシャがJであるとすると、この回転を実現するために必要な加速トルクは、J・(R/R)・αである。 When the rotational acceleration of the conveyance roller 20 is α, the acceleration of the sheet Q conveyed by the rotation of the conveyance roller 20 is R p ·α. In order to pull out the sheet Q from the sheet roll Q0 at the same acceleration, the sheet roll Q0 needs to rotate at a rotational acceleration (R p /R)·α. Assuming that the inertia is J, the acceleration torque required to realize this rotation is J·(R p /R)·α.

ロール径がRであるときのシートロールQ0のイナーシャJ(R)を算出するための関数J(R)は、予め用意され、加速トルク推定器163で算出される。搬送ローラ20の半径Rは、機械に定まる固定値である。 A function J(R) for calculating the inertia J(R) of the sheet roll Q0 when the roll diameter is R is prepared in advance and calculated by the acceleration torque estimator 163. The radius Rp of the conveyance roller 20 is a fixed value determined by the machine.

シートロールQ0のロール径Rは、距離センサ93からの計測信号に基づき、ロール径推定器150により推定される。距離センサ93からの計測信号は、シートロールQ0の表面と距離センサ93との間の距離Zを表す。シートロールQ0の中心から距離センサ93までの距離は、固定値Z0である。ロール径推定器150は、固定値Z0から距離Zを減算して、シートロールQ0のロール径R=Z0-Zを推定することができる。 The roll diameter R of the sheet roll Q0 is estimated by the roll diameter estimator 150 based on the measurement signal from the distance sensor 93. The measurement signal from the distance sensor 93 represents the distance Z between the surface of the sheet roll Q0 and the distance sensor 93. The distance from the center of the sheet roll Q0 to the distance sensor 93 is a fixed value Z0. The roll diameter estimator 150 can estimate the roll diameter R=Z0−Z of the sheet roll Q0 by subtracting the distance Z from the fixed value Z0.

加速トルク推定器163は、ロール径推定器150から入力されるロール径Rの情報に基づいて上式に基づき、加速トルクτを算出する。FFゲインアンプ165は、算出された加速トルクτをゲインKFFだけ増幅するように調整して、調整後の加速トルクKFF・τを、フィードフォワード操作量Uとして出力する。通常、ゲインKFFは値1であるが、回転系の機械特性に応じて値1から微調整され得る。 The acceleration torque estimator 163 calculates the acceleration torque τ based on the information on the roll diameter R input from the roll diameter estimator 150 and based on the above equation. The FF gain amplifier 165 adjusts the calculated acceleration torque τ to be amplified by the gain KFF , and outputs the adjusted acceleration torque KFF ·τ as the feedforward manipulated variable UF . Normally, the gain K FF has a value of 1, but it can be finely adjusted from the value 1 depending on the mechanical characteristics of the rotating system.

モータドライバ63は、このように算出されるフィードフォワード操作量Uを成分に含む上述の操作量USR=U+Uに対応する駆動電流を供給モータ61に入力することにより、操作量USRに対応する回転トルクが発生するように、供給モータ61を駆動する。こうして供給モータ61がフィードフォワード制御及びフィードバック制御されることにより、シートQの張力は、目標張力に制御される。 The motor driver 63 inputs to the supply motor 61 a drive current corresponding to the above-mentioned manipulated variable U SR =U F +U B that includes the feedforward manipulated variable U F calculated in this way as a component, thereby increasing the manipulated variable U The supply motor 61 is driven so that a rotational torque corresponding to SR is generated. By performing feedforward control and feedback control on the supply motor 61 in this manner, the tension of the sheet Q is controlled to the target tension.

本実施形態では更に、ゲイン設定器180が、PID制御器140におけるゲインK,K,Kをロール径推定器150により推定されたロール径Rに基づき、調整するように構成される。ゲインK,K,Kは、ロール径Rを変数とする関数K(R),K(R),K(R)に従って、ロール径RであるときK=K(R),K=K(R),K=K(R)に設定される。関数K(R),K(R),K(R)は、予め試験により定められる。 In this embodiment, the gain setter 180 is further configured to adjust the gains K p , K i , and K d in the PID controller 140 based on the roll diameter R estimated by the roll diameter estimator 150 . The gains K p , K i , and K d are calculated according to the functions K p (R), K i (R), and K d (R) with the roll diameter R as a variable, and when the roll diameter is R, K p =K p ( R), K i =K i (R), and K d =K d (R). The functions K p (R), K i (R), and K d (R) are determined in advance through tests.

具体的に、ゲイン設定器180は、図7に示す処理を繰返し実行することにより、ゲインK,K,Kを調整する。図7に示す処理を開始すると、ゲイン設定器180は、ロール径推定器150により推定された最新のロール径Rに基づき、関数K(R),K(R),K(R)に従って、PID制御器140に設定するゲインK=K(R),K=K(R),K=K(R)を算出する(S210)。 Specifically, the gain setter 180 adjusts the gains K p , K i , and K d by repeatedly executing the process shown in FIG. 7 . When the process shown in FIG. 7 is started, the gain setter 180 sets the functions K p (R), K i (R), K d (R) based on the latest roll diameter R estimated by the roll diameter estimator 150. Accordingly, the gains K p =K p (R), K i =K i (R), and K d =K d (R) to be set in the PID controller 140 are calculated (S210).

ゲイン設定器180は更に、回転速度制御が定速区間であるか否かを判断する(S220)。ここで、肯定判断すると、ゲイン設定器180は、S210で算出したゲインK=K(R),K=K(R),K=K(R)をPID制御器140に設定することにより、ゲインK,K,Kを、ロール径Rに応じた値に更新する(S240)。その後、図7に示す処理を終了する。 The gain setter 180 further judges whether the rotation speed control is in a constant speed section (S220). If the judgment is affirmative, the gain setter 180 sets the gains Kp = Kp (R), Ki = Ki (R), and Kd = Kd ( R ) calculated in S210 in the PID controller 140, thereby updating the gains Kp , Ki , and Kd to values corresponding to the roll diameter R (S240). Then, the process shown in FIG. 7 is terminated.

S220で否定判断すると、ゲイン設定器180は、S210で算出したゲインK=K(R),K=K(R),K=K(R)を小さい値に補正する(S230)。例えば、ゲイン設定器180は、S210で算出したゲインK=K(R),K=K(R),K=K(R)を、1未満の係数hをかけた値K=h・K(R),K=h・K(R),K=h・K(R)に補正することができる。 If the determination in S220 is negative, the gain setter 180 corrects the gains Kp = Kp (R), Ki = Ki (R), and Kd = Kd (R) calculated in S210 to smaller values (S230). For example, the gain setter 180 can correct the gains Kp = Kp (R), Ki = Ki (R), and Kd = Kd (R) calculated in S210 to values Kp = hKp (R), Ki = hKi (R), and Kd = hKd ( R ) multiplied by a coefficient h that is less than 1.

その後、ゲイン設定器180は、S230における補正後のゲインをPID制御器140に設定する(S240)。S240の処理実行後、ゲイン設定器180は、図7に示す処理を終了する。ゲイン設定器180は、このような処理を繰返し実行する。 After that, the gain setter 180 sets the gain after the correction in S230 to the PID controller 140 (S240). After executing the process in S240, the gain setter 180 ends the process shown in FIG. The gain setter 180 repeatedly executes such processing.

以上に説明した本実施形態の画像形成システム1によれば、ロータリエンコーダ75及び計測回路77により計測された搬送ローラ20の回転速度ωを微分して搬送ローラ20の回転加速度αが特定される。特定された搬送ローラ20の回転加速度αに基づき、搬送ローラ20の加速に応じてシートロールQ0を回転させるために必要な供給モータ61の加速トルクτが算出される。 According to the image forming system 1 of the present embodiment described above, the rotational acceleration α of the transport roller 20 is determined by differentiating the rotational speed ω of the transport roller 20 measured by the rotary encoder 75 and the measurement circuit 77. Based on the identified rotational acceleration α of the conveyance roller 20, the acceleration torque τ of the supply motor 61 required to rotate the sheet roll Q0 in accordance with the acceleration of the conveyance roller 20 is calculated.

コントローラ50は、算出された加速トルクτに基づき、供給モータ61に対するフィードフォワード操作量Uを算出する。コントローラ50は更に、シートQの張力を、テンショナー15の位置Xに基づいて推定する。コントローラ50は、推定張力Tと目標張力Tとの偏差に基づき、供給モータ61に対するフィードバック操作量Uを算出する。 The controller 50 calculates a feedforward operation amount UF for the supply motor 61 based on the calculated acceleration torque τ. The controller 50 further estimates the tension of the sheet Q based on the position X of the tensioner 15. The controller 50 calculates a feedback operation amount U B for the supply motor 61 based on the deviation between the estimated tension T and the target tension T r .

コントローラ50は、フィードバック操作量U及びフィードフォワード操作量Uに基づき、供給モータ61に対する操作量USRを算出し、算出した操作量USRに対応する駆動電流が供給モータ61に入力されるように、供給モータ61を制御する。 The controller 50 calculates an operation amount USR for the supply motor 61 based on the feedback operation amount U B and the feedforward operation amount U F , and a drive current corresponding to the calculated operation amount U SR is input to the supply motor 61. The supply motor 61 is controlled as follows.

この画像形成システム1によれば、搬送ローラ20の回転によりシートQが加速搬送される過程で、操作量USRに含まれるフィードフォワード操作量Uの成分が有意義に機能する。 According to this image forming system 1, the component of the feedforward operation amount UF included in the operation amount USR functions meaningfully during the process in which the sheet Q is acceleratedly conveyed by the rotation of the conveyance roller 20.

すなわち、搬送ローラ20の回転によるシートQの加速に応じて、シートロールQ0からシートQが引き出されるように、シートロールQ0が回転する。フィードフォワード操作量UによってシートロールQ0のイナーシャに応じた加速トルクが補償される。 That is, in accordance with the acceleration of the sheet Q due to the rotation of the conveyance roller 20, the sheet roll Q0 rotates so that the sheet Q is pulled out from the sheet roll Q0. The feedforward operation amount UF compensates for the acceleration torque according to the inertia of the sheet roll Q0.

本実施形態によれば、フィードフォワード制御が有意義に機能するように、加速時にはPID制御器140のゲインK,K,Kが定速時よりも小さく調整され、フィードバック操作量Uが抑えられる。定速区間では、回転加速度αが略ゼロであることから、フィードフォワード制御は、ほとんど機能せずに、フィードバック制御が有意義に機能する。 According to this embodiment, in order for the feedforward control to function meaningfully, the gains K p , K i , K d of the PID controller 140 are adjusted to be smaller during acceleration than during constant speed, and the feedback operation amount U B is It can be suppressed. In the constant speed section, since the rotational acceleration α is approximately zero, feedforward control hardly functions, and feedback control functions meaningfully.

本実施形態では、シートロールQ0に巻きまわされたシートQが、使用により減り、シートロールQ0の半径R、シートロールQ0の重量、及びイナーシャJ(R)が変化するが、コントローラ50は、推定したシートロールQ0の半径Rに基づいて、シートロールQ0のイナーシャJ(R)を推定する。コントローラ50は、イナーシャJ(R)と搬送ローラ20の回転加速度αとに基づいて、イナーシャJ(R)に応じた上記加速トルクτを推定する。 In this embodiment, the sheet Q wound around the sheet roll Q0 decreases with use, and the radius R of the sheet roll Q0, the weight of the sheet roll Q0, and the inertia J(R) change, but the controller 50 estimates The inertia J(R) of the sheet roll Q0 is estimated based on the radius R of the sheet roll Q0. The controller 50 estimates the acceleration torque τ according to the inertia J(R) based on the inertia J(R) and the rotational acceleration α of the conveyance roller 20.

本実施形態によれば更に、推定張力Tと目標張力Tとの偏差E、偏差Eの積分値、及び偏差Eの微分値が、ゲインK,K,Kに対応する量、増幅され、増幅した値に対応したフィードバック操作量Uが算出される。そして、ゲインK,K,Kが、上述したように、シートロールQ0の径Rに対応した値に調整される。 According to this embodiment, the deviation E T between the estimated tension T and the target tension T r , the integral value of the deviation E T , and the differential value of the deviation E T correspond to the gains K p , K i , and K d . The feedback operation amount UB corresponding to the amplified value is calculated. Then, the gains K p , K i , and K d are adjusted to values corresponding to the diameter R of the sheet roll Q0, as described above.

従って、本実施形態によれば、ホルダ10に新規のシートロールQ0が装着された直後においても、シートロールQ0からシートQがなくなる直前においても、加速時においても、定速時においても、供給モータ61を適切に制御することができる。 Therefore, according to the present embodiment, even immediately after a new sheet roll Q0 is attached to the holder 10, immediately before the sheet Q is removed from the sheet roll Q0, and even during acceleration and constant speed, the supply motor 61 can be appropriately controlled.

すなわち、コントローラ50は、シートロールQ0の残量及び運動状態による影響を抑えて、シートQの搬送速度及び張力制御を連動して適切に実行することができ、シートQの搬送速度及び張力を精度よく制御して、シートQを適切に搬送することができる。従って、張力の過不足により、シートQの斜行が発生したり、シートQの搬送速度、停止位置に誤差が生じたりするのを抑制することができる。 In other words, the controller 50 can appropriately control the transport speed and tension of the sheet Q in conjunction with each other while suppressing the influence of the remaining amount and motion state of the sheet roll Q0. The sheet Q can be appropriately conveyed with good control. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of skew of the sheet Q and the occurrence of errors in the conveyance speed and stop position of the sheet Q due to excess or deficiency of tension.

このように本開示の技術によれば、シートQの消費によってシートロールQ0の重量が変化する環境の中で、加速プロセスを伴うシートQの搬送制御を適切に実行することができる。 As described above, according to the technology of the present disclosure, in an environment where the weight of the sheet roll Q0 changes as the sheet Q is consumed, it is possible to appropriately perform conveyance control of the sheet Q that involves an acceleration process.

上記実施形態では、加速区間であるか否かによらず、供給モータ61に対し、フィードフォワード操作量U及びフィードバック操作量Uを含む操作量USRが算出された。しかしながら、張力コントローラ57は、定速区間では、フィードバック操作量Uのみを含む操作量USRを算出してもよい。すなわち、張力コントローラ57は、フィードフォワード操作量Uを含まないように操作量USRを算出してもよい。 In the embodiment described above, the operation amount U SR including the feedforward operation amount U F and the feedback operation amount U B is calculated for the supply motor 61 regardless of whether it is in the acceleration section or not. However, the tension controller 57 may calculate the manipulated variable U SR including only the feedback manipulated variable U B in the constant speed section. That is, the tension controller 57 may calculate the manipulated variable USR so as not to include the feedforward manipulated variable UF .

張力コントローラ57は、非定速区間、特には加速区間では、フィードフォワード操作量Uのみを含む操作量USRを算出してもよい。すなわち、張力コントローラ57は、フィードバック操作量Uを含まないように、操作量USRを算出してもよい。 The tension controller 57 may calculate the manipulated variable U SR that includes only the feedforward manipulated variable U F in a non-constant speed section, particularly in an acceleration section. That is, the tension controller 57 may calculate the operation amount USR so as not to include the feedback operation amount UB .

コントローラ50は、フィードバック操作量U及びフィードフォワード操作量Uの少なくとも一方に基づき、供給モータ61を制御することができ、搬送ローラ20の加速時には、フィードバック操作量U及びフィードフォワード操作量Uのうちの少なくともフィードフォワード操作量Uに基づき、供給モータ61を制御することができる。コントローラ50は、搬送ローラ20の定速回転時には、少なくともフィードバック操作量Uに基づき、供給モータ61を制御することができる。 The controller 50 can control the supply motor 61 based on at least one of the feedback operation amount U B and the feedforward operation amount U F , and when the conveyance roller 20 is accelerated, the feedback operation amount U B and the feedforward operation amount U are controlled. The supply motor 61 can be controlled based on at least the feedforward operation amount UF of F. The controller 50 can control the supply motor 61 based on at least the feedback operation amount UB when the conveyance roller 20 rotates at a constant speed.

ホルダ10によるシートロールQ0の保持構造、シートロールQ0の駆動方式は、上記実施形態に限定されない。以上には、シートロールQ0の芯材がホルダ10の回転軸10Aに挿入される画像形成システム1を説明した。 The holding structure of the sheet roll Q0 by the holder 10 and the driving method of the sheet roll Q0 are not limited to the above embodiment. The image forming system 1 in which the core material of the sheet roll Q0 is inserted into the rotating shaft 10A of the holder 10 has been described above.

しかしながら、ホルダは、シートロールQ0を収容する空間を内側に有する中空円筒材料により構成されてもよい。ホルダは、シートロールQ0の収容空間を規定する内面が回転するように構成されてもよい。シートロールQ0は、ホルダに収容された状態で、ホルダ内面の回転に応じて、回転してもよい。この他、シートロールQ0の外周面に接触するローラが設けられてもよい。このローラの回転によりシートロールQ0は回転してもよい。 However, the holder may also be constructed from a hollow cylindrical material having a space inside to accommodate the sheet roll Q0. The holder may be configured such that the inner surface defining the accommodation space for the sheet roll Q0 rotates. The sheet roll Q0 may be rotated in a state accommodated in the holder according to rotation of the inner surface of the holder. In addition, a roller may be provided that contacts the outer peripheral surface of the sheet roll Q0. The sheet roll Q0 may be rotated by the rotation of this roller.

[第二実施形態]
続いて、第二実施形態の画像形成システム1を説明する。第二実施形態の画像形成システム1は、第一実施形態とは部分的に異なる画像形成システムである。以下では、第二実施形態の画像形成システム1において第一実施形態と同様に構成される部位に第一実施形態と同一符号を付して、その部位の説明を省略し、第二実施形態の画像形成システム1の第一実施形態とは異なる構成を、選択的に説明する。
[Second embodiment]
Next, an image forming system 1 according to a second embodiment will be described. The image forming system 1 of the second embodiment is an image forming system that is partially different from the first embodiment. In the following, parts of the image forming system 1 of the second embodiment that are configured similarly to those of the first embodiment are given the same reference numerals as those of the first embodiment, and explanations of the parts are omitted. A configuration of the image forming system 1 that is different from the first embodiment will be selectively explained.

第二実施形態では、コントローラ50が、図6に示す張力コントローラ57に代えて、図8に示す張力コントローラ200を備える。張力コントローラ200は、張力指令器110と、張力推定器120と、偏差算出器130と、PID制御器140と、ロール径推定器150と、ゲイン設定器180と、一次遅れフィルタ210と、目標速度生成器220と、偏差算出器230と、加算器240と、供給速度制御器250と、フィードフォワード制御器260と、加算器270とを備える。 In the second embodiment, the controller 50 includes a tension controller 200 shown in FIG. 8 instead of the tension controller 57 shown in FIG. The tension controller 200 includes a tension command device 110, a tension estimator 120, a deviation calculator 130, a PID controller 140, a roll diameter estimator 150, a gain setting device 180, a first-order lag filter 210, and a target speed. It includes a generator 220, a deviation calculator 230, an adder 240, a feed rate controller 250, a feedforward controller 260, and an adder 270.

偏差算出器130は、第一実施形態と同様に、張力指令器110からの目標張力Tと張力推定器120からの推定張力Tとの偏差E=T-Tを算出する。PID制御器140は、偏差算出器130から入力される偏差Eに基づき、張力操作量U=K・E+K・INT(E)+K・DIF(E)を算出する。 The deviation calculator 130 calculates the deviation E T =T r −T between the target tension T r from the tension command device 110 and the estimated tension T from the tension estimator 120, as in the first embodiment. The PID controller 140 calculates the tension operation amount U T =K pET +K i・INT(ET)+K d・DIF( ET ) based on the deviation E T inputted from the deviation calculator 130. .

張力操作量Uは、第一実施形態のフィードバック操作量Uに対応する。ゲイン設定器180は、PID制御器140におけるゲインK,K,Kをロール径推定器150により推定されたロール径Rに基づき、調整するように構成される。 The tension operation amount U T corresponds to the feedback operation amount U B of the first embodiment. The gain setter 180 is configured to adjust the gains K p , K i , and K d in the PID controller 140 based on the roll diameter R estimated by the roll diameter estimator 150 .

目標速度生成器220は、速度コントローラ55の速度指令器101から一次遅れフィルタ210を介して入力される搬送ローラ20の目標回転速度ωと、ロール径推定器150により推定されたロール径Rとに基づき、シートロールQ0の目標回転速度ωsrを算出する。 The target speed generator 220 generates a target rotational speed ω r of the conveying roller 20 that is input from the speed command unit 101 of the speed controller 55 via the first-order lag filter 210 and a roll diameter R estimated by the roll diameter estimator 150. Based on this, the target rotational speed ω sr of the sheet roll Q0 is calculated.

目標速度生成器220は、搬送ローラ20とシートロールQ0とが同一の周速で回転するように、式ωsr=(R/R)・ωに従って、目標回転速度ωsrを算出することができる。Rは、上述したように搬送ローラ20の半径である。シートロールQ0の目標回転速度ωsrは、回転軸10Aの目標回転速度ωsrに対応する。 The target speed generator 220 calculates the target rotational speed ω sr according to the formula ω sr = (R p /R)·ω r so that the conveyance roller 20 and the sheet roll Q0 rotate at the same circumferential speed. I can do it. R p is the radius of the conveyance roller 20 as described above. The target rotational speed ω sr of the sheet roll Q0 corresponds to the target rotational speed ω sr of the rotating shaft 10A.

偏差算出器230は、目標速度生成器220からの目標回転速度ωsrと、計測回路67により計測されたシートロールQ0の回転速度ωとの偏差E=(ωsr-ω)を算出する。シートロールQ0の回転速度ωは、シートロールQ0又は回転軸10Aの角速度に対応する。 The deviation calculator 230 calculates the deviation E W =(ω sr - ω s ) between the target rotation speed ω sr from the target speed generator 220 and the rotation speed ω s of the sheet roll Q0 measured by the measurement circuit 67. do. The rotational speed ω s of the sheet roll Q0 corresponds to the angular velocity of the sheet roll Q0 or the rotating shaft 10A.

加算器240は、PID制御器140からの張力操作量Uに偏差Eを加算して、操作量U=(U+E)を算出する。供給速度制御器250は、PID制御器として構成され、加算器240からの操作量Uに速度制御成分を加えたフィードバック操作量U を算出する。フィードバック操作量U は、第一の実施形態におけるフィードバック操作量Uに代わるものとして、加算器270に入力される。 The adder 240 adds the deviation E W to the tension operation amount U T from the PID controller 140 to calculate the operation amount U C =( UT + E w ). The supply speed controller 250 is configured as a PID controller, and calculates a feedback manipulated variable U B * by adding a speed control component to the manipulated variable U C from the adder 240 . The feedback operation amount U B * is input to the adder 270 as a substitute for the feedback operation amount U B in the first embodiment.

供給速度制御器250は、比例ゲインアンプ251と、積分ゲインアンプ252と、微分ゲインアンプ253と、積分器255と、微分器256と、加算器258とを備える。加算器240からの操作量Uは、比例ゲインアンプ251、積分器255、及び微分器256に入力される。比例ゲインアンプ251は、入力される操作量UをゲインKwpで増幅して出力する。 The supply speed controller 250 includes a proportional gain amplifier 251, an integral gain amplifier 252, a differential gain amplifier 253, an integrator 255, a differentiator 256, and an adder 258. The manipulated variable UC from the adder 240 is input to a proportional gain amplifier 251, an integrator 255, and a differentiator 256. The proportional gain amplifier 251 amplifies the input manipulated variable U C by a gain K wp and outputs it.

積分器255は、操作量Uの積分値INT(U)を積分ゲインアンプ252に入力する。積分ゲインアンプ252は、入力される積分値INT(U)をゲインKwiで増幅して出力する。微分器256は、操作量Uの微分値DIF(U)を微分ゲインアンプ253に入力する。微分ゲインアンプ253は、入力される微分値DIF(U)をゲインKwdで増幅して出力する。 The integrator 255 inputs the integral value INT(U C ) of the manipulated variable U C to the integral gain amplifier 252 . The integral gain amplifier 252 amplifies the input integral value INT(U C ) with a gain K wi and outputs the amplified value. The differentiator 256 inputs the differential value DIF (U C ) of the manipulated variable U C to the differential gain amplifier 253 . The differential gain amplifier 253 amplifies the input differential value DIF (U C ) by a gain K wd and outputs the amplified value.

加算器258は、比例ゲインアンプ251からの出力Kwp・U、積分ゲインアンプ252からの出力Kwi・INT(U)、及び微分ゲインアンプ253からの出力Kwd・DIF(U)を加算し、その加算値Kwp・U+Kwi・INT(U)+Kwd・DIF(U)を、フィードバック操作量U として出力する。 The adder 258 outputs the output K wp ·U C from the proportional gain amplifier 251, the output K wi ·INT (U C ) from the integral gain amplifier 252, and the output K wd ·DIF (U C ) from the differential gain amplifier 253. are added, and the added value K wp ·U C +K wi ·INT (U C )+K wd ·DIF (U C ) is output as the feedback operation amount U B * .

フィードフォワード制御器260は、図9に示すように、微分器261と、加速トルク推定器263と、粘性摩擦推定器265と、動摩擦推定器267と、加算器268,269と、を備える。微分器261は、一次遅れフィルタ210から入力される搬送ローラ20の目標回転速度ωを微分して、搬送ローラ20の目標回転加速度αを算出する。 As shown in FIG. 9, the feedforward controller 260 includes a differentiator 261, an acceleration torque estimator 263, a viscous friction estimator 265, a dynamic friction estimator 267, and adders 268 and 269. The differentiator 261 differentiates the target rotational speed ω r of the conveyance roller 20 inputted from the first-order lag filter 210 to calculate the target rotational acceleration α r of the conveyance roller 20 .

加速トルク推定器263は、目標回転加速度αに基づき、搬送ローラ20の加速に応じてシートロールQ0を回転させるために必要な供給モータ61の加速トルクτを推定する。具体的には、目標回転加速度αと、ロール径推定器150により推定されたロール径Rと、搬送ローラ20の半径Rと、ロール径Rから推定されるシートロールQ0のイナーシャJ(R)と、に基づき、式τ=J(R)・(R/R)・αに従って、加速トルクτを算出する。 The acceleration torque estimator 263 estimates the acceleration torque τ of the supply motor 61 required to rotate the sheet roll Q0 according to the acceleration of the conveyance roller 20 based on the target rotational acceleration α r . Specifically , the inertia J (R ), the acceleration torque τ is calculated according to the formula τ=J(R)・(R p /R)・α r .

粘性摩擦推定器265は、一次遅れフィルタ210から入力される搬送ローラ20の目標回転速度ωに基づき、シートロールQ0の回転系における粘性摩擦トルクτvfを推定する。粘性摩擦トルクτvfは、式τvf=Cvf・(R/R)・ωに従って算出され得る。Cvfは、粘性摩擦係数に対応する。(R/R)・ωは、上述したように、シートロールQ0又は回転軸10Aの目標回転速度ωsrである。 The viscous friction estimator 265 estimates the viscous friction torque τ vf in the rotation system of the sheet roll Q0 based on the target rotational speed ω r of the conveyance roller 20 inputted from the first-order lag filter 210 . The viscous friction torque τ vf may be calculated according to the formula τ vf =C vf ·(R p /R)·ω r . C vf corresponds to the viscous friction coefficient. (R p /R)·ω r is the target rotational speed ω sr of the sheet roll Q0 or the rotating shaft 10A, as described above.

動摩擦推定器267は、一次遅れフィルタ210から入力される搬送ローラ20の目標回転速度ωに基づき、シートロールQ0の回転系における動摩擦トルクτdfを推定する。具体的には、動摩擦推定器267は、目標回転速度ωが非ゼロであるときには、動摩擦係数Cdfに基づき、シートロールQ0の回転系における動摩擦トルクτdf=Cdf・N(R)を算出する。N(R)は、ロール径Rに応じた抗力Nである。 The dynamic friction estimator 267 estimates the dynamic friction torque τ df in the rotation system of the sheet roll Q0 based on the target rotational speed ω r of the conveying roller 20 inputted from the first-order lag filter 210 . Specifically, when the target rotational speed ω r is non-zero, the dynamic friction estimator 267 calculates the dynamic friction torque τ df =C df ·N(R) in the rotation system of the sheet roll Q0 based on the dynamic friction coefficient C df . calculate. N(R) is the drag force N according to the roll diameter R.

動摩擦推定器267は、目標回転速度ωがゼロであるときには、動摩擦トルクτdf=0を算出する。あるいは、動摩擦推定器267は、目標回転速度ωがゼロであるときには、静摩擦係数Csfに基づき、シートロールQ0の回転系における静摩擦トルクτsf=Csf・N(R)を、動摩擦トルクτdfとして算出してもよい。 The dynamic friction estimator 267 calculates the dynamic friction torque τ df =0 when the target rotational speed ω r is zero. Alternatively, when the target rotational speed ω r is zero, the dynamic friction estimator 267 calculates the static friction torque τ sf =C sf ·N(R) in the rotation system of the sheet roll Q0 based on the static friction coefficient C sf , and the dynamic friction torque τ It may also be calculated as df .

加算器268は、動摩擦推定器267から入力される動摩擦トルクτdfと、粘性摩擦推定器265から入力される粘性摩擦トルクτvfと、を合算して、摩擦トルクτ=τvf+τdfを算出する。 The adder 268 adds up the dynamic friction torque τ df input from the kinetic friction estimator 267 and the viscous friction torque τ vf input from the viscous friction estimator 265, and calculates the friction torque τ fvfdf . calculate.

加算器269は、加速トルク推定器263から入力される加速トルクτに、加算器268から入力される摩擦トルクτを加算して、フィードフォワード操作量U =τ+τを算出し、算出したフィードフォワード操作量U を加算器270に入力する。フィードフォワード操作量U は、第一実施形態のフィードフォワード制御器160により算出されるフィードフォワード操作量Uに、摩擦補償成分を付加した操作量に対応する。 The adder 269 adds the friction torque τ f input from the adder 268 to the acceleration torque τ input from the acceleration torque estimator 263 to calculate the feedforward operation amount UF * = τ + τ f . The feedforward manipulated variable U F * thus obtained is input to the adder 270 . The feedforward manipulated variable U F * corresponds to the manipulated variable obtained by adding a friction compensation component to the feedforward manipulated variable U F calculated by the feedforward controller 160 of the first embodiment.

加算器270は、供給速度制御器250から入力されるフィードバック操作量U と、フィードフォワード制御器260から入力されるフィードフォワード操作量U との加算値U +U を、供給モータ61に対する操作量USRとして出力する。 The adder 270 calculates an added value U B * + U F * of the feedback manipulated variable U B * inputted from the supply speed controller 250 and the feedforward manipulated variable U F * inputted from the feedforward controller 260, It is output as the manipulated variable USR for the supply motor 61.

以上に説明した第二実施形態の張力コントローラ200によれば、シートロールQ0の回転系により生じる摩擦トルクを考慮したシートロールQ0の精度のよい回転制御を実現可能である。 The tension controller 200 of the second embodiment described above can achieve precise rotation control of the sheet roll Q0, taking into account the friction torque generated by the rotation system of the sheet roll Q0.

第二実施形態では、フィードフォワード制御器260が、第一実施形態とは異なり、搬送ローラ20の実回転速度ωではなく、目標回転速度ωに基づき、フィードフォワード操作量U を算出することも有意義である。 In the second embodiment, unlike the first embodiment, the feedforward controller 260 calculates the feedforward operation amount U F * based on the target rotational speed ω r instead of the actual rotational speed ω of the conveyance roller 20. This is also significant.

供給モータ61とホルダ10の回転軸10Aとの間にはギヤ等の動力伝達系が存在する。このため、供給モータ61の駆動がシートロールQ0の回転運動に反映されるまでには、タイムラグが存在する。このタイムラグは、搬送ローラ20の実回転速度ωに基づき、フィードフォワード操作量Uを算出して、供給モータ61を制御するときに制御誤差を生じさせる可能性がある。 A power transmission system such as gears is present between the supply motor 61 and the rotating shaft 10A of the holder 10. Therefore, there is a time lag before the drive of the supply motor 61 is reflected in the rotational movement of the sheet roll Q0. This time lag may cause a control error when the feedforward operation amount UF is calculated based on the actual rotational speed ω of the conveyance roller 20 and the supply motor 61 is controlled.

これに対して、第二実施形態のように、搬送ローラ20の目標回転速度ωに基づき、フィードフォワード操作量U を算出する場合には、タイムラグによる影響を抑えて、供給モータ61を制御し、シートロールQ0の回転運動を制御することができる。 On the other hand, when calculating the feedforward operation amount U F * based on the target rotational speed ω r of the conveyance roller 20 as in the second embodiment, the influence of the time lag is suppressed and the supply motor 61 is The rotational movement of the sheet roll Q0 can be controlled.

但し、目標回転速度ωを用いてフィードフォワード操作量U を算出する場合には、目標回転速度ωがシートQの運動をよく表すように、シートQの搬送処理を開始する前に、シートQに対するテンショニングが行われるとよい。 However, when the feedforward manipulation variable U F * is calculated using the target rotational speed ωr , it is preferable to perform tensioning on the sheet Q before starting the conveying process of the sheet Q so that the target rotational speed ωr accurately represents the movement of the sheet Q.

第二実施形態では、メインコントローラ51が、S120において、シートQの搬送処理を開始する前に、図10に示すテンショニング処理(S115)を実行する。S115において、メインコントローラ51は、搬送ローラ20を停止させた状態で、推定張力Tが基準張力T0に到達するまで、張力コントローラ57に供給モータ61を逆方向に回転させる。 In the second embodiment, the main controller 51 executes the tensioning process (S115) shown in FIG. 10 before starting the conveyance process for the sheet Q in S120. In S115, the main controller 51 causes the tension controller 57 to rotate the supply motor 61 in the opposite direction until the estimated tension T reaches the reference tension T0 while the conveyance roller 20 is stopped.

供給モータ61が正方向に回転するとき、シートQは搬送方向に送り出される。S115では、搬送ローラ20が停止している状態で供給モータ61が逆方向に回転することによって、シートQが部分的にシートロールQ0に巻き戻されて、シートQにテンションが付加される。 When the supply motor 61 rotates in the forward direction, the sheet Q is sent out in the transport direction. In S115, the supply motor 61 rotates in the opposite direction while the conveyance roller 20 is stopped, so that the sheet Q is partially rewound onto the sheet roll Q0, and tension is applied to the sheet Q.

基準張力T0は、S120におけるシートQの搬送処理開始時の目標張力T、又は、その近傍の張力である。このテンショニング処理(S115)の実行後のシートQの搬送処理(120)では、その開始時から、シートQの張力が目標張力Tに略一致し、搬送ローラ20と、シートロールQ0とが、ほぼ同一の周速度で回転する。 The reference tension T0 is the target tension T r at the start of the conveyance process of the sheet Q in S120, or a tension in the vicinity thereof. In the conveyance process (120) of the sheet Q after execution of this tensioning process (S115), the tension of the sheet Q substantially matches the target tension Tr from the beginning, and the conveyance roller 20 and the sheet roll Q0 are , rotate at approximately the same circumferential speed.

すなわち、テンショニング処理(S115)の実行によっては、その後の搬送処理(S120)において、目標回転速度ωが実際のシートQの運動をよく表すことから、シートQの搬送制御を適切に実行することができる。 That is, depending on the execution of the tensioning process (S115), in the subsequent conveyance process (S120), since the target rotational speed ω r well represents the actual movement of the sheet Q, the conveyance control of the sheet Q is appropriately executed. be able to.

以上に、第一実施形態及び第二実施形態を含む、本開示の例示的実施形態を説明したが、本開示は、上述した例示的実施形態に限定されるものではなく、種々の態様を採ることができる。 Although the exemplary embodiments of the present disclosure including the first embodiment and the second embodiment have been described above, the present disclosure is not limited to the above-described exemplary embodiments, and may take various aspects. be able to.

例えば、テンショニング処理(S115)は、第一実施形態でも実行され得る。第一実施形態におけるフィードフォワード制御器160は、第二実施形態のフィードフォワード制御器260と同様に、粘性摩擦トルク及び/又は動摩擦トルクを推定し、加速トルクτに、粘性摩擦トルク及び/又は動摩擦トルクを付加して、フィードフォワード操作量Uを算出してもよい。この場合、フィードフォワード制御器160は、目標回転速度ωではなく、実回転速度ωに基づいて、粘性摩擦トルク及び/又は動摩擦トルクを推定してもよい。同様に、第二実施形態のフィードフォワード制御器260には、目標回転速度ωに代えて、実回転速度ωが入力されてもよい。 For example, the tensioning process (S115) can also be executed in the first embodiment. Like the feedforward controller 260 of the second embodiment, the feedforward controller 160 in the first embodiment estimates the viscous friction torque and/or the kinetic friction torque, and adds the viscous friction torque and/or the kinetic friction to the acceleration torque τ. The feedforward operation amount UF may be calculated by adding torque. In this case, the feedforward controller 160 may estimate the viscous friction torque and/or the dynamic friction torque based on the actual rotational speed ω instead of the target rotational speed ω r . Similarly, the actual rotation speed ω may be input to the feedforward controller 260 of the second embodiment instead of the target rotation speed ω r .

本開示の技術は、様々な画像形成システムに適用され得る。本開示の技術は、例えば、ベルト機構30を備えない画像形成システムに適用されてもよい。この場合、画像形成システムには、ベルト機構30に代えて、シートQを支持するためのプラテンが設けられ得る。 The technology disclosed herein may be applied to various image forming systems. For example, the technology disclosed herein may be applied to an image forming system that does not include a belt mechanism 30. In this case, the image forming system may be provided with a platen for supporting the sheet Q instead of the belt mechanism 30.

本開示の技術は、記録ヘッド40として、ラインヘッドではなく、シリアル駆動式の記録ヘッドを備える画像形成システムに適用されてもよい。この場合には、記録ヘッドがライン方向に往復動してシートQに画像を形成する。本開示の技術は、電子写真方式の画像形成システムに適用されてもよい。 The technology of the present disclosure may be applied to an image forming system including a serial drive type recording head instead of a line head as the recording head 40. In this case, the recording head reciprocates in the line direction to form an image on the sheet Q. The technology of the present disclosure may be applied to an electrophotographic image forming system.

本開示の技術は、シートロールQ0の径方向外側を向くシートQの表面に対して画像を形成するシステムに適用されてもよいし、シートロールQ0の径方向内側を向くシートQの裏面に対して画像を形成するシステムに適用されてもよい。本開示の技術は、シートQの両面に対して画像を形成するシステムに適用されてもよい。 The technology of the present disclosure may be applied to a system that forms an image on the front surface of the sheet Q facing outward in the radial direction of the sheet roll Q0, or on the back surface of the sheet Q facing inward in the radial direction of the sheet roll Q0. It may also be applied to a system that forms an image using The technology of the present disclosure may be applied to a system that forms images on both sides of the sheet Q.

本開示の技術は、色材を用いてシートQに画像を形成するシステムへの適用に限定されない。例えば、本開示の技術は、シートQに孔を空けて印をつけるシステムに適用されてもよいし、シートQの表面に光を照射して殺菌処理するシステムに適用されてもよい。本開示の技術は、シート状基板に配線パターンを形成するシステムに適用されてもよい。シートロールQ0及びシートQは、紙であってもよいし、ビニールであってもよいし、フレキシブルプリント基板(FPC)であってもよい。 The technology of the present disclosure is not limited to application to a system that forms an image on a sheet Q using a coloring material. For example, the technology of the present disclosure may be applied to a system that makes holes in the sheet Q to mark it, or may be applied to a system that sterilizes the surface of the sheet Q by irradiating the surface with light. The technology of the present disclosure may be applied to a system that forms a wiring pattern on a sheet-like substrate. The sheet roll Q0 and the sheet Q may be made of paper, vinyl, or a flexible printed circuit board (FPC).

本開示は、テンショナー15及び張力推定器120の構成を限定しない。テンショナーは、振り子アームのように、一端が軸支され、他端にローラを有するアームで構成されていてもよい。テンショナーは、シートQに対してテンションを付与するために、アクチュエータを備えていてもよく、アクチュエータの変化量から張力が推定されてもよい。張力推定のために専用のセンサが設けられてもよい。センサは、テンショナー15又はシートQに作用して張力を検出し得る。本開示の技術は、ロータリエンコーダ65,75の構成を限定しない。ロータリエンコーダ65,75は、光学式のロータリエンコーダではなく、磁気方式のロータリエンコーダであってもよい。 This disclosure does not limit the configuration of tensioner 15 and tension estimator 120. The tensioner may be constructed of an arm that is pivoted at one end and has a roller at the other end, such as a pendulum arm. The tensioner may include an actuator to apply tension to the sheet Q, and the tension may be estimated from the amount of change in the actuator. A dedicated sensor may be provided for tension estimation. The sensor can act on the tensioner 15 or the sheet Q to detect tension. The technology of the present disclosure does not limit the configuration of the rotary encoders 65, 75. The rotary encoders 65 and 75 may be magnetic rotary encoders instead of optical rotary encoders.

上記実施形態では、距離センサ93を用いてロール径Rが計測されたが、距離センサ93を用いずにロール径Rが推定されてもよい。例えば、搬送ローラ20によるシートQの搬送量と、対応するシートロールQ0の回転量とから、ロール径Rが推定されてもよい。シートQの搬送量は、搬送ローラ20の回転量から特定することができる。搬送ローラ20及びシートロールQ0の回転量(換言すれば回転角)は、ロータリエンコーダ65,75の出力に基づいて計測することができる。 In the above embodiment, the roll diameter R is measured using the distance sensor 93, but the roll diameter R may be estimated without using the distance sensor 93. For example, the roll diameter R may be estimated from the conveyance amount of the sheet Q by the conveyance roller 20 and the corresponding rotation amount of the sheet roll Q0. The conveyance amount of the sheet Q can be specified from the rotation amount of the conveyance roller 20. The amount of rotation (in other words, the rotation angle) of the conveyance roller 20 and the sheet roll Q0 can be measured based on the outputs of the rotary encoders 65 and 75.

印刷コントローラ53、速度コントローラ55、張力コントローラ57,200は、CPUとASICとの組合せで構成されてもよい。コントローラ50、メインコントローラ51、印刷コントローラ53、速度コントローラ55、及び、張力コントローラ57,200のそれぞれにおけるCPU及びASICの個数やその有無は、上述した具体例に限定されない。 The print controller 53, speed controller 55, and tension controller 57, 200 may be configured by a combination of a CPU and an ASIC. The number and presence or absence of CPUs and ASICs in each of the controller 50, main controller 51, print controller 53, speed controller 55, and tension controllers 57, 200 are not limited to the specific example described above.

この他、フィードバック制御に用いられるPID制御器105,140は、PI制御器などのその他の制御器に置き換えられてもよい。ゲインK,K,Kの一部は、ロール径Rに基づき更新されなくてもよい。第二実施形態では、ゲインK,K,Kと同様に、ゲインKwp,Kwi,Kwdもまたロール径Rに基づき更新されてもよい。 In addition, the PID controllers 105 and 140 used for feedback control may be replaced with other controllers such as a PI controller. Some of the gains K p , K i , and K d may not be updated based on the roll diameter R. In the second embodiment, the gains K wp , K wi , and K wd may also be updated based on the roll diameter R, similar to the gains K p , K i , and K d .

上記例示的実施形態における1つの構成要素が有する機能は、複数の構成要素に分散して設けられてもよい。複数の構成要素が有する機能は、1つの構成要素に統合されてもよい。上記例示的実施形態の構成の一部は、省略されてもよい。特許請求の範囲に記載の文言から特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本開示の実施形態である。 The function that one component in the above exemplary embodiment has may be distributed and provided to a plurality of components. Functions possessed by multiple components may be integrated into one component. Some of the configurations of the exemplary embodiments described above may be omitted. All aspects included in the technical idea specified from the words described in the claims are embodiments of the present disclosure.

最後に用語間の対応関係を説明する。搬送モータ71は、第一モータの一例に対応し、供給モータ61は、第二モータの一例に対応する。ロータリエンコーダ75及び計測回路77は、計測器の一例に対応し、距離センサ93及びロール径推定器150は、ロール径計測器の一例に対応する。ロータリエンコーダ65及び計測回路67は、ロール計測器の一例に対応する。 Finally, we will explain the correspondence between terms. The transport motor 71 corresponds to an example of a first motor, and the supply motor 61 corresponds to an example of a second motor. The rotary encoder 75 and the measurement circuit 77 correspond to an example of a measuring device, and the distance sensor 93 and the roll diameter estimator 150 correspond to an example of a roll diameter measuring device. The rotary encoder 65 and the measuring circuit 67 correspond to an example of a roll measuring device.

1…画像形成システム、10…ホルダ、10A…回転軸、15…テンショナー、20…搬送ローラ、25…ニップローラ、30…ベルト機構、40…記録ヘッド、50…コントローラ、51…メインコントローラ、51A…プロセッサ、51B…メモリ、53…印刷コントローラ、55…速度コントローラ、57…張力コントローラ、61…供給モータ、63…モータドライバ、65…ロータリエンコーダ、67…計測回路、71…搬送モータ、73…モータドライバ、75…ロータリエンコーダ、77…計測回路、80…位置検出器、93…距離センサ、101…速度指令器、103…偏差算出器、105…PID制御器、110…張力指令器、120…張力推定器、130…偏差算出器、140…PID制御器、141…比例ゲインアンプ、142…積分ゲインアンプ、143…微分ゲインアンプ、150…ロール径推定器、160…フィードフォワード制御器、161…微分器、163…加速トルク推定器、180…ゲイン設定器、200…張力コントローラ、220…目標速度生成器、230…偏差算出器、240…加算器、250…供給速度制御器、260…フィードフォワード制御器、261…微分器、263…加速トルク推定器、265…粘性摩擦推定器、267…動摩擦推定器。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Image forming system, 10... Holder, 10A... Rotating shaft, 15... Tensioner, 20... Conveyance roller, 25... Nip roller, 30... Belt mechanism, 40... Recording head, 50... Controller, 51... Main controller, 51A... Processor , 51B...memory, 53...print controller, 55...speed controller, 57...tension controller, 61...supply motor, 63...motor driver, 65...rotary encoder, 67...measuring circuit, 71...transport motor, 73...motor driver, 75... Rotary encoder, 77... Measurement circuit, 80... Position detector, 93... Distance sensor, 101... Speed command, 103... Deviation calculator, 105... PID controller, 110... Tension command, 120... Tension estimator , 130... Deviation calculator, 140... PID controller, 141... Proportional gain amplifier, 142... Integral gain amplifier, 143... Differential gain amplifier, 150... Roll diameter estimator, 160... Feed forward controller, 161... Differentiator, 163... Acceleration torque estimator, 180... Gain setter, 200... Tension controller, 220... Target speed generator, 230... Deviation calculator, 240... Adder, 250... Supply speed controller, 260... Feedforward controller, 261...differentiator, 263...acceleration torque estimator, 265...viscous friction estimator, 267...dynamic friction estimator.

Claims (18)

シートが巻き回されたシートロールを保持するホルダと、
前記シートロールから引き出された前記シートを、回転により搬送する搬送ローラと、
前記搬送ローラを回転させる第一モータと、
前記シートの搬送に伴って、前記シートロールを回転させる第二モータと、
前記搬送ローラの回転によって搬送される前記シートの張力を推定する張力推定器と、
前記搬送ローラの回転運動に関する物理量を計測する計測器と、
コントローラと、
を備え、
前記コントローラは、
前記計測器により計測された前記物理量から特定される前記搬送ローラの回転加速度に基づき、前記搬送ローラの加速に応じて前記シートロールを回転させるために必要な前記第二モータの加速トルクを推定し、
前記推定された前記加速トルクに基づき、前記第二モータに対するフィードフォワード操作量を算出し、
前記張力推定器により推定された前記張力としての推定張力と目標張力とに基づき、前記第二モータに対するフィードバック操作量を算出し、
前記算出された前記フィードバック操作量及び前記フィードフォワード操作量の少なくとも一方に基づき、前記第二モータを制御し、
前記搬送ローラの加速時には、前記フィードバック操作量及び前記フィードフォワード操作量のうちの少なくとも前記フィードフォワード操作量に基づき、前記第二モータを制御する
シート搬送装置。
a holder that holds a sheet roll around which the sheet is wound;
a conveyance roller that rotates and conveys the sheet pulled out from the sheet roll;
a first motor that rotates the conveyance roller;
a second motor that rotates the sheet roll as the sheet is conveyed;
a tension estimator that estimates the tension of the sheet conveyed by rotation of the conveyance roller;
a measuring device that measures a physical quantity related to the rotational movement of the conveyance roller;
controller and
Equipped with
The controller includes:
Based on the rotational acceleration of the conveyance roller specified from the physical quantity measured by the measuring device, an acceleration torque of the second motor necessary for rotating the sheet roll in accordance with the acceleration of the conveyance roller is estimated. ,
Calculating a feedforward operation amount for the second motor based on the estimated acceleration torque,
Calculating a feedback operation amount for the second motor based on the estimated tension as the tension estimated by the tension estimator and the target tension;
controlling the second motor based on at least one of the calculated feedback operation amount and the feedforward operation amount;
When accelerating the conveyance roller, the second motor is controlled based on at least the feedforward operation amount of the feedback operation amount and the feedforward operation amount.
前記コントローラは、前記計測器により計測された前記物理量から特定される前記搬送ローラの回転速度と目標回転速度との偏差に基づき、前記第一モータに対する操作量を算出し、前記算出した操作量に基づき、前記第一モータを制御する請求項1記載のシート搬送装置。 The controller calculates an operation amount for the first motor based on a deviation between a rotation speed of the conveyance roller and a target rotation speed specified from the physical quantity measured by the measuring device, and adjusts the operation amount to the calculated operation amount. The sheet conveying device according to claim 1, wherein the first motor is controlled based on the first motor. シートが巻き回されたシートロールを保持するホルダと、
前記シートロールから引き出された前記シートを、回転により搬送する搬送ローラと、
前記搬送ローラを回転させる第一モータと、
前記シートの搬送に伴って、前記シートロールを回転させる第二モータと、
前記搬送ローラの回転によって搬送される前記シートの張力を推定する張力推定器と、
前記搬送ローラの回転運動に関する物理量を計測する計測器と、
コントローラと、
を備え、
前記コントローラは、
予め定められた速度プロファイルに従って前記搬送ローラが回転するように、前記計測器により計測された前記物理量に基づき前記第一モータを制御し、
前記速度プロファイルから特定される前記搬送ローラの目標回転加速度に基づき、前記搬送ローラの加速に応じて前記シートロールを回転させるために必要な前記第二モータの加速トルクを推定し、
前記推定された前記加速トルクに基づき、前記第二モータに対するフィードフォワード操作量を算出し、
前記張力推定器により推定された前記張力としての推定張力と目標張力とに基づき、前記第二モータに対するフィードバック操作量を算出し、
前記算出された前記フィードバック操作量及び前記フィードフォワード操作量の少なくとも一方に基づき、前記第二モータを制御し
前記第二モータを制御する態様として、
前記フィードバック操作量及び前記フィードフォワード操作量の両方に基づき、前記第二モータを制御する態様と、
前記フィードバック操作量及び前記フィードフォワード操作量のうちの前記フィードフォワード操作量のみに基づき、前記第二モータを制御する態様と、
を含む
シート搬送装置。
a holder that holds a sheet roll around which the sheet is wound;
a conveyance roller that rotates and conveys the sheet pulled out from the sheet roll;
a first motor that rotates the conveyance roller;
a second motor that rotates the sheet roll as the sheet is conveyed;
a tension estimator that estimates the tension of the sheet conveyed by rotation of the conveyance roller;
a measuring device that measures a physical quantity related to the rotational movement of the conveyance roller;
controller and
Equipped with
The controller includes:
controlling the first motor based on the physical quantity measured by the measuring device so that the conveying roller rotates according to a predetermined speed profile;
Based on the target rotational acceleration of the conveyance roller specified from the speed profile, estimate the acceleration torque of the second motor necessary to rotate the sheet roll in accordance with the acceleration of the conveyance roller,
Calculating a feedforward operation amount for the second motor based on the estimated acceleration torque,
Calculating a feedback operation amount for the second motor based on the estimated tension as the tension estimated by the tension estimator and the target tension;
controlling the second motor based on at least one of the calculated feedback operation amount and the feedforward operation amount ;
As a mode of controlling the second motor,
A mode in which the second motor is controlled based on both the feedback operation amount and the feedforward operation amount;
A mode in which the second motor is controlled based only on the feedforward operation amount of the feedback operation amount and the feedforward operation amount ;
including
Sheet conveyance device.
前記コントローラは、前記シートロールの径を判別し、前記シートロールの径に基づいて、前記加速トルクを推定する請求項1~請求項3のいずれか一項記載のシート搬送装置。 The sheet conveying device according to any one of claims 1 to 3, wherein the controller determines the diameter of the sheet roll and estimates the acceleration torque based on the diameter of the sheet roll. 前記コントローラは、前記シートロールの径を判別し、前記シートロールの径に基づいて、前記シートロールの回転系におけるイナーシャを算出し、前記イナーシャと前記搬送ローラの回転加速度とに基づいて、前記加速トルクを推定する請求項1又は請求項2記載のシート搬送装置。 The controller determines the diameter of the sheet roll, calculates the inertia in the rotation system of the sheet roll based on the diameter of the sheet roll, and calculates the acceleration based on the inertia and the rotational acceleration of the conveyance roller. The sheet conveying device according to claim 1 or 2, wherein torque is estimated. 前記コントローラは、前記シートロールの径を判別し、前記シートロールの径に基づいて、前記シートロールの回転系におけるイナーシャを算出し、前記イナーシャと前記搬送ローラの目標回転加速度とに基づいて、前記加速トルクを推定する請求項3記載のシート搬送装置。 The controller determines the diameter of the sheet roll, calculates the inertia in the rotation system of the sheet roll based on the diameter of the sheet roll, and calculates the inertia in the rotation system of the sheet roll based on the inertia and the target rotational acceleration of the conveyance roller. The sheet conveyance device according to claim 3, wherein the acceleration torque is estimated. 前記コントローラは、
前記シートロールの径と前記計測器により計測された前記物理量とに基づき、前記シートロールの回転系における粘性摩擦トルクを推定し、
前記推定された前記加速トルク及び前記粘性摩擦トルクに基づき、前記第二モータに対するフィードフォワード操作量を算出する請求項5記載のシート搬送装置。
The controller:
A viscous friction torque in a rotation system of the sheet roll is estimated based on the diameter of the sheet roll and the physical quantity measured by the measuring device;
The sheet conveying device according to claim 5 , further comprising a feedforward operation amount for the second motor, the feedforward operation amount being calculated based on the estimated acceleration torque and the estimated viscous friction torque.
前記コントローラは、
前記シートロールの径と前記速度プロファイルとに基づき、前記シートロールの回転系における粘性摩擦トルクを推定し、
前記推定された前記加速トルク及び前記粘性摩擦トルクに基づき、前記第二モータに対するフィードフォワード操作量を算出する請求項6記載のシート搬送装置。
The controller includes:
Estimating the viscous friction torque in the rotation system of the sheet roll based on the diameter of the sheet roll and the speed profile,
The sheet conveying device according to claim 6, wherein a feedforward operation amount for the second motor is calculated based on the estimated acceleration torque and the viscous friction torque.
前記コントローラは、更に動摩擦トルクを推定し、前記推定された前記加速トルク、前記粘性摩擦トルク、及び前記動摩擦トルクに基づき、前記第二モータに対するフィードフォワード操作量を算出する請求項7又は請求項8記載のシート搬送装置。 The sheet conveying device according to claim 7 or claim 8, wherein the controller further estimates a kinetic friction torque and calculates a feedforward operation amount for the second motor based on the estimated acceleration torque, the viscous friction torque, and the kinetic friction torque. 前記シートロールの径を計測するロール径計測器を備え、
前記コントローラは、前記ロール径計測器からの入力に基づき、前記ロール径計測器により計測された前記シートロールの径を判別する請求項4~請求項9のいずれか一項記載のシート搬送装置。
comprising a roll diameter measuring device for measuring the diameter of the sheet roll,
The sheet conveying device according to any one of claims 4 to 9, wherein the controller determines the diameter of the sheet roll measured by the roll diameter measuring device based on input from the roll diameter measuring device.
前記コントローラは、
前記推定張力と前記目標張力との偏差、前記偏差の積分値、及び前記偏差の微分値の少なくとも一つを入力値として用いて、予め設定されたゲインに対応する量、前記入力値を増幅した値に基づく前記フィードバック操作量を算出し、
前記ゲインを、前記シートロールの径に対応した値に設定する請求項4~請求項10のいずれか一項記載のシート搬送装置。
The controller includes:
The input value is amplified by an amount corresponding to a preset gain using at least one of a deviation between the estimated tension and the target tension, an integral value of the deviation, and a differential value of the deviation as an input value. Calculating the feedback operation amount based on the value,
The sheet conveyance device according to any one of claims 4 to 10, wherein the gain is set to a value corresponding to the diameter of the sheet roll.
前記シートロールの回転運動に関する物理量を計測するロール計測器
を備え、
前記コントローラは、
前記フィードバック操作量として、張力偏差と速度偏差とに基づいた操作量を算出し、
前記張力偏差は、前記推定張力と前記目標張力との偏差であり、
前記速度偏差は、前記シートロールの目標回転速度と前記ロール計測器により計測された物理量から特定される前記シートロールの回転速度との偏差である請求項1~請求項11のいずれか一項記載のシート搬送装置。
A roll measuring device that measures a physical quantity related to the rotational movement of the sheet roll,
The controller includes:
Calculating a manipulated variable based on a tension deviation and a speed deviation as the feedback manipulated variable,
The tension deviation is a deviation between the estimated tension and the target tension,
The speed deviation is a deviation between a target rotational speed of the sheet roll and a rotational speed of the sheet roll specified from a physical quantity measured by the roll measuring device. sheet conveyance device.
前記シートロールの回転運動に関する物理量を計測するロール計測器
を備え、
前記コントローラは、
前記フィードバック操作量として、張力偏差と速度偏差とに基づいた操作量を算出し、
前記張力偏差は、前記推定張力と前記目標張力との偏差であり、
前記速度偏差は、前記速度プロファイルから特定される前記搬送ローラの目標回転速度に基づく前記シートロールの目標回転速度と、前記ロール計測器により計測された物理量から特定される前記シートロールの回転速度と、の偏差である請求項3、請求項6、又は請求項8記載のシート搬送装置。
A roll measuring device that measures a physical quantity related to the rotational movement of the sheet roll,
The controller includes:
Calculating a manipulated variable based on a tension deviation and a speed deviation as the feedback manipulated variable,
The tension deviation is a deviation between the estimated tension and the target tension,
The speed deviation is between a target rotational speed of the sheet roll based on a target rotational speed of the conveyance roller specified from the speed profile, and a rotational speed of the sheet roll specified from a physical quantity measured by the roll measuring device. 9. The sheet conveying device according to claim 3, 6, or 8, wherein the deviation is .
前記コントローラは、
前記搬送ローラの加速時には、前記フィードバック操作量及び前記フィードフォワード操作量の両方に基づいて、前記第二モータを制御し、前記搬送ローラの定速回転時には、少なくとも前記フィードバック操作量に基づいて、前記第二モータを制御し、
前記推定張力と前記目標張力との偏差、前記偏差の積分値、及び前記偏差の微分値の少なくとも一つを入力値として用いて、予め設定されたゲインに対応する量、前記入力値を増幅した値に基づく前記フィードバック操作量を算出し、
前記搬送ローラの加速時には、前記ゲインを、前記搬送ローラの定速回転時よりも低い値に設定する請求項1又は請求項2記載のシート搬送装置。
The controller includes:
When the conveyance roller is accelerated, the second motor is controlled based on both the feedback operation amount and the feedforward operation amount, and when the conveyance roller is rotating at a constant speed, the second motor is controlled based on at least the feedback operation amount. control the second motor;
The input value is amplified by an amount corresponding to a preset gain using at least one of a deviation between the estimated tension and the target tension, an integral value of the deviation, and a differential value of the deviation as an input value. Calculating the feedback operation amount based on the value,
3. The sheet conveyance device according to claim 1 , wherein the gain is set to a lower value when the conveyance roller is accelerated than when the conveyance roller is rotated at a constant speed.
前記コントローラは、前記搬送ローラが加速中であるか否かに依らず、前記算出された前記フィードバック操作量と前記フィードフォワード操作量との加算値を、前記第二モータに対する操作量に決定し、前記第二モータを制御する請求項1又は請求項2記載のシート搬送装置。 The controller determines the sum of the calculated feedback operation amount and the feedforward operation amount as the operation amount for the second motor, regardless of whether the conveyance roller is accelerating or not. The sheet conveyance device according to claim 1 or 2, wherein the second motor is controlled. 前記シートロールから引き出された前記シートと接触して、前記シートにテンションを付与する可動性のテンショナーを備え、
前記張力推定器は、前記シートとの接触により移動する前記テンショナーの位置に基づいて、前記シートの張力を推定するように構成される請求項1~請求項15のいずれか一項記載のシート搬送装置。
a movable tensioner that contacts the sheet pulled out from the sheet roll and applies tension to the sheet;
Sheet transport according to any one of claims 1 to 15, wherein the tension estimator is configured to estimate the tension of the sheet based on the position of the tensioner that moves due to contact with the sheet. Device.
前記コントローラは、前記第一モータによる前記搬送ローラの回転駆動が開始される前に、前記シートの張力を前記目標張力に対応させるように、前記第二モータを制御する請求項1~請求項16のいずれか一項記載のシート搬送装置。 17. The controller controls the second motor so that the tension of the sheet corresponds to the target tension before the first motor starts rotating the transport roller. The sheet conveying device according to any one of the above. 請求項1~請求項17のいずれか一項記載のシート搬送装置と、
前記シート搬送装置により搬送されるシートに対して画像を形成する記録ヘッドと、
を備える画像形成システム。
A sheet conveying device according to any one of claims 1 to 17,
a recording head for forming an image on a sheet conveyed by the sheet conveying device;
An image forming system comprising:
JP2020039179A 2019-12-16 2020-03-06 Sheet conveyance device and image forming system Active JP7456202B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US17/122,196 US20210179380A1 (en) 2019-12-16 2020-12-15 Sheet conveyor and image forming system

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019226415 2019-12-16
JP2019226415 2019-12-16

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2021095290A JP2021095290A (en) 2021-06-24
JP7456202B2 true JP7456202B2 (en) 2024-03-27

Family

ID=76431235

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020039179A Active JP7456202B2 (en) 2019-12-16 2020-03-06 Sheet conveyance device and image forming system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7456202B2 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007031097A (en) 2005-07-28 2007-02-08 Yaskawa Electric Corp Rewinding tension control device
WO2015178084A1 (en) 2014-05-23 2015-11-26 三菱電機株式会社 Device for controlling conveyance between rollers
JP2015231910A (en) 2014-05-16 2015-12-24 セイコーエプソン株式会社 Medium feeding control method and medium feeding device

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007031097A (en) 2005-07-28 2007-02-08 Yaskawa Electric Corp Rewinding tension control device
JP2015231910A (en) 2014-05-16 2015-12-24 セイコーエプソン株式会社 Medium feeding control method and medium feeding device
WO2015178084A1 (en) 2014-05-23 2015-11-26 三菱電機株式会社 Device for controlling conveyance between rollers

Also Published As

Publication number Publication date
JP2021095290A (en) 2021-06-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4669438B2 (en) Printing apparatus, conveying apparatus, and printing method
JP6091248B2 (en) Printer
US9199492B2 (en) Motor control device, fluid ejection device, and motor control method
JP5332409B2 (en) Printing method and printing apparatus
US9044974B1 (en) System and method for online web control in a tandem web printing system
US9340052B2 (en) Motor control system
US11801696B2 (en) Sheet conveyor and image forming system
JP6019768B2 (en) Web conveying apparatus, printing apparatus, and tension control method
US20210179380A1 (en) Sheet conveyor and image forming system
JP7409164B2 (en) Sheet conveyance device and image forming system
US11939179B2 (en) Base material conveying device, printing apparatus, coating apparatus and base material roll diameter obtaining method
CN113387216B (en) Conveyance control device and conveyance control program
JP7456202B2 (en) Sheet conveyance device and image forming system
JP6417126B2 (en) Recording device
US20230043935A1 (en) Transport device, printing apparatus, and transport controlling method
JP2009220498A (en) Continuous paper supply device, image forming apparatus, and program
US9925809B2 (en) Roll-up apparatus
JP7468069B2 (en) Printing device
US9227809B2 (en) Conveyance apparatus and recording apparatus
JP6039979B2 (en) RECORDING DEVICE, CONVEYING DEVICE, AND CONTROL METHOD
JP5251954B2 (en) Sheet transport device
JP2009242047A (en) Motor control device, fluid ejection device and motor control method
JP2011083913A (en) Printer, motor controller, and motor control method
US10421634B2 (en) Medium feeding apparatus
JP5668798B2 (en) Printing method and printing apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
AA64 Notification of invalidation of claim of internal priority (with term)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A241764

Effective date: 20200623

AA91 Notification that invitation to amend document was cancelled

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971091

Effective date: 20200707

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20230131

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20231110

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20231121

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20240119

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20240213

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20240226

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7456202

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150