JP5907604B2 - シート搬送装置 - Google Patents

Description

本発明は、用紙がロール状に巻かれたロール紙から用紙を引き出して搬送するシート搬送装置に関する。

従来から、用紙がロール状に巻かれたロール紙（以下、用紙がロール状に巻かれた部分を「ロール体」とし、ロール体から引き出された部分を「シート体」とする）から用紙を引き出して搬送するシート搬送装置では、搬送精度の向上が求められている。そのために、ロール体とロール体からシート体を引き出す搬送ローラ対との間に一定のテンションを与えることで、印刷品質に悪影響を与えるずれや、弛み、斜行、巻癖などの除去、補正が行われている。

このようなシート体に一定のテンションを与える機構として、特許文献１に開示されたものが知られている。この機構は、ロール体を回転させるための駆動力を与える第１モータと、搬送駆動ローラを駆動させる駆動力を与える第２モータと、事前に第１モータに作用する負荷と駆動速度との関係を測定する負荷測定手段とを有している。負荷測定手段の測定結果と第２モータの駆動速度とに基づく補間出力を第１モータに対して与えることで、ある搬送速度でシート体を搬送した際に所望のテンションがシート体に与えられるようになっている。

特開２００９−２４２０４８号公報

しかしながら、特許文献１に記載の方法では、「給紙モータ（第１モータ）への電流」と「シート体の所定速度」との関係を用いて、テンションの調節が行われる。つまり、この方法では、ロール体の回転の際に生じる回転軸まわりの慣性モーメント（以下、「イナーシャ」という）が考慮されていない。そのため、給紙モータの加減速時に、シート体に与えられるテンションがイナーシャの影響によって所定値から外れる可能性があり、その際に搬送精度の悪化が懸念される。

したがって、搬送精度を維持するためには、イナーシャの変動に応じた回転トルクをロール体に与え、テンションを常に一定に保つ制御を行う必要があり、そのためには、ロール体のイナーシャを算出する必要がある。

ところで、イナーシャを算出する方法としては、運動エネルギーから計算する方法や、運動方程式から計算する方法などがあるが、算出方法にはそれぞれに利点や欠点がある。そのため、算出方法によっては、イナーシャを正確に算出するためにスループットの低下を引き起こす場合がある。その一方で、スループットを低下させずにイナーシャを算出することも可能であるが、その場合、搬送精度の維持が問題となる。

そこで本発明は、スループットの低下を最小限に抑えながら、搬送精度を高精度に維持するシート搬送装置を提供することを目的とする。

上述した目的を達成するために、本発明のシート搬送装置は、用紙がロール状に巻かれたロール紙を回転駆動する給紙モータと、ロール紙から引き出された用紙を所定方向に搬送する搬送ローラと、搬送ローラを回転駆動する搬送モータと、給紙モータおよび搬送モータの駆動を制御する制御部と、を有している。一態様では、制御部が、搬送モータの電流値を検出する電流検出部と、ロール紙の慣性モーメントを算出する算出手段と、算出手段による慣性モーメント算出値が所定の範囲内であるか否かを判定する判定手段と、判定手段により慣性モーメント算出値が所定の範囲外であると判定された場合に、ロール紙の慣性モーメントを再算出する再算出手段と、を有し、判定手段は、電流検出部によって検出された電流値が所定の範囲内である場合に、慣性モーメント算出値が所定の範囲内であると判定し、制御部は、算出手段または再算出手段による慣性モーメント算出値に基づいて、給紙モータの発生トルクを制御して、搬送ローラとロール紙との間の用紙に所定のテンションを発生させることを特徴とする。他の態様では、制御部が、給紙モータの駆動を必要としない第１の算出方法を用いて、ロール紙の慣性モーメントを算出する算出手段と、算出手段による慣性モーメント算出値が所定の範囲内であるか否かを判定する判定手段と、判定手段により慣性モーメント算出値が所定の範囲外であると判定されなかった場合に、給紙モータの駆動を必要とする第２の算出方法を用いて、ロール紙の慣性モーメントを再算出する再算出手段と、を有し、制御部は、判定手段により慣性モーメント算出値が所定の範囲外であると判定された場合には、その慣性モーメント算出値に基づき、判定手段により慣性モーメント算出値が所定の範囲外であると判定された場合には、再算出手段による慣性モーメント再算出値に基づいて、給紙モータの発生トルクを制御して、搬送ローラとロール紙との間の用紙に所定のテンションを発生させることを特徴とする。

以上、本発明によれば、ロール紙の慣性モーメント（イナーシャ）が算出され、その算出値の信頼性が判定されるため、常に精度の高いイナーシャの算出値を得ることができる。また、イナーシャの再算出は、信頼性が低いと判定された場合にのみ限定されるため、スループットへの影響も限定的となる。このようにして、スループットの低下を最小限に抑えながら、搬送精度を高精度に維持するシート搬送装置を提供することができる。

本発明のシート搬送装置を備えたプリンタの一実施形態を示す概略斜視図である。 本実施形態のシート搬送装置の制御系の構成を示すブロック図である。 ロール体の半径の検出方法を説明するための概略図である。 用紙搬送速度と給紙モータの発生トルクとを示すグラフである。 給紙モータの発生トルクとロール体に作用するトルクとの関係を表す概略図である。 ロール体の半径とトルクとの関係を示すグラフである。 第１のイナーシャ算出方法を説明するための概念図である 第２のイナーシャ算出方法を説明するための概念図である。 イナーシャ算出値の第１の判定方法を示すフローチャートである。 搬送モータのデューティ値とシート体に作用するテンションとの関係を示すグラフである。 イナーシャ算出値の第２の判定方法を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。なお、本明細書では、本発明のシート搬送装置として、プリンタに適用した場合を例に挙げて説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば複写機やファクシミリなどロール紙を用いた各種機器に適用可能である。

図１は、本発明のシート搬送装置を備えたプリンタの一実施形態を示す概略斜視図である。

本実施形態のプリンタ２０は、用紙がロール状に巻かれたロール紙から用紙を引き出して搬送するシート搬送装置３０を備えている。以下、用紙がロール状に巻かれた部分を「ロール体」とし、ロール体から引き出された部分を「シート体」とする。

シート搬送装置３０は、ロール体１を保持するスプール２を回転可能に支持する給紙部３と、スプール２に設けられたギア５を介してロール体１を回転駆動する給紙モータ６とを有している。また、シート搬送装置３０は、対向するピンチローラ９と協働して、ロール体１から引き出されたシート体Ｍを所定方向（副走査方向）Ｈに搬送する搬送ローラ８と、搬送ローラ８を回転駆動する搬送ローラ（図１には図示せず）とを有している。

搬送ローラ８の副走査方向Ｈの下流側には、インクジェット方式のプリントヘッドとこれを搭載するキャリッジとを備えたプリント部７が設けられている。また、プリント部７に対向する位置には、印刷動作中にシート体Ｍの裏面に接して吸引することで、シート体Ｍをほぼ平面状に保持するプラテン１３が設けられている。印刷動作は、キャリッジが、モータ等の駆動機構によって副走査方向Ｈと交差する主走査方向に往復運動して、プリントヘッドがシート体Ｍに対してインクを吐出することで行われる。この印刷動作中は、シート体Ｍの搬送動作は停止され、プリント部７によって１ライン分の印刷が終了すると、シート搬送装置３０によりシート体Ｍは所定量だけ搬送され、その後、再び１ライン分の印刷が行われる。このように、本実施形態では、シート体Ｍが間欠搬送されるたびに、１ライン毎の印刷が行われる。

次に、図２を参照して、本実施形態のシート搬送装置の制御系の構成について説明する。図２は、本実施形態のシート搬送装置の制御系の構成を示すブロック図である。

本実施形態のシート搬送装置３０は、給紙モータ６および搬送モータ１２の駆動を制御する制御部Ｐ３と、各種データを保存するデータ保存部Ｐ６と、給紙モータ６および搬送モータ１２の電流値を検出する電流検出部１４，１５とを有している。

データ保存部Ｐ６は、紙種毎の密度や紙管径をデータとして保存し、オペレーションパネル（図示せず）などで紙種情報が選択されると、対応する紙種の密度や紙管径の情報を出力する。また、給紙モータ６のトルク係数などの情報も保存し、必要に応じて出力する。

制御部Ｐ３は、主制御部１１０と、給紙モータ制御部１２０と、搬送モータ制御部１３０とを有しており、また、それぞれ図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、モータドライバ等を有している。

給紙モータ制御部１２０は、スプール２に設けられた給紙エンコーダ（ロール紙回転検出部）４による、ロール体１の回転に関する物理量の検出結果に基づいて、給紙モータ６の駆動制御を行う。また、搬送モータ制御部１３０は、搬送ローラ８に設けられた搬送エンコーダ（搬送ローラ回転検出部）１０による、搬送ローラ８の回転に関する物理量の検出結果に基づいて、搬送モータ１２の駆動制御を行う。

主制御部１１０は、ロールサイズ検出部Ｐ１と、算出部Ｐ２と、判定部Ｐ７と、再算出部Ｐ８とを有している。

ロールサイズ検出部Ｐ１は、シート体１の半径を検出する機能を備えている。ここで、図３を参照して、ロールサイズ検出部Ｐ１によるロール体１の半径の検出方法を説明する。図３は、ロール体１の半径の検出方法を説明するための図であり、ロール体１および搬送ローラ８を示す概略側面図である。

搬送ローラ８が所定量回転したときの、給紙エンコーダ４で検出されたスプール２の回転角度（つまりロール体１の回転角度）をθ₀、搬送エンコーダ１０で検出された搬送ローラ８の回転角度をθ₁とし、搬送ローラ８の半径をＲ₁とする。また、シート体Ｍは、搬送ローラ８とピンチローラ９とにより強く挟持されて、滑ることなく搬送され、シート体Ｍに弛みなどは無いものとする。そのとき、ロール体１の半径Ｒ₀は、
Ｒ₀＝Ｒ₁（θ₁／θ₀） （１）
で表される。

また、ロールサイズ検出部Ｐ１は、用紙幅Ｂを検出する機能をさらに備えている。プリント部７が主走査方向に移動し、プリント部７に設けられた光学式センサ（図示せず）がシートの各端部を横切ることで、シート端部位置が把握される。そして、これら両端部の位置情報から用紙幅Ｂが算出される。

算出部Ｐ２では、データ保存部Ｐ６から出力された用紙情報や、ロールサイズ検出部Ｐ１で検出された用紙情報に基づいて、ロール体１の慣性モーメント（以下、「イナーシャ」とする）の算出が行われる。そして、算出されたイナーシャ（イナーシャ算出値）は、算出部Ｐ２から判定部Ｐ７に出力される。

判定部Ｐ７では、算出部Ｐ２から入力されたイナーシャ算出値の信頼性が判断され、信頼性が低いと判断された場合は、再算出部Ｐ８によりイナーシャの再算出が実施される。判定部Ｐ７と再算出部Ｐ８の詳細な動作については、それぞれ後述する。

また、主制御部１１０は、給紙モータ６と搬送モータ１２との相関駆動を実現するために、給紙モータ制御部１２０と搬送モータ制御部１３０とに対して同時に指令を与える役目を有している。これにより、シート体Ｍに所定のテンションＦを発生させた状態で、用紙を搬送させることができる。このテンションＦは、搬送ローラ８に対してバックテンションとして作用することになる。そのため、テンションＦを一定に保つように制御することで、搬送ローラ８とシート体Ｍとのスリップ量も一定に保つことができ、それにより、シート体Ｍを高い精度で搬送することができる。

次に、図４および図５を参照して、給紙モータ６と搬送モータ１２との具体的な相関動作について説明する。図４は、用紙搬送速度と給紙モータ６の発生トルクとを示すグラフである。図５は、給紙モータ６の発生トルクと、ロール体１に作用するトルクとの関係を表す概略図である。

上述したように、高い精度でシート体Ｍを搬送するためには、給紙モータ６の発生トルク（以下、「給紙モータトルク」という）を制御して、シート体Ｍに対して一定のテンションＦを作用させる必要がある。そこで、所定のテンションＦを発生させるための給紙モータトルクについて、図３に示す等速区間（Ａ３、Ａ７）、加速区間（Ａ２、Ａ６）、および減速区間（Ａ４、Ａ８）の場合にそれぞれ分けて説明する。

まず、等速区間（Ａ３、Ａ７）の場合について説明する。シート体Ｍに所望のテンションＦを発生させるための給紙モータトルクをＴ_aとし、ロール体１（スプール２）に作用するトルクをＴ_rollとすると、等速区間（Ａ３、Ａ７）ではＴ_a＝Ｔ_rollとなる。そのため、このときのロール体１の半径をＲ₀とすると、等速区間（Ａ３、Ａ７）での給紙モータトルクＴ_aは、
Ｔ_a＝Ｔ_roll＝Ｆ・Ｒ₀ （２）
で表される。なお、用紙の搬送方向を正とすると、テンションＦは負の方向に働く力であり、そのため、給紙モータトルクＴ_aも負の方向に働く。また、以下でも同様に、用紙の搬送方向を正とする。

次に、加速区間（Ａ２、Ａ６）と減速区間（Ａ４、Ａ８）における、所定のテンションＦを発生させる給紙モータトルクＴ_b，Ｔ_cについて説明する。ロール体１のイナーシャをＪ、シート体Ｍの加速度をａ、ロール体１の半径をＲ₀とすると、ロール体１のイナーシャＪに基づくトルクＴ_iは、
Ｔ_i＝−Ｊ・ａ／Ｒ₀ （３）
で表される。ここで、シート体Ｍの加速度ａは、加速時には正の値となり、減速時には負の値となる。加速（減速）区間においてスプール２に作用するトルクＴ_rollは、イナーシャに基づくトルクＴ_iと、加速（減速）区間の給紙モータトルクＴ_b（Ｔ_c）の合算となる。すなわち、
Ｔ_roll＝Ｔ_b＋Ｔ_i＝Ｔ_b−（Ｊ・ａ／Ｒ₀） （４）
Ｔ_roll＝Ｔ_c＋Ｔ_i＝Ｔ_c−（Ｊ・ａ／Ｒ₀） （５）
で与えられる。したがって、式（２）、式（４）、および式（５）から、加速区間での給紙モータトルクＴ_bと、減速区間での給紙モータトルクＴ_cとは、それぞれ以下のように与えられる。すなわち、
Ｔ_b＝Ｔ_roll−Ｔ_i＝（Ｆ・Ｒ₀）＋（Ｊ・ａ／Ｒ₀） （６）
Ｔ_c＝Ｔ_roll−Ｔ_i＝（Ｆ・Ｒ₀）＋（Ｊ・ａ／Ｒ₀） （７）
となる。

式（６）および式（７）において、テンションＦは、上述したように一定であることが望ましい。したがって、シート体Ｍの加速度ａを搬送ローラ８の加速度として常に一定であるとすると、加速（減速）区間での給紙モータトルクＴ_b（Ｔ_c）は、イナーシャＪおよび半径Ｒ₀に応じて制御される必要があることがわかる。

次に、図６を参照して、イナーシャＪおよび半径Ｒ₀と、加速区間での給紙モータトルクＴ_bとの関係について説明する。図６は、加速区間におけるロール体１のイナーシャＪに基づくトルクＴ_i（加速区間では式（３）から負の値）と、給紙モータトルクＴ_bと、スプール２に作用する負荷トルクＴ_rollとを、半径Ｒ₀に対して示したグラフである。横軸が半径、縦軸がトルクである。

スプール２に作用する負荷トルクＴ_rollは、式（２）からわかるように、バックテンションＦを一定に保つために、半径Ｒ₀に比例して大きくなる。また、イナーシャＪがロール体１の半径の２乗に比例するため、式（３）から、イナーシャＪに基づくトルクＴ_iも半径に比例する。したがって、式（６）から、加速区間での給紙モータトルクＴ_bについても、図６に示すように、半径Ｒ₀に応じたトルク制御が行われることになる。実際には、搬送精度に影響のない範囲であればテンションＦの変化は許容されるため、加速区間での給紙モータトルクＴ_bは、負荷トルクＴ_rollが所定の上限値Ｔ_roll1から下限値Ｔ_roll2までの範囲になるように制御される。

以上の説明から、加速（減速）区間における給紙モータトルクＴ_b（Ｔ_c）の制御には、イナーシャＪを考慮に入れた制御が不可欠であることがわかる。このイナーシャＪを算出するために、算出部Ｐ２では、複数（本実施形態では２つ）のイナーシャ算出方法が用いられる。以下、図２、図７、および図８を参照して、算出部Ｐ２のイナーシャ算出方法について説明する。図７は、第１のイナーシャ算出方法を説明するための概念図であり、図８は、第２のイナーシャ算出方法を説明するための概念図である。

第１のイナーシャ算出方法は、給紙モータ６の駆動に関する物理量に基づいてロール体１のイナーシャＪを算出する方法である。ロール体１のイナーシャＪは、ロール体１の角加速度θ”と、給紙モータ６に流れる電流Ｉと、給紙モータ６のトルク係数Ｋ_tとから、
Ｊ＝（Ｋ_t・Ｉ）／θ” （８）
で与えられ、式（８）に基づいて算出部Ｐ２で算出される。なお、角加速度θ”は、給紙エンコーダ４で検出された回転角度θを時間で二階微分することで得られ、電流Ｉは、給紙モータ６の電流検出部１４で検出され、トルク係数Ｋ_tは、データ保存部Ｐ６に保存されている。

一方、第２のイナーシャ算出方法は、データ保存部Ｐ６に保存された用紙情報とロールサイズ検出部Ｐ１から得られた用紙情報とに基づいてイナーシャを算出する方法である。ロール体１のイナーシャＪは、用紙の密度ρと、紙管径ｒ_cと、ロール体１の半径Ｒ₀と、用紙幅Ｂとから、
Ｊ＝πρＢ（Ｒ₀ ²−ｒ_c ²）²／８ （９）
で与えられ、式（９）に基づいて算出部Ｐ２で算出される。ここで、用紙の密度ρと紙管径ｒ_cとは、予めデータ保存部Ｐ６に保存された情報であり、紙種別に複数の情報が保存され、オペレーションパネルやプリンタドライバを介して入力された紙種情報に基づいて、逐次、適応する情報が呼び出される。また、ロール体１の半径Ｒ₀と用紙幅Ｂとは、上述したように、ロールサイズ検出部Ｐ１によって検出される情報である。

上述の第１のイナーシャ算出方法は、正確なイナーシャの算出が可能であるが、毎回の印刷前に実施されると、スループットの低下を引き起こすことが問題となる。そこで、第１のイナーシャ算出方法を用いてイナーシャＪを一旦算出した場合、式（９）の変換式である
ρ＝８Ｊ／（πＢ（Ｒ₀ ²−ｒ_c ²）²） （１０）
から密度ρを算出する。そして、その値をデータ保存部Ｐ６に一時保存し、以降の半径Ｒ₀の変化に応じて、第２のイナーシャ算出方法（すなわち式（９））によってイナーシャを算出することもできる。

しかしながら、第２のイナーシャ算出方法には、給紙モータを駆動させる必要がないため、スループットの低下というデメリットがない半面で、半径Ｒ₀や密度ρに誤差が含まれると、算出されるイナーシャＪが実際の値からずれてしまう可能性がある。すなわち、式（１）から求められる半径Ｒ₀は、シート体Ｍが搬送ローラ８上で滑ることなく搬送されるものとして算出されるため、シート体Ｍが滑ってしまうと、Ｒ₀≠Ｒ₁（θ₁／θ₀）となって誤差を含むことになる。また、高湿環境下で用紙が吸湿すると、データ保存部Ｐ６に保存されている用紙の密度ρと、実際の値との間に誤差が生じる可能性がある。このように、密度ρや半径Ｒ₀には誤差が含まれる可能性があるため、算出されたイナーシャの信頼性を正確に把握することが重要となる。

そこで本実施形態では、上述したように、判定部Ｐ７により、算出部Ｐ２において算出されたイナーシャの信頼性の判定が行われる。そこで、算出されたイナーシャの信頼性が低いと判定された場合、再算出部Ｐ８においてイナーシャの再算出が行われる。判定部Ｐ７では２つの判定方法が用いられ、再算出部Ｐ８でも２つの再算出方法が用いられる。

まず、図９に示すフローチャートを参照して、判定部Ｐ７の第１の判定方法について説明する。

上述したように、算出部Ｐ２において、ロール体１のイナーシャの算出が行われると（ステップＳ１）、算出されたイナーシャ（イナーシャ算出値）Ｊは、判定部Ｐ７に出力される。

ここで、スプール２に作用するトルクの目標値をＴ_rollとすると、トルク目標値Ｔ_rollと実際に作用するトルクとのずれΔＴ_rollは、イナーシャの算出値Ｊと実際値Ｊ’とのず
れΔＪを用いて、式（４）から、以下のように表される。すなわち、トルクのずれΔＴ_ro
llは、
ΔＴ_roll＝（Ｔ_b−Ｊ・ａ／Ｒ₀）−（Ｔ_b−Ｊ’・ａ／Ｒ₀）
＝（Ｊ’−Ｊ）・ａ／Ｒ₀
＝ΔＪ・ａ／Ｒ₀ （１１）
で表される。なお、図６に関連して説明したように、実際に作用するトルクがトルク目標値に対してΔＴ_rollだけずれていたとしても、上限値Ｔ_roll1から下限値Ｔ_roll2までの
範囲であれば、搬送精度に影響がでない範囲で制御されているものとする。そして、テンションＦは、式（２）から、
Ｆ＝Ｔ_roll／Ｒ₀ （１２）
で与えられるため、前述の上限値Ｔ_roll1および下限値Ｔ_roll2は、それぞれテンションＦの上限値Ｆ₁および下限値Ｆ₂に置き換えることができる。

さらに、シート体ＭにかかるテンションＦとＰＷＭ（パルス幅変調）制御される搬送モータ１２の電流値（デューティ値）Ｄとは、図１０に示すような比例関係にある。図１０は、テンションＦ（縦軸）とデューティ値Ｄ（横軸）との関係を示すグラフである。このため、テンションＦの上限値Ｆ₁および下限値Ｆ₂は、それぞれ搬送モータ１２のデューティ値Ｄの上限値Ｄ₁および下限値Ｄ₂に置き換えることができる。

こうして、搬送モータ１２のデューティ値Ｄが、イナーシャ算出値Ｊの信頼性の判定に用いられる（ステップＳ２）。すなわち、搬送モータ１２のデューティ値Ｄが所定の範囲内であれば（Ｄ₁＜Ｄ＜Ｄ₂）、イナーシャ算出値のずれΔＪは搬送精度に影響がない範
囲である、と判断される。この場合、イナーシャは再算出されず、そのときのイナーシャ算出値Ｊに基づいて搬送制御が行われる（ステップＳ３）。したがって、イナーシャを再算出する必要がないため、当然ながらスループットの低下が起こることもない。

一方で、搬送モータ１２のデューティ値Ｄが所定の範囲外の場合（Ｄ₁≦Ｄ、Ｄ₂≦Ｄ）、イナーシャ算出値のずれΔＪは、搬送精度に影響が出る程度までずれていると判定さ
れ、すなわち、イナーシャ算出値Ｊの信頼性は低いと判断される。したがって、この場合には、イナーシャを再算出する必要がある。なお、図１０に示すように、紙種によってデューティ値ＤとテンションＦとの関係は変化する。そのため、紙種別に上限値Ｄ₁や下限値Ｄ₂を設定することができ、全ての紙種の上限値と下限値から最も厳しい判定条件となる上限値Ｄ₁と下限値Ｄ₂を設定することもできる。

次に、図１１に示すフローチャートを参照して、判定部Ｐ７の第２の判定方法について説明する。第２の判定方法は、給紙エンコーダ４と搬送エンコーダ１０とにより得られた情報から判定を行う方法である。

第１の判定方法と同様に、算出部Ｐ２において、ロール体１のイナーシャの算出が行われ（ステップＳ１１）、算出されたイナーシャ（イナーシャ算出値）Ｊが、判定部Ｐ７に出力される。

算出部Ｐ２により、イナーシャの算出値Ｊと実際値Ｊ’とのずれが極端に大きく算出された場合、式（１１）から、トルクのずれΔＴ_rollは極端に大きくなり、加速区間では大
きな正の値になる。すなわち、ロール体１（スプール２）に対してトルクは正の方向に作用するため、テンションＦが発生しなくなる。その結果、ロール体１には弛みが発生することになるが、第２の判定方法では、このことを利用して、イナーシャの信頼性の判定が行われる。

すなわち、まず、搬送エンコーダ１０と給紙エンコーダ４とで検出された各ローラの回転量θの時間微分である角速度θ’から、搬送ローラ８の線速度Ｖ₁と、ロール体１の線速度Ｖ₀とが求められる。そして、それらの線速度Ｖ₁，Ｖ₀の大小関係が比較される（ステップＳ１２）。ロール体１の線速度Ｖ₀が搬送ローラの線速度Ｖ₁以下であれば（Ｖ₁≧Ｖ₀）、イナーシャの再算出は行われず、そのときのイナーシャ算出値Ｊに基づいて搬送制御が行われる（ステップＳ１３）。一方、ロール体１の線速度Ｖ₀が搬送ローラの線速度Ｖ₁を上回った場合（Ｖ₁＜Ｖ₀）、イナーシャの再算出が行われる（ステップＳ１４）。

このような第２の判定方法では、搬送精度に影響を及ぼすほどイナーシャ算出値のずれが大きい場合にイナーシャの再算出が実施されるため、スループットを極力落とさずに搬送精度を維持することができる。

次に、再算出部Ｐ８において行われる２つの再算出方法について説明する。

まず、第１の再算出方法は、第１のイナーシャ算出方法と同様の方法であり、すなわち、給紙モータ６の駆動に関する物理量に基づいてロール体１のイナーシャＪを算出する方法である。この方法は、上述したように、スループットの低下を引き起こすことになるが、判定部Ｐ７によって搬送精度に影響が出ると判定される場合にのみ限定されるため、スループットへの影響を最小限にしながら、搬送精度を維持することができる。

一方で、第２の再算出方法は、搬送モータ１２の実際のデューティ値Ｄ’と目標値Ｄとの差分ΔＤに基づいて、イナーシャ算出値Ｊを補正して、再算出する方法である。図１０
に示すように、デューティ値の差分ΔＤは、テンションの差分ΔＦと比例関係にある。ま
た、式（９）や式（１０）から、テンションの差分ΔＦはトルクのずれΔＴ_rollと、トル
クのずれΔＴ_rollはイナーシャ算出値のずれΔＪとそれぞれ比例関係にあるため、デュー
ティ値の差分ΔＤはイナーシャ算出値のずれΔＪと比例関係にある。すなわち、ΔＤとΔ
Ｊとの比例関係式を把握しておくことで、ΔＤに応じてΔＪ分だけイナーシャ算出値Ｊを
補正して、イナーシャを再算出することが可能となる。図１０に示すグラフから、デューティ値の差分ΔＤとテンションの差分ΔＦとの比例関係は、
ΔＤ＝βΔＦ＋ω （１３）
で表される。ここで、βおよびωは、それぞれ実験的に求められる定数であり、図８に示すように、紙種によって異なる値になる。これらの定数は、およそ紙種の摩擦係数が支配的であり、摩擦係数が低いと、搬送ローラ８がスリップしやすくなるため、搬送モータ１２のデューティ値Ｄの比例定数βは小さくなる傾向にある。こうしたβやωにあたる定数を紙種別に把握しておくことで、ユーザが選択した紙種に応じてΔＤからΔＪを求めるこ
とが可能となる。さらには、第１の再算出方法のように給紙モータを動作させる必要がないため、スループットの低下は発生しない。この点で、第２の再算出方法は、第１の再算出方法よりも有利である。しかしながら、式（１３）のβやωは、上述したように、実験的に求められるものであり、ユーザ入力された用紙情報を基に選択的に決定される。そのため、ユーザが用意した任意のメディアに対しては、再算出のための補正が機能しにくく、搬送精度に影響が出る場合もあることに留意されたい。

なお、第２の判定方法に近似した方法として、搬送モータ１２のデューティ値Ｄが目標値Ｄ’となるように、給紙モータ６のデューティ値Ｄ₀’を直接的に補正する方法もある。しかしながら、ロール体１の半径は常に減少し、イナーシャも常に変化するため、イナーシャ変化を予測したトルク制御が必要となる。そのため、現実的には、シート体Ｍに最適なテンションＦを発生させることは困難となる。したがって、上述した第２の判定方法のように、イナーシャ算出値Ｊに対して補正を行うことが望ましい。

以上のように、本実施形態によれば、ロール紙の慣性モーメント（イナーシャ）が算出され、その算出値の信頼性が判定されるため、常に精度の高いイナーシャの算出値を得ることができる。また、イナーシャの再算出は、信頼性が低いと判定された場合にのみ限定されるため、スループットへの影響も限定的となる。このようにして、スループットの低下を最小限に抑えながら、搬送精度を高精度に維持することができる。

６ 給紙モータ
８ 搬送ローラ
１２ 搬送モータ
Ｐ３ 制御部

Claims (13)

1. 用紙がロール状に巻かれたロール紙を回転駆動する給紙モータと、前記ロール紙から引き出された前記用紙を所定方向に搬送する搬送ローラと、該搬送ローラを回転駆動する搬送モータと、前記給紙モータおよび前記搬送モータの駆動を制御する制御部と、を有するシート搬送装置において、
   前記制御部が、
   前記搬送モータの電流値を検出する電流検出部と、
   前記ロール紙の慣性モーメントを算出する算出手段と、
   前記算出手段による慣性モーメント算出値が所定の範囲内であるか否かを判定する判定手段と、
   前記判定手段により前記慣性モーメント算出値が所定の範囲外であると判定された場合に、前記ロール紙の慣性モーメントを再算出する再算出手段と、
   を有し、
   前記判定手段は、前記電流検出部によって検出された前記電流値が所定の範囲内である場合に、前記慣性モーメント算出値が所定の範囲内であると判定し、
   前記制御部は、前記算出手段または前記再算出手段による慣性モーメント算出値に基づいて、前記給紙モータの発生トルクを制御して、前記搬送ローラと前記ロール紙との間の前記用紙に所定のテンションを発生させることを特徴とする、シート搬送装置。
2. 前記算出手段は、前記給紙モータの駆動を必要としない第１の算出方法を用いて、前記ロール紙の慣性モーメントを算出することを特徴とする、請求項１に記載のシート搬送装置。
3. 前記再算出手段は、前記給紙モータの駆動を必要とする第２の算出方法を用いて、前記ロール紙の慣性モーメントを再算出することを特徴とする、請求項１または２に記載のシート搬送装置。
4. 前記再算出手段が、前記第２の算出方法として、前記給紙モータの駆動に関する物理量に基づいて、前記ロール紙の慣性モーメントを再算出することを特徴とする、請求項３に記載のシート搬送装置。
5. 前記再算出手段が、他の電流検出部によって検出された前記給紙モータの電流値に基づいて、前記ロール紙の慣性モーメントを再算出することを特徴とする、請求項４に記載のシート搬送装置。
6. 印刷を行うプリント部をさらに有することを特徴とする、請求項１から５のいずれか１項に記載のシート搬送装置。
7. 用紙がロール状に巻かれたロール紙を回転駆動する給紙モータと、前記ロール紙から引き出された前記用紙を所定方向に搬送する搬送ローラと、該搬送ローラを回転駆動する搬送モータと、前記給紙モータおよび前記搬送モータの駆動を制御する制御部と、を有するシート搬送装置において、
   前記制御部が、
   前記給紙モータの駆動を必要としない第１の算出方法を用いて、前記ロール紙の慣性モーメントを算出する算出手段と、
   前記算出手段による慣性モーメント算出値が所定の範囲内であるか否かを判定する判定手段と、
   前記判定手段により前記慣性モーメント算出値が所定の範囲外であると判定された場合に、前記給紙モータの駆動を必要とする第２の算出方法を用いて、前記ロール紙の慣性モーメントを再算出する再算出手段と、
   を有し、
   前記制御部は、前記判定手段により前記慣性モーメント算出値が所定の範囲外であると判定されなかった場合には、該慣性モーメント算出値に基づき、前記判定手段により前記慣性モーメント算出値が所定の範囲外であると判定された場合には、前記再算出手段による慣性モーメント再算出値に基づいて、前記給紙モータの発生トルクを制御して、前記搬送ローラと前記ロール紙との間の前記用紙に所定のテンションを発生させることを特徴とする、シート搬送装置。
8. 前記第２の算出方法は、前記給紙モータの駆動に関する物理量に基づいて、前記ロール紙の慣性モーメントを算出する方法であることを特徴とする、請求項７に記載のシート搬送装置。
9. 前記第２の算出方法は、電流検出部によって検出された前記給紙モータの電流値に基づいて、前記ロール紙の慣性モーメントを算出する方法であることを特徴とする、請求項８に記載のシート搬送装置。
10. 前記ロール紙の回転に関する物理量を検出するロール紙回転検出部をさらに有し、
    前記第２の算出方法は、前記ロール紙回転検出部によって検出された前記物理量に基づいて、前記ロール紙の慣性モーメントを算出する方法であることを特徴とする、請求項８または９に記載のシート搬送装置。
11. 前記ロール紙の半径に関する情報を取得する取得手段をさらに有し、
    前記第１の算出方法は、前記取得手段によって取得された前記情報に基づいて、前記ロール紙の慣性モーメントを算出する方法であることを特徴とする、請求項７から１０のいずれか１項に記載のシート搬送装置。
12. 前記第１の算出方法は、前記ロール紙の幅に基づいて、前記ロール紙の慣性モーメントを算出する方法であることを特徴とする、請求項７から１１のいずれか１項に記載のシート搬送装置。
13. 印刷を行うプリント部をさらに有することを特徴とする、請求項７から１２のいずれか１項に記載のシート搬送装置。

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