JP6390138B2 - 制御装置 - Google Patents
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Description
ロータリエンコーダは、ディスクと、センサとを備える。ディスクは、被駆動体の回転軸に対し偏心した状態で被駆動体に固定される。センサは、ディスク内のスケール(目盛り)を読み取ることによって、ディスクの回転に応じたパルス信号を出力する。検出ユニットは、ロータリエンコーダからのパルス信号に基づき、ディスクの回転位置及び回転速度を検出する。制御ユニットは、データ生成処理と、位相特定処理と、主制御処理とを実行する。
このような位置位相関係の特定方法によれば、従来のように原点検出のために専用のセンサや構造物を設ける必要がなく、部品点数及び製造コストを抑えて、高精度に、位置位相関係を特定することができる。そして、被駆動体の回転又は被駆動体からの作用を受けて変位する物体の変位を、被駆動体の位相を加味して高精度に制御することができる。
また、制御ユニットは、速度データが示す軌跡から直流成分を除去する除去処理を実行し、位相特定処理では、除去処理による直流成分除去後の軌跡に基づき、位相を検出する構成にされ得る。例えば、除去処理では、上記軌跡における回転速度の平均値を算出し、軌跡を構成する各回転位置での回転速度の夫々から当該平均値を減算することにより、軌跡から直流成分を除去することができる。
ここで値Xcは、ディスク71が1回転するときの回転位置Xの増分である。即ち、値Xcは、ディスク71の1回転分、換言すれば搬送ローラ31の1回転分の回転位置Xの変化量を表す。値Xcは、固定値であり、原点設定部95又はROM43において予め記憶しておくことができる。初期位相P=0であるときには、ベクトルHの要素V[1]に対応する回転位置Xhで、位相がゼロとなる正弦波のベクトルWを生成する。
図8に示す目標補正処理では、メインユニット40から指定された目標搬送量Yrに対応する目標停止位置Xrを、偏心がないと仮定したときの目標停止位置Xr=Xr0=Xs+Yr/dYに設定し、この目標停止位置Xr=Xr0を、搬送誤差Yeに対応する量補正することにより、用紙Qが目標搬送量Yr分搬送されるような目標停止位置Xrを算出する。
その後、目標設定部91は、S280に移行して、搬送誤差Yaを、現在の搬送誤差Yaから値ΔY[j]だけ減算した値に更新する(Ya←Ya−ΔY[j])。
その後、目標設定部91は、S350に移行して、搬送誤差Yaを、現在の搬送誤差Yaから値ΔY[j]だけ加算した値に更新する(Ya←Ya+ΔY[j])。
最後に、用語間の対応関係について説明する。搬送ローラ31は、被駆動体の一例に対応し、用紙Qは、被駆動体からの作用を受けて変位する物体の一例に対応する。信号処理回路80は、検出ユニットの一例に対応し、コントローラ90は、制御ユニットの一例に対応する。この他、原点設定部95が実行するS110〜S130の処理は、データ生成処理の一例に対応し、S140の処理は、除去処理の一例に対応し、S150〜S230の処理は、位相特定処理の一例に対応する。また、目標設定部91及び位置制御器93による処理は、主制御処理の一例に対応する。この他、誤差変化量ΔYの算出式は、搬送量対応関係の一例に対応する。
Claims (10)
- モータと、
前記モータにより回転駆動される被駆動体と、
前記被駆動体の回転軸に対し偏心した状態で前記被駆動体に固定されるディスクと、前記ディスク内のスケールを読み取ることによって、前記ディスクの回転に応じたパルス信号を出力するセンサと、を備えるロータリエンコーダと、
前記ロータリエンコーダからの前記パルス信号に基づき、前記ディスクの回転位置及び回転速度を検出する検出ユニットと、
制御ユニットと、
を備え、
前記制御ユニットは、
前記モータの駆動制御を少なくとも前記被駆動体が一回転以上するまで行う一方、この駆動制御の実行期間に前記検出ユニットが検出した前記回転位置及び前記回転速度に基づき、前記回転位置に対する前記回転速度の軌跡を示す速度データを生成するデータ生成処理と、
前記速度データが示す前記軌跡の周期的な速度成分であって前記被駆動体の回転周期に対応する周期的な速度成分についての、前記回転位置に対する位相を検出することにより、前記回転位置と前記被駆動体の回転位相との対応関係である位置位相関係を特定する位相特定処理と、
前記位相特定処理により特定された前記位置位相関係に基づいた前記モータの駆動制御によって、前記被駆動体の回転又は前記被駆動体からの作用を受けて変位する物体の変位を制御する主制御処理と、
を実行すること
を特徴とする制御装置。 - 前記データ生成処理では、前記被駆動体を定速回転させるための前記駆動制御を実行し、前記被駆動体が定速回転するように駆動制御されている期間での前記軌跡を示す速度データを生成すること
を特徴とする請求項1記載の制御装置。 - 前記位相特定処理では、前記被駆動体の回転周期と同一周期の正弦波であって前記軌跡に適合する正弦波の前記回転位置に対する位相を検出することにより、前記位置位相関係を特定すること
を特徴とする請求項2記載の制御装置。 - 前記位相特定処理では、前記軌跡に適合する正弦波として、前記被駆動体の回転周期と同一周期の正弦波であって前記軌跡との内積が最大となる正弦波を、前記正弦波の初期位相をずらしながら探索し、前記内積が最大となる前記正弦波の前記初期位相から前記位置位相関係を特定すること
を特徴とする請求項3記載の制御装置。 - 前記制御ユニットは、
前記速度データが示す前記軌跡から直流成分を除去する除去処理を更に実行し、
前記位相特定処理では、前記除去処理による前記直流成分除去後の前記軌跡に基づき、前記位相を検出すること
を特徴とする請求項3又は請求項4記載の制御装置。 - 前記除去処理では、前記軌跡における前記回転速度の平均値を算出し、前記軌跡を構成する各回転位置での前記回転速度の夫々から前記平均値を減算することにより、前記軌跡から前記直流成分を除去すること
を特徴とする請求項5記載の制御装置。 - 前記データ生成処理では、前記回転位置及び前記回転速度を関連付けて記録した前記速度データを生成し、
前記除去処理では、前記軌跡を構成する各回転位置での前記回転速度の夫々から前記直流成分を除去することにより、直流成分除去後の速度データを生成し、
前記位相特定処理では、前記被駆動体の少なくとも一回転分に対応する前記回転位置の範囲に関し、前記回転位置毎に、前記直流成分除去後の速度データが示す回転速度と、前記正弦波の値とを乗算し、これらの乗算値を加算することにより、前記直流成分除去後の速度データが示す前記軌跡と前記正弦波との内積を演算する処理を、前記正弦波の初期位相をずらしながら繰返し実行することにより、前記軌跡に適合する正弦波として、前記内積が最大となる正弦波の前記回転位置に対する位相を検出し、これによって前記位置位相関係を特定すること
を特徴とする請求項5又は請求項6記載の制御装置。 - 前記被駆動体は、シートを搬送するための搬送機構に設けられたローラであり、
前記搬送機構において、前記シートは、前記ローラの回転により前記ローラからの力の作用を受けて、前記ローラの回転軸とは直交する方向に搬送され、
前記主制御処理では、前記位置位相関係に基づき、前記シートの目標搬送量に対応した前記回転位置の目標値を設定し、前記検出ユニットにより検出される前記回転位置が前記目標値まで変化するように前記モータの駆動制御を行うことにより、前記シートの搬送量を前記目標搬送量に制御すること
を特徴とする請求項1〜請求項7のいずれか一項記載の制御装置。 - 前記制御ユニットは、
前記回転位相と、前記回転位相を基準に前記ローラが前記回転位置の1単位分変化したときの前記シートの搬送量と、の対応関係である搬送量対応関係を記憶し、
前記主制御処理では、前記位置位相関係及び前記搬送量対応関係に基づき、前記シートの搬送開始時の前記回転位置である初期位置から前記目標値までの前記シートの搬送量を特定することにより、前記シートの目標搬送量に対応した前記目標値を設定すること
を特徴とする請求項8記載の制御装置。 - 前記主制御処理では、前記偏心が存在しないと仮定したときの前記目標搬送量に対応した前記回転位置の目標値を、仮の目標値として設定し、前記仮定に起因した、前記初期位置から前記仮の目標値までの前記シートの搬送量の前記目標搬送量からの誤差をゼロにする方向に、前記搬送量対応関係に従って、前記仮の目標値を補正することによって、その補正後の値を、前記回転位置の目標値に設定すること
を特徴とする請求項9記載の制御装置。
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