JP7543018B2 - Information media processing device and motor control method - Google Patents
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Description
本発明は、磁気カードなどの情報媒体に対してデータの読み出し及び書き込みの少なくとも一方を行う、カードリーダなどの情報媒体処理装置と、そのような情報媒体処理装置において利用可能なモータ制御方法とに関する。 The present invention relates to an information media processing device, such as a card reader, that performs at least one of reading and writing data from and to an information media such as a magnetic card, and a motor control method that can be used in such an information media processing device.
磁気カードなどの磁気記録媒体に対してデータの読み書きを行うときは、磁気ヘッドに対してその磁気記録媒体を所定の速度で相対的に移動させる必要がある。磁気ヘッドに対する磁気記録媒体の相対速度が変動すると、磁気記録媒体に対する記録の不良や読み出しの失敗などが発生するおそれがある。カードリーダなどの磁気記録装置では、通常、モータによって駆動される搬送ローラによって、磁気カードなどの磁気記録媒体を磁気ヘッドに対して相対的に移動させる。モータの回転速度における変動が磁気記録媒体の移動速度に変動に直結するので、モータの回転速度を精密に制御できる制御方法が必要とされる。磁気記録媒体以外の情報媒体に対してデータの読み書きを行うときに情報媒体を相対的に移動させるときも、情報媒体を搬送するモータの回転速度を精密に制御できることが必要である。 When reading and writing data from a magnetic recording medium such as a magnetic card, the magnetic recording medium must be moved relative to the magnetic head at a specified speed. Fluctuations in the relative speed of the magnetic recording medium relative to the magnetic head may result in recording defects on the magnetic recording medium or read failures. In magnetic recording devices such as card readers, magnetic recording media such as magnetic cards are usually moved relative to the magnetic head by a transport roller driven by a motor. Since fluctuations in the rotational speed of the motor are directly linked to fluctuations in the moving speed of the magnetic recording medium, a control method is required that can precisely control the rotational speed of the motor. Even when moving the information medium relative to an information medium other than a magnetic recording medium to read and write data, it is necessary to precisely control the rotational speed of the motor that transports the information medium.
特許文献1は、磁気記録装置において、モータにエンコーダを取り付けてモータの回転速度すなわち磁気記録媒体の移動速度に対応するタイミング信号を取得し、タイミング信号の間隔に応じて磁気ヘッドにおけるデータ書き込みのタイミングを規定するクロック信号を発生することを開示している。特許文献1ではタイミング信号に基づいてクロック信号を生成しているが、エンコーダからのタイミング信号をフィードバックしてモータの回転速度を一定に保つ制御を行うことも可能である。
モータに取り付けられるエンコーダは、一般に、モータの回転軸に取り付けられた円板と、円板において半径方向に延びる複数のスリットとを備え、スリットは、円板の円周方向に沿って等間隔に配列している。このような円板を挟んで一方に発光部を、他方の受光部を配置すると、円板の回転に伴って受光部に入射する光が断続する。受光部は、光が入射したかしなかったかに対応するパルス信号を発生する。例えば受光部は、光が入射しているときに“1”あるいはオンとなり、光が入射していないときには“0”あるいはオフとなる二値のパルス信号を発生する。この二値のパルス信号では、円板の回転量がスリットの幅の分だけ増加するたびに“0”と“1”とが反転する。したがってパルス信号の周波数は円板の回転速度に比例する。光学式ではないエンコーダであっても、運動の速度に比例した周波数を有する二値のパルス信号を出力することが一般的である。 An encoder attached to a motor generally comprises a disk attached to the motor's rotating shaft and a number of slits extending radially in the disk, which are arranged at equal intervals along the circumference of the disk. When a light-emitting section is placed on one side of such a disk and a light-receiving section on the other, the light entering the light-receiving section is interrupted as the disk rotates. The light-receiving section generates a pulse signal that corresponds to whether or not light is entering. For example, the light-receiving section generates a binary pulse signal that is "1" or on when light is entering, and "0" or off when no light is entering. In this binary pulse signal, "0" and "1" are inverted each time the amount of rotation of the disk increases by the width of the slit. Therefore, the frequency of the pulse signal is proportional to the rotation speed of the disk. Even non-optical encoders generally output binary pulse signals with frequencies proportional to the speed of motion.
円板を有する光学式のエンコーダでは、受光部が光を検出する期間と光を検出しない期間とが交互に現れ、受光部が出力するパルス信号は、光を検出しない期間から検出している期間に遷移するタイミングで立ち上がり、光を検出している期間から検出しない期間に遷移するときに立ち下がる。この信号における立ち上がりから立ち下がりまでの期間、すなわち光を検出している期間の長さをオン期間と呼び、立ち下がりから立ち上がりまでの期間、すなわち光を検出していない期間をオフ期間と呼ぶことにする。円板を有するエンコーダを用いる場合、円板が等回転速度で回転しているときにオン期間とオフ期間とがデューティ比50%で現れることが好ましい。デューティ比が50%であれば、信号の立ち下がり時にその直前のオン期間の長さによってモータの回転速度を制御し、引き続いて信号の立ち上がり時にその直前のオフ期間の長さによってモータの回転速度を制御するというように、高頻度でモータの回転速度を制御することが可能になる。しかしながら実際には、スリットの加工精度の限界や受光部の光検出感度のばらつきにより、円板が等回転速度で回転してもデューティ比が50%とならず、オン期間の長さとオフ期間の長さとが一致しないことが多い。 In an optical encoder with a disk, periods in which the light receiving section detects light and periods in which it does not detect light alternate, and the pulse signal output by the light receiving section rises when the period in which light is not detected transitions to the period in which it is detected, and falls when the period in which light is detected transitions to the period in which it is not detected. The period from the rising edge to the falling edge of this signal, i.e., the length of the period in which light is detected, is called the on-period, and the period from the falling edge to the rising edge, i.e., the period in which light is not detected, is called the off-period. When using an encoder with a disk, it is preferable that the on-period and off-period appear with a duty ratio of 50% when the disk rotates at a constant rotation speed. If the duty ratio is 50%, the rotation speed of the motor can be controlled at a high frequency by controlling the rotation speed of the motor depending on the length of the on-period immediately before the falling edge of the signal, and then controlling the rotation speed of the motor depending on the length of the off-period immediately before the rising edge of the signal. However, in reality, due to limitations in the machining precision of the slits and variations in the light detection sensitivity of the light receiving section, the duty ratio does not reach 50% even when the disk rotates at a constant rotational speed, and the length of the on period and the length of the off period often do not match.
等回転速度であってもオン期間の長さとオフ期間の長さとが一致しないときに、上述のように信号の立ち下がり時と立ち上がり時にそれぞれモータの回転速度の制御を行うと、モータの回転速度に細かい変動が生じ、磁気記録媒体の搬送に適さないものとなる。そこで従来は、オン期間とオフ期間とを合算した1周期(すなわち受光部が出力する二値のパルス信号での1周期)の継続時間に基づいてモータの回転速度を制御していた。この場合は、デューティ比を50%にできる場合に比べて制御の時間間隔が倍になるので、モータ回転速度の高頻度での制御という点で不利になる。高頻度での制御のために円板に設けるスリットの数を増やすことは、個々のスリットの幅が狭くなることも相まって加工コストの上昇をもたらす。受光部のセンサ感度の調整によりデューティ比を50%に近づけることは可能であるが、調整に伴って作業工数が増大する。円板を有する光学式のエンコーダ以外のエンコーダであっても等速運動時に出力される二値のパルス信号においてデューティ比が50%とならない場合には、ここで述べたような問題点が発生する。 Even if the rotation speed is constant, when the length of the on period and the length of the off period do not match, if the rotation speed of the motor is controlled at the rising and falling edges of the signal as described above, small fluctuations will occur in the rotation speed of the motor, making it unsuitable for transporting magnetic recording media. Therefore, in the past, the rotation speed of the motor was controlled based on the duration of one cycle (i.e., one cycle of the binary pulse signal output by the light receiving unit) that is the sum of the on period and the off period. In this case, the control time interval is doubled compared to when the duty ratio can be set to 50%, which is disadvantageous in terms of high-frequency control of the motor rotation speed. Increasing the number of slits provided in the disk for high-frequency control, coupled with the narrowing of the width of each slit, will increase the processing cost. It is possible to approach the duty ratio of 50% by adjusting the sensor sensitivity of the light receiving unit, but the adjustment will increase the number of work steps. Even with encoders other than optical encoders with disks, if the duty ratio is not 50% in the binary pulse signal output during uniform motion, the problems described here will occur.
本発明の目的は、磁気記録媒体などの情報媒体の搬送に用いられるモータの速度をエンコーダで検出する情報媒体処理装置であって、等速運動時にエンコーダが出力する二値のパルス信号のデューティ比が50%にはならないときであっても情報媒体の移動速度を精密に制御できる情報媒体処理装置と、そのような情報媒体処理装置で利用可能なモータの制御方法とを提供することにある。 The object of the present invention is to provide an information media processing device that uses an encoder to detect the speed of a motor used to transport information media such as magnetic recording media, and that can precisely control the moving speed of the information media even when the duty ratio of the binary pulse signal output by the encoder during uniform motion is not 50%, and a motor control method that can be used with such an information media processing device.
本発明の情報媒体処理装置は、磁気ヘッドと、磁気カードを搬送する搬送ローラと、搬送ローラを駆動するモータと、モータの回転量に応じて二値のパルス信号を出力するエンコーダと、を有し、磁気ヘッドに対して磁気カードを一定速度で搬送しながら磁気ヘッドによって磁気カードに対してデータの読み出し及び書き込みの少なくとも一方を実施する情報媒体処理装置であって、パルス信号における立ち上がりエッジと立ち下がりエッジとを検出し、立ち上がりエッジを検出するごとに前回の立ち上がりエッジからの期間の長さである第1の値を求め、立ち下がりエッジを検出するごとに前回の立ち下がりエッジからの期間の長さである第2の値を求める処理部と、第1の値を得るごとに第1の値に基づいて一定速度で磁気カードが搬送されるようにモータを制御し、第2の値を得るごとに第2の値に基づいて一定速度で磁気カードが搬送されるようにモータを制御する制御回路と、を有する。 The information media processing device of the present invention has a magnetic head, a transport roller for transporting a magnetic card , a motor for driving the transport roller, and an encoder that outputs a binary pulse signal according to the amount of rotation of the motor, and performs at least one of reading and writing data from and to the magnetic card using the magnetic head while transporting the magnetic card at a constant speed relative to the magnetic head.The information media processing device has a processing unit that detects rising and falling edges in the pulse signal, and calculates a first value which is the length of the period from the previous rising edge each time a rising edge is detected, and a second value which is the length of the period from the previous falling edge each time a falling edge is detected, and a control circuit that controls the motor so that the magnetic card is transported at a constant speed based on the first value each time the first value is obtained, and controls the motor so that the magnetic card is transported at a constant speed based on the second value each time a second value is obtained.
本発明の情報媒体処理装置では、エンコーダからのパルス信号における立ち上がりエッジの間隔を示す第1の値を求め、立ち下がりエッジの間隔を示す第2の値を求め、これらの値に基づいてモータを制御する。第1の値も第2の値もパルス信号における1周期の長さを示しているから、パルス信号におけるデューティ比が50%でないことの影響を受けない。その一方で、第1の値を得るごとに制御を行ない、第2の値を得るごとに制御を行なうので、パルス信号の1周期当たり2回の制御を行なうこととなり、高頻度で制御が実行され、高精度でモータを制御することが可能になる。特に本発明の情報媒体処理装置によれば、磁気カードに対して安定してデータの読み書きを行うことが可能になる。 In the information media processing device of the present invention, a first value indicating the interval between rising edges in a pulse signal from an encoder is obtained, and a second value indicating the interval between falling edges is obtained, and the motor is controlled based on these values. Since both the first value and the second value indicate the length of one period of the pulse signal, the duty ratio of the pulse signal is not affected by being not 50%. On the other hand, since control is performed every time the first value is obtained and control is performed every time the second value is obtained, control is performed twice per period of the pulse signal, so that control is performed frequently and the motor can be controlled with high accuracy. In particular, the information media processing device of the present invention makes it possible to stably read and write data from and to a magnetic card.
本発明の情報媒体処理装置では、処理部は、第1の値を半分にした値と第2の値を半分にした値とを算出し、制御回路は、第1の値を半分にした値と第2の値を半分にした値とを用いてモータを制御してもよい。このように構成すれば、パルス信号のデューティ比が50%であることを前提とした従来の制御ルーチンをそのまま使用できるようになる。 In the information media processing device of the present invention, the processing unit may calculate a value obtained by halving the first value and a value obtained by halving the second value, and the control circuit may control the motor using the value obtained by halving the first value and the value obtained by halving the second value. With this configuration, it becomes possible to use the conventional control routine that assumes that the duty ratio of the pulse signal is 50%.
本発明の情報媒体処理装置では、エンコーダは、例えば、モータの回転軸に接続する円板を有する光学式のエンコーダであって、単一の二値パルス信号を発生する。円板を有する光学式のエンコーダに本発明を適用すると、パルス信号のデューティ比が50%でないとして、同じ制御精度を得るのであれば円板に設けられるスリットの数を半減できるので、エンコーダの製造コストを削減することが可能になる。 In the information media processing device of the present invention, the encoder is, for example, an optical encoder having a disk connected to the rotating shaft of a motor , and generates a single binary pulse signal . If the present invention is applied to an optical encoder having a disk, the number of slits provided in the disk can be halved to obtain the same control accuracy, assuming that the duty ratio of the pulse signal is not 50%, and therefore it is possible to reduce the manufacturing cost of the encoder.
本発明のモータ制御方法は、モータによって駆動される搬送ローラによって磁気ヘッドに対して磁気カードを一定速度で搬送しながら磁気ヘッドによって磁気カードに対してデータの読み出し及び書き込みの少なくとも一方を実施するために、モータの回転量に応じて二値のパルス信号を出力するエンコーダを用いてそのモータの速度を制御するモータ制御方法であって、パルス信号における立ち上がりエッジを検出するごとに前回の立ち上がりエッジからの期間の長さである第1の値を求め、パルス信号における立ち下がりエッジを検出するごとに前回の立ち下がりエッジからの期間の長さである第2の値を求め、第1の値を得るごとに第1の値に応じて一定速度で磁気カードが搬送されるようにモータを制御し、第2の値が得るごとに第2の値に応じて一定速度で磁気カードが搬送されるようにモータを制御する。 The motor control method of the present invention is a motor control method that controls the speed of a motor using an encoder that outputs a binary pulse signal according to the amount of rotation of the motor, so that the magnetic head can at least one of read and write data from the magnetic card while the magnetic head transports the magnetic card at a constant speed using a transport roller driven by the motor, and determines a first value which is the length of the period from the previous rising edge each time a rising edge in the pulse signal is detected, and determines a second value which is the length of the period from the previous falling edge each time a falling edge in the pulse signal is detected, and controls the motor so that the magnetic card is transported at a constant speed according to the first value each time the first value is obtained, and controls the motor so that the magnetic card is transported at a constant speed according to the second value each time a second value is obtained.
本発明のモータ制御方法では、立ち上がりエッジの間隔を示す第1の値も立ち下がりエッジの間隔を示す第2の値もパルス信号における1周期の長さを示しているから、パルス信号におけるデューティ比が50%でないことの影響を受けない。その一方で、第1の値を得るごとに制御を行ない、第2の値を得るごとに制御を行なうので、パルス信号の1周期当たり2回の制御を行なうこととなり、高頻度で制御が実行され、高精度でモータの速度を制御することが可能になる。 In the motor control method of the present invention, both the first value indicating the interval between rising edges and the second value indicating the interval between falling edges indicate the length of one period of the pulse signal, so there is no effect of the duty ratio of the pulse signal being not 50%. On the other hand, since control is performed each time the first value is obtained and control is performed each time the second value is obtained, control is performed twice per period of the pulse signal, so control is executed frequently and it becomes possible to control the motor speed with high precision.
本発明のモータ制御方法では、第1の値を半分にした値と前記第2の値を半分にした値とを算出し、第1の値を得るごとに第1の値を半分にした値を用いてモータを制御し、第2の値を得るごとに第2の値を半分にした値を用いてモータを制御してもよい。このように構成すれば、パルス信号のデューティ比が50%であることを前提とした従来のモータの速度制御ルーチンをそのまま使用できるようになる。 In the motor control method of the present invention, a value obtained by halving the first value and a value obtained by halving the second value may be calculated, and the motor may be controlled using the value obtained by halving the first value each time the first value is obtained, and the motor may be controlled using the value obtained by halving the second value each time the second value is obtained. If configured in this way, it becomes possible to use a conventional motor speed control routine that is based on the assumption that the duty ratio of the pulse signal is 50%.
本発明のモータ制御方法では、エンコーダは、例えば、モータの回転軸に接続する円板を有する光学式のエンコーダであって、単一の二値パルス信号を発生する。円板を有する光学式のエンコーダに本発明を適用すると、パルス信号のデューティ比が50%でないとして、同じ制御精度を得るのであれば円板に設けられるスリットの数を半減できるので、円板に設けられるスリットの数を増やすことなく、制御精度を向上させることができる。 In the motor control method of the present invention, the encoder is, for example, an optical encoder having a disk connected to the rotating shaft of the motor , and generates a single binary pulse signal . If the present invention is applied to an optical encoder having a disk, the number of slits provided in the disk can be halved to obtain the same control accuracy, assuming that the duty ratio of the pulse signal is not 50%, so that the control accuracy can be improved without increasing the number of slits provided in the disk.
本発明によれば、磁気記録媒体などである情報媒体の搬送に用いられるモータの速度をエンコーダで検出する情報媒体処理装置であって、等速運動時にエンコーダが出力する二値信号のデューティ比が50%にはならないときであっても、情報媒体の移動速度を精密に制御できる情報媒体処理装置と、そのような情報媒体処理装置に適用可能なモータの制御方法とが得られる。 According to the present invention, there is provided an information media processing device that uses an encoder to detect the speed of a motor used to transport an information medium, such as a magnetic recording medium, and that can precisely control the moving speed of the information medium even when the duty ratio of the binary signal output by the encoder during uniform motion is not 50%, as well as a motor control method that can be applied to such an information media processing device.
次に、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。図1は、本発明に基づくモータ制御方法を説明する図であって、(a)は円板を有する光学式エンコーダの概略構成を示す図であり、(b)及び(c)はエンコーダから出力されるパルス信号の例を示す波形図であり、(d)は従来の処理方法を説明する波形図であり、(e)は本発明に基づくモータ制御方法を実行するためのエンコーダからの信号の処理方法を説明する波形図である。 Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram for explaining a motor control method based on the present invention, in which (a) is a diagram showing the schematic configuration of an optical encoder having a disk, (b) and (c) are waveform diagrams showing examples of pulse signals output from the encoder, (d) is a waveform diagram explaining a conventional processing method, and (e) is a waveform diagram explaining a method of processing signals from the encoder to execute the motor control method based on the present invention.
エンコーダ1は、モータの回転軸などに接続されて回転する円板11と、円板11に設けられた複数のスリット12と、発光ダイオードなどを備えて光を発する発光部13と、受光素子を備える受光部14と、を備えている。円板11は、スリット板とも呼ばれる。スリット12は、円板11の円周方向に沿って等間隔に配列している。発光部13と受光部14は、円板11を挟み、かつ、発光部13からの光がスリット5を通過して受光部14に入射するように配置されている。発光部13からの光は円板11によって遮られるが、スリット12が光路上に位置するときは受光部14に入射する。その結果、円板11の回転量がスリット5の幅だけ増えるごとに、受光部14に入射する光が断続することになる。
The
受光部14からは、光が入射しているときに“1”となり、光が入射していないときには“0”となる二値のパルス信号Sを発生する。理想的には、円板11が等回転速度で回転しているときには、図1(b)に示すように、このパルス信号Sにおける“1”である期間(オン期間)の長さAと“0”である期間(オフ期間)の長さBは等しくなり(すなわちA=B)、デューティ比は50%となる。しかしながら実際には、スリット12の加工精度や、受光部14における受光素子の感度などの影響により、図1(c)に示すように、円板11が等回転速度で回転しているときであってもパルス信号Sにおけるオン期間の長さAとオフ期間の長さBとは等しくなくなる(すなわちA≠B)。以下の説明においてパルス信号Sのデューティ比に言及するときは、円板11の回転速度に変動がない、すなわち円板11が等回転速度で回転していると仮定したときのパルス信号Sにおけるデューティ比を指すものとする。
The
オン期間の長さAとオフ期間の長さBが等しくならないときは、従来は、図1(d)に示すように、受光部14から出力されるパルス信号Sにおける立ち上がりのエッジまたは立ち下がりのエッジのみを検出し、検出するたびに値が反転する二値のパルス信号Tを生成する。パルス信号Tではデューティ比が50%であってパルス信号Tにおける値が“1”である期間と値が“0”である期間の長さは等しいので、例えば“1”である期間の長さtに基づいてモータの回転速度の制御などを行っていた。しかしながら、図1(d)に示す信号の処理方法は、受光部4が出力するパルス信号Sを1/2に分周することにほかならず、円板11におけるスリット12の本体の幅に対して検出精度が半分になる。
When the length A of the on period and the length B of the off period are not equal, conventionally, as shown in FIG. 1(d), only the rising edge or the falling edge of the pulse signal S output from the
そこで本発明に基づく処理方法では、図1(e)に示すように、受光部14からのパルス信号Sの立ち上がりと立ち下がりの両方を検出し、立ち上がりのエッジから次の立ち上がりのエッジまでの期間Xの長さと、立ち下がりのエッジから次の立ち下がりのエッジまでの期間Yの長さとの両方を求める。なお、以下の説明では、混同しない限り、期間Xの長さもXで表し、期間Yの長さもYで表している。パルス信号Sでは立ち上がりと立ち下がりとは交互に現れるから、期間Xの途中で期間Yが開始し、期間Xと期間Yはオーバーラップする。そして、立ち上がりのエッジを検出したら、そのエッジを終端とする期間Xの長さの半分すなわちX/2を求め、求めたX/2をフィードバックしてモータの速度制御を行なう。同様に立ち下がりのエッジを検出したら、そのエッジを終端とする期間Yの長さの半分すなわちY/2を求め、求めたY/2をフィードバックしてモータの速度制御を行なう。
In the processing method according to the present invention, as shown in FIG. 1(e), both the rising and falling edges of the pulse signal S from the
モータの回転速度の変動にも依存するが、X/2及びY/2は、それぞれ、パルス信号Sのデューティ比が50%となる図1(b)に示した場合におけるオン期間の長さA及びオフ期間の長さBにほぼ等しくなる。モータの回転速度の変動を無視できれば、X/2及びY/2は、それぞれ、A=Bである場合におけるオン期間の長さA及びオフ期間の長さBに等しい。このことは、パルス信号Sのデューティ比が実際には50%からずれていても、デューティ比が50%であるものとして高頻度でモータの速度制御を行なえることを意味する。したがってここに示した処理により例えば磁気記録媒体である情報媒体の速度を制御することとした場合には、エンコーダ1から出力されるパルス信号Sのデューティ比が50%とはならない場合であっても、情報媒体の移動速度を精密に制御できるようになる。
Although it also depends on the fluctuation of the rotation speed of the motor, X/2 and Y/2 are approximately equal to the length A of the on period and the length B of the off period in the case shown in FIG. 1(b) where the duty ratio of the pulse signal S is 50%. If the fluctuation of the rotation speed of the motor can be ignored, X/2 and Y/2 are equal to the length A of the on period and the length B of the off period in the case of A=B, respectively. This means that even if the duty ratio of the pulse signal S actually deviates from 50%, the motor speed can be controlled frequently as if the duty ratio were 50%. Therefore, when controlling the speed of an information medium, such as a magnetic recording medium, using the process shown here, the moving speed of the information medium can be precisely controlled even if the duty ratio of the pulse signal S output from the
なお上記の説明では、立ち上がりのエッジを検出することによって期間Xが求められたらX/2を計算し、立ち下がりのエッジを検出することによって期間Yが求められたらY/2を計算しており、X及びYをそれぞれ半分にしているが、これは、図1(b)に示したパルス信号Sのデューティ比が50%であるときの制御と同じ制御パラメータを用いて制御を行なえるようにするためである。X及びYをそれぞれ半分にするのはX及びYに1/2を定数として乗じていることと等価であるが、X及びYに同じ定数を乗算することは制御の大筋には影響を及ぼさないので、期間Xの長さ及び期間Yの長さそのものを用いて制御のための計算を行うことも可能である。本発明に基づく方法では、期間Xが求められたらその期間Xの長さに基づいてモータの速度制御を行ない、期間Yが求められたその期間Yの長さに基づいてモータの制御を行なえばよい。 In the above explanation, when the period X is obtained by detecting the rising edge, X/2 is calculated, and when the period Y is obtained by detecting the falling edge, Y/2 is calculated. X and Y are halved, but this is to enable control to be performed using the same control parameters as the control when the duty ratio of the pulse signal S shown in FIG. 1(b) is 50%. Halving X and Y is equivalent to multiplying X and Y by a constant of 1/2, but multiplying X and Y by the same constant does not affect the main points of control, so it is also possible to perform calculations for control using the lengths of the periods X and Y themselves. In the method based on the present invention, when the period X is obtained, the speed of the motor is controlled based on the length of the period X, and when the period Y is obtained, the motor is controlled based on the length of the period Y.
以上説明した本発明のモータ制御方法は、磁気記録装置などの情報媒体処理装置において磁気記録媒体などの情報媒体を一定速度で搬送するために適した制御方法であるが、情報媒体処理装置以外に設けられるモータであって、一定速度で駆動される必要のあるモータの制御にも使用できるものである。 The motor control method of the present invention described above is a control method suitable for transporting information media such as magnetic recording media at a constant speed in information media processing devices such as magnetic recording devices, but it can also be used to control motors that are installed in devices other than information media processing devices and that need to be driven at a constant speed.
図2は、本発明に基づく情報媒体処理装置の一例として、磁気記録媒体である磁気カードに対してデータの読み出し及び書き込みの少なくとも一方を実施するカードリーダの構成を示している。本実施形態のカードリーダは、例えばATM(現金自動預け払い機:Automated Teller Machine)などの上位装置に搭載されて使用されるものである。カードリーダは、カードリーダの動作の制御を行うとともに上位装置との間でデータの入出力を行う制御回路20と、磁気ヘッド21と、磁気ヘッド21と制御回路20との間に設けられた読み出し・書き込み回路22と、カードリーダ内で磁気カードを搬送するための搬送ローラ31と、搬送ローラ31を駆動するモータ32と、制御回路20からの出力によってモータ32を駆動するモータ制御回路23と、を備えている。制御回路20は、例えばマイクロプロセッサによって構成される。搬送ローラ31は、モータ32の回転軸33に接続していてもよいし、プーリやベルト、歯車などからなる駆動伝達機構を介してモータ32の回転軸33に接続していてもよい。カードリーダでは、図1を用いて説明した制御方法によってモータ32の回転速度が制御される。
Figure 2 shows the configuration of a card reader that performs at least one of reading and writing data from a magnetic card, which is a magnetic recording medium, as an example of an information media processing device based on the present invention. The card reader of this embodiment is mounted on a host device such as an ATM (Automated Teller Machine) and used. The card reader includes a
モータ32の回転軸33には、図1を用いて説明したエンコーダ1が取り付けられている。モータ32の回転によりエンコーダ1内の円板11が回転し、上述と同様に受光部14からパルス信号Sが出力される。パルス信号Sは、制御回路20に設けられた速度算出部24に入力する。速度算出部24は、パルス信号Sから図1(e)で説明したX/2及びY/2を求め、それらの逆数を演算することにより、モータ32の回転速度を算出する。制御回路20は、算出された回転速度と予め設定された回転速度とを比較し、モータ32の回転速度が設定値となるように、モータ駆動回路23に対してモータ32を駆動する駆動指令を出力する。制御回路20がマイクロプロセッサによって構成されるときは、速度算出部24は、そのマイクロプロセッサ24上で実行されるソフトウェアルーチンによって実現できる。なお、X/2及びY/2の逆数の演算は計算負荷が大きいので、速度算出部24はX/2及びY/2の値だけを算出し、制御回路20は、設定された速度の逆数とX/2及びY/2を比較してモータ32の制御を行なってもよい。
The
本実施形態のカードリーダでは、エンコーダ1の出力するパルス信号Sのデューティ比が50%でない場合であっても、モータ32の回転速度に細かい変動を起こすことなく、パルス信号Sにおける立ち上がりエッジと立ち下がりエッジの両方のタイミングでモータ32に速度制御を行なうことができる。その結果、搬送される磁気カードの速度をより精密に制御することが可能になって、磁気カードからのデータ読み出しの失敗や、磁気カードへの記録の不良を低減することができる。
In the card reader of this embodiment, even if the duty ratio of the pulse signal S output by the
以上、情報媒体処理装置がカードリーダである場合を説明したが、本発明に基づく情報媒体処理装置は、例えば、磁気ストライプを有する通帳や、磁気記録面を有する各種のチケットなどの磁気記録媒体に対してデータを読み書きするものであってもよい。さらには本発明に基づく情報媒体処理装置は、磁気記録媒体以外の記録媒体、例えば光学記録媒体に対してデータの読み出しと書き込みの少なくとの一方を行うものであってもよい。また、エンコーダは、モータの速度に比例した周波数を有する二値のパルス信号を発生するものであれば、円板を有する光学式のエンコーダでなくてもよい。本発明では、例えば、磁石とホール素子とを組み合わせたエンコーダなどを使用することもできる。 Although the above describes a case where the information media processing device is a card reader, the information media processing device based on the present invention may also read and write data from magnetic recording media such as bankbooks with magnetic stripes and various tickets with magnetic recording surfaces. Furthermore, the information media processing device based on the present invention may also read and/or write data from recording media other than magnetic recording media, such as optical recording media. In addition, the encoder does not have to be an optical encoder with a disk, as long as it generates a binary pulse signal with a frequency proportional to the motor speed. In the present invention, for example, an encoder that combines a magnet and a Hall element can also be used.
1…エンコーダ;11…円板;12…スリット;13…発光部;14…受光部;20…制御回路;21…磁気ヘッド;22…読み出し・書き込み回路;23…モータ駆動回路;24…速度算出部;31…搬送ローラ;32…モータ;33…回転軸。 1...Encoder; 11...Disc; 12...Slit; 13...Light emitter; 14...Light receiver; 20...Control circuit; 21...Magnetic head; 22...Read/write circuit; 23...Motor drive circuit; 24...Speed calculation unit; 31...Transport roller; 32...Motor; 33...Rotating shaft.
Claims (6)
前記パルス信号における立ち上がりエッジと立ち下がりエッジとを検出し、前記立ち上がりエッジを検出するごとに前回の前記立ち上がりエッジからの期間の長さである第1の値を求め、前記立ち下がりエッジを検出するごとに前回の前記立ち下がりエッジからの期間の長さである第2の値を求める処理部と、
前記第1の値を得るごとに前記第1の値に基づいて前記一定速度で前記磁気カードが搬送されるように前記モータを制御し、前記第2の値を得るごとに前記第2の値に基づいて前記一定速度で前記磁気カードが搬送されるように前記モータを制御する制御回路と、
を有する情報媒体処理装置。 An information medium processing device comprising a magnetic head, a transport roller for transporting a magnetic card , a motor for driving the transport roller, and an encoder for outputting a binary pulse signal in accordance with an amount of rotation of the motor , the information medium processing device transporting the magnetic card at a constant speed relative to the magnetic head and at least one of reading and writing data from and to the magnetic card by the magnetic head ,
a processing unit that detects a rising edge and a falling edge in the pulse signal, and calculates a first value that is a length of a period from the previous rising edge each time the rising edge is detected, and calculates a second value that is a length of a period from the previous falling edge each time the falling edge is detected;
a control circuit that controls the motor so that the magnetic card is transported at the constant speed based on the first value each time the first value is obtained, and controls the motor so that the magnetic card is transported at the constant speed based on the second value each time the second value is obtained;
An information media processing device having the above configuration.
前記制御回路は、前記第1の値を半分にした値と前記第2の値を半分にした値とを用いて前記モータを制御する、請求項1に記載の情報媒体処理装置。 The processing unit calculates a value obtained by halving the first value and a value obtained by halving the second value,
2. The information media processing device according to claim 1, wherein the control circuit controls the motor using a value obtained by halving the first value and a value obtained by halving the second value.
前記パルス信号における立ち上がりエッジを検出するごとに前回の前記立ち上がりエッジからの期間の長さである第1の値を求め、
前記パルス信号における立ち下がりエッジを検出するごとに前回の前記立ち下がりエッジからの期間の長さである第2の値を求め、
前記第1の値を得るごとに前記第1の値に応じて前記一定速度で前記磁気カードが搬送されるように前記モータを制御し、
前記第2の値が得るごとに前記第2の値に応じて前記一定速度で前記磁気カードが搬送されるように前記モータを制御する、モータ制御方法。 A motor control method for controlling a speed of a motor using an encoder that outputs a binary pulse signal according to an amount of rotation of the motor, in order to carry a magnetic card toward a magnetic head at a constant speed while the magnetic head carries the magnetic card toward the magnetic head, the motor comprising:
determining a first value that is a length of a period from a previous rising edge every time a rising edge is detected in the pulse signal;
determining a second value that is a length of a period from a previous falling edge of the pulse signal every time the falling edge of the pulse signal is detected;
controlling the motor so that the magnetic card is transported at the constant speed according to the first value each time the first value is obtained;
a motor control method for controlling the motor so that the magnetic card is transported at the constant speed according to the second value each time the second value is obtained.
前記第1の値を得るごとに前記第1の値を半分にした値を用いて前記モータを制御し、
前記第2の値を得るごとに前記第2の値を半分にした値を用いて前記モータを制御する、請求項4に記載のモータ制御方法。 Calculating a value obtained by halving the first value and a value obtained by halving the second value;
each time the first value is obtained, the motor is controlled using a value that is half the first value;
5. The motor control method according to claim 4 , further comprising the step of controlling the motor using a value obtained by halving the second value each time the second value is obtained.
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