JP2010011701A - 搬送装置及びパラメータ設定方法及びパラメータ設定装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】高時間分解能で高精度に速度計測を行うことが可能な技術を提供する。
【解決手段】複合機1は、エッジ検出部151で、エンコーダ90のA相信号及びB相信号の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジを検出し、エッジ検出毎に検出信号を第二時間計測部154に入力する。第二時間計測部は、検出信号の入力毎に前回検出信号の入力時点からの経過時間Txを速度変換部155に入力する。一方、速度変換部は、検出信号が入力される度、それまでの区間が、A相立ち上がりからB相立ち上がりまでの第1区間、B相立ち上がりからA相立ち下がりまでの第2区間、A相立ち下がりからB相立ち下がりエッジまでの第3区間、及び、B相立ち下がりからA相立ち上がりまでの第4区間のいずれの区間であるかを判定し、パラメータ記憶部157が記憶する当該区間で搬送対象が搬送される距離Pと上記時間Txと、から、搬送対象の速度Vを、V=P/Txで算出する。
【選択図】図6
【解決手段】複合機1は、エッジ検出部151で、エンコーダ90のA相信号及びB相信号の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジを検出し、エッジ検出毎に検出信号を第二時間計測部154に入力する。第二時間計測部は、検出信号の入力毎に前回検出信号の入力時点からの経過時間Txを速度変換部155に入力する。一方、速度変換部は、検出信号が入力される度、それまでの区間が、A相立ち上がりからB相立ち上がりまでの第1区間、B相立ち上がりからA相立ち下がりまでの第2区間、A相立ち下がりからB相立ち下がりエッジまでの第3区間、及び、B相立ち下がりからA相立ち上がりまでの第4区間のいずれの区間であるかを判定し、パラメータ記憶部157が記憶する当該区間で搬送対象が搬送される距離Pと上記時間Txと、から、搬送対象の速度Vを、V=P/Txで算出する。
【選択図】図6
Description
本発明は、二相エンコーダを備える搬送装置、並びに、当該搬送装置に対するパラメータ設定方法及びパラメータ設定装置に関する。
従来、位相差が90度のA相信号及びB相信号(パルス信号)を出力する二相エンコーダを用いて、搬送対象の速度を計測する搬送装置が知られている。また、搬送装置としては、ラインセンサを副走査方向に搬送するスキャナ装置や、記録ヘッドを主走査方向に搬送するインクジェットプリンタなどが知られている。
この種の搬送装置では、次の方法により搬送対象の速度を計測する。最も一般的な方法は、A相信号及びB相信号の内、いずれか一方の信号の立ち上がりエッジの時間間隔を計測することにより、搬送対象の速度を計測する方法である(以下、「第一の速度計測方法」という。)。
この方法では、A相信号及びB相信号の内、いずれか一方の信号のみを用いて速度を計測し、A相信号及びB相信号の位相差の正負により、搬送対象の移動方向を検出する(特許文献1図2(b)参照)。
また、他の方法としては、A相信号の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジ、並びに、B相信号の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジを検出すると共に、隣接するエッジ間の時間間隔を計測し、搬送対象の速度を計測する方法が知られている(特許文献1図2(c)参照。以下、「第二の速度計測方法」という。)。
第二の速度計測方法によれば、第一の速度計測方法と比較して、短い時間間隔で計測結果を更新することができ、低速で移動する搬送対象の移動速度を求めるのに適している。
但し、二相エンコーダでは、A相信号及びB相信号を出力する各センサの特性バラツキ(センサ感度等)や、各センサの設置誤差、スリット幅の誤差等によって、エッジ間の位相差が90度でなかったり、デューティー比が50%ではなかったりする。そのため、これらの影響を無視して、A相信号及びB相信号の各エッジ間の時間を計測し、搬送対象の速度を計測する従来方法では、計測する速度に誤差が生じる。
但し、二相エンコーダでは、A相信号及びB相信号を出力する各センサの特性バラツキ(センサ感度等)や、各センサの設置誤差、スリット幅の誤差等によって、エッジ間の位相差が90度でなかったり、デューティー比が50%ではなかったりする。そのため、これらの影響を無視して、A相信号及びB相信号の各エッジ間の時間を計測し、搬送対象の速度を計測する従来方法では、計測する速度に誤差が生じる。
このため、他の方法としては、A相信号について、立ち上がりエッジの時間間隔及び立ち下がりエッジの時間間隔を計測すると共に、B相信号について、立ち上がりエッジの時間間隔及び立ち下がりエッジの時間間隔を計測することにより、速度の計測誤差を抑える方法が考えられている(特許文献1図2(a)参照。以下、「第三の速度計測方法」という。)。第三の速度計測方法では、位相が360度回る間隔で時間計測を行うことで、センサの設置誤差等の問題を解消し、低速でも短い時間間隔で計測結果を更新できるようにしつつ、速度誤差を抑えるようにしている。
特開2001−219613号公報
しかしながら、従来の速度計測方法では、次のような問題があった。
即ち、第三の速度計測方法によれば、搬送対象の速度が滑らかに変化する状況では、第二の速度計測方法と比較して速度誤差を抑えることができるものの、位相が360度回る間隔で時間計測を行うので、第二の速度計測方法と比較して時間分解能が低く、搬送対象の急速な速度変動に十分に対応できないといった問題があった。
即ち、第三の速度計測方法によれば、搬送対象の速度が滑らかに変化する状況では、第二の速度計測方法と比較して速度誤差を抑えることができるものの、位相が360度回る間隔で時間計測を行うので、第二の速度計測方法と比較して時間分解能が低く、搬送対象の急速な速度変動に十分に対応できないといった問題があった。
このように、従来知られる第二及び第三の速度計測方法には夫々、利点・欠点があり、第二及び第三の速度計測方法のいずれの方法を採用しても、低速で搬送対象が急速に速度変動する環境において、高精度に速度計測を行うことができないといった問題があった。
本発明は、こうした問題に鑑みなされたものであり、高時間分解能で高精度に速度計測を行うことが可能な技術を提供することを目的とする。
かかる目的を達成するためになされた請求項1記載の発明は、モータから発生する力を搬送対象に作用させて、搬送対象を搬送する搬送機構と、搬送対象の移動に伴って、A相信号及びB相信号を出力する二相エンコーダと、二相エンコーダの出力信号に基づき、搬送対象の移動速度を算出する算出手段と、を備えた搬送装置であって、更に、記憶手段と、時間計測手段と、を備えるものである。
尚、ここでは、二相エンコーダが出力するエンコーダ信号の内、位相が先行するものをA相信号と定義し、A相信号に対して位相が遅れたものを、B相信号と定義する。A相信号及びB相信号を出力する二相エンコーダとしては、B相信号の位相を、A相信号に対して90度遅らせて出力する二相エンコーダ(ロータリエンコーダやリニアエンコーダ)が知られている。
この搬送装置において、記憶手段は、A相信号の立ち上がりからB相信号の立ち上がりまでに移動する搬送対象の移動量を表すパラメータP1の設定値と、B相信号の立ち上がりからA相信号の立ち下がりまでに移動する搬送対象の移動量を表すパラメータP2の設定値と、A相信号の立ち下がりからB相信号の立ち下がりまでに移動する搬送対象の移動量を表すパラメータP3の設定値と、B相信号の立ち下がりからA相信号の立ち上がりまでに移動する搬送対象の移動量を表すパラメータP4の設定値と、を記憶する。
一方、時間計測手段は、二相エンコーダから出力されるA相信号及びB相信号に基づき、A相信号の立ち上がりからB相信号の立ち上がりまでの経過時間T1、B相信号の立ち上がりからA相信号の立ち下がりまでの経過時間T2、A相信号の立ち下がりからB相信号の立ち下がりまでの経過時間T3、及び、B相信号の立ち下がりからA相信号の立ち上がりまでの経過時間T4を計測する。
また、算出手段は、記憶手段が記憶する各パラメータP1〜P4の設定値に基づき、時間計測手段が計測する各経過時間T1〜T4から、搬送対象の移動速度を算出する。
このように構成された搬送装置によれば、予め試験によりパラメータP1〜P4を求めて設定しておく程度で、このパラメータP1〜P4の設定値に基づき、エンコーダ信号の1/4周期毎に正確に速度を算出することができ、従来よりも高時間分解能且つ高精度に速度計測を行うことができる。
このように構成された搬送装置によれば、予め試験によりパラメータP1〜P4を求めて設定しておく程度で、このパラメータP1〜P4の設定値に基づき、エンコーダ信号の1/4周期毎に正確に速度を算出することができ、従来よりも高時間分解能且つ高精度に速度計測を行うことができる。
即ち、本発明の搬送装置によれば、従来技術として紹介した第一及び第三の速度計測方法が速度計測に要する時間の「四分の一の時間」で正確に速度計測をすることができる。また、本発明の搬送装置によれば、従来技術として紹介した上述の第二の速度計測方法が抱えるセンサの特性バラツキや設置誤差、スリット幅の誤差を原因とした速度誤差の問題を、試験によってパラメータP1〜P4を設定することで解消することができる。従って、本発明によれば、従来技術よりも、高時間分解能且つ高精度に速度計測を行うことができるのである。
尚、上述の搬送装置は、具体的に、請求項2記載のように構成されるのが好ましい。請求項2記載の搬送装置は、更に、試験手段と、第一推定手段と、第二推定手段と、第三推定手段と、第四推定手段と、を備える。
試験手段は、搬送機構に搬送対象を一定速度で移動させると共に、この移動中において二相エンコーダから出力されるA相信号及びB相信号に基づき、A相信号の立ち上がりからB相信号の立ち上がりまでの経過時間X1、B相信号の立ち上がりからA相信号の立ち下がりまでの経過時間X2、A相信号の立ち下がりからB相信号の立ち下がりまでの経過時間X3、及び、B相信号の立ち下がりからA相信号の立ち上がりまでの経過時間X4を計測する。
また、第一推定手段は、試験手段によって計測された経過時間X1に基づき、A相信号の立ち上がりからB相信号の立ち上がりまでに移動する搬送対象の移動量の推定値L1を算出し、第二推定手段は、試験手段によって計測された経過時間X2に基づき、B相信号の立ち上がりからA相信号の立ち下がりまでに移動する搬送対象の移動量の推定値L2を算出する。
この他、第三推定手段は、試験手段によって計測された経過時間X3に基づき、A相信号の立ち下がりからB相信号の立ち下がりまでに移動する搬送対象の移動量の推定値L3を算出し、第四推定手段は、試験手段によって計測された経過時間X4に基づき、B相信号の立ち下がりからA相信号の立ち上がりまでに移動する搬送対象の移動量の推定値L4を算出する。
そして、当該搬送装置は、第一推定手段によって算出された推定値L1を、パラメータP1に設定し、第二推定手段によって算出された推定値L2を、パラメータP2に設定し、第三推定手段によって算出された推定値L3を、パラメータP3に設定し、第四推定手段によって算出された推定値L4を、パラメータP4に設定する。
このように構成された搬送装置によれば、搬送装置の組立後に、試験を行い、パラメータP1〜P4を設定することで、搬送装置に取り付けられた二相エンコーダに最適なパラメータP1〜P4を搬送装置に設定することができる。
即ち、センサの特性バラツキや設置誤差等は、エンコーダ個々に異なるため、正確に速度計測を行うためには、代表的な二相エンコーダの動作結果からではなく、実際に搬送装置に取り付けられる二相エンコーダの動作結果から、パラメータP1〜P4を設定してやる必要がある。
このような理由から、搬送装置へのモータ及びエンコーダの取付前に、試験を行って搬送装置に設定するパラメータを求め、その後、搬送装置へのモータ及びエンコーダ取付とパラメータ設定とを行う場合には、搬送装置に取り付けるべきモータ及びエンコーダと、搬送装置に設定すべきパラメータとの組合せを間違い、速度計測を高精度に行うことができない可能性がある。
これに対し、本発明によれば、搬送装置にパラメータ設定の機能が備わっているので、搬送装置へのモータ及びエンコーダ取付後、試験を行うことができて、上述の組合せの間違いによる生じる問題を解消することができる。
また、上述した搬送装置は、具体的に、請求項3記載のように構成されると一層好ましい。請求項3記載の搬送装置における二相エンコーダは、パターンが形成されたエンコーダスケールと、エンコーダスケールのパターンを検知してA相信号を出力するセンサと、当該センサとは異なる位置でエンコーダスケールのパターンを検知してB相信号を出力するセンサと、を備え、搬送対象の移動に伴い、エンコーダスケールに対する各センサの相対位置が変化することによって、各センサからA相信号及びB相信号が出力される構成にされている。
一方、この搬送装置における試験手段は、搬送機構に、各センサがエンコーダスケールに対して変位可能な範囲の全域を相対的に移動するように、搬送対象を一定速度で搬送させる。エンコーダスケールとしてスリット円板を備えるロータリエンコーダの場合には、センサに対してスリット円板が最低1回転する量、搬送対象を一定速度で移動させる。一方、リニアエンコーダの場合には、エンコーダスケールの端から端までセンサが移動するように、搬送対象を一定速度で移動させる。
そして、第一推定手段は、上記全域を各センサが相対的に移動するときに試験手段によって計測される各経過時間X1の平均値から、上記推定値L1を算出する。同様に、第二推定手段は、上記全域を各センサが相対的に移動するときに試験手段によって計測される各経過時間X2の平均値から、上記推定値L2を算出し、第三推定手段は、上記全域を各センサが相対的に移動するときに試験手段によって計測される各経過時間X3の平均値から、推定値L3を算出し、第四推定手段は、上記全域を各センサが相対的に移動するときに試験手段によって計測される各経過時間X4の平均値から、推定値L4を算出する。
このように構成された搬送装置によれば、センサ感度などセンサ個々の特性による誤差や、取付誤差などの周期的な誤差を平均化して、シンプルな演算で、従来よりも高精度に速度を求めることができ、大変便利である。デューティー比が均一な場合であれば、エンコーダスケールの不均一性による誤差も平均化することが可能であり、従来よりも高精度に速度を求めることができる。また、各経過時間X1の平均値をとることにより、サンプリング周期の測定誤差(エッジ検出手段のサンプリング周期が粗いことに起因するもの)を軽減できる。
ところで、上述した発明は、算出手段により算出された搬送対象の移動速度に基づき、搬送対象の移動速度を制御するフィードバック制御手段を備えた搬送装置とすることができる(請求項4)。
この搬送装置によれば、高時間分解能且つ高精度に速度計測を行うことができるので、非常に低速で搬送対象を一定速度に制御するような場合においても、搬送対象を安定的に一定速度で搬送することができる。尚、低速で搬送対象を搬送する搬送装置としては、ラインセンサを副走査方向に搬送するスキャナ装置が知られている。
また、請求項5記載のパラメータ設定方法は、搬送装置に対して、各パラメータP1〜P4の値を設定する方法であって、試験手順、第一推定手順、第二推定手順、第三推定手順、及び、第四推定手順を備えるものである。
試験手順では、モータを一定速度で回転させて、その回転中において二相エンコーダから出力されるA相信号及びB相信号に基づき、A相信号の立ち上がりからB相信号の立ち上がりまでの経過時間X1、B相信号の立ち上がりからA相信号の立ち下がりまでの経過時間X2、A相信号の立ち下がりからB相信号の立ち下がりまでの経過時間X3、及び、B相信号の立ち下がりからA相信号の立ち上がりまでの経過時間X4を、計測する。
一方、第一推定手順では、試験手順によって計測された経過時間X1に基づき、A相信号の立ち上がりからB相信号の立ち上がりまでに移動する搬送対象の移動量の推定値L1を算出する。同様に、第二推定手順では、経過時間X2に基づき、B相信号の立ち上がりからA相信号の立ち下がりまでに移動する搬送対象の移動量の推定値L2を算出し、第三推定手順では、経過時間X3に基づき、A相信号の立ち下がりからB相信号の立ち下がりまでに移動する搬送対象の移動量の推定値L3を算出し、第四推定手順では、経過時間X4に基づき、B相信号の立ち下がりからA相信号の立ち上がりまでに移動する搬送対象の移動量の推定値L4を算出する。
そして、このパラメータ設定方法では、第一推定手順によって算出された推定値L1を、パラメータP1に設定し、第二推定手順によって算出された推定値L2を、パラメータP2に設定し、第三推定手順によって算出された推定値L3を、パラメータP3に設定し、第四推定手順によって算出された推定値L4を、パラメータP4に設定する。
このようなパラメータ設定方法を用いて、搬送装置の製造過程で、搬送装置に対しパラメータを設定すれば、搬送装置に対しパラメータ設定機能を設ける必要がなく、搬送装置を安価に製造することができる。但し、上述したように、試験に用いたモータ及びエンコーダと、搬送装置に対し設定するパラメータとの組合せを間違えないようにすべきである。
また、請求項6記載のパラメータ設定装置は、搬送装置に対して、各パラメータP1〜P4の値を設定するパラメータ設定装置であって、モータを一定速度で回転させて、その回転中において二相エンコーダから出力されるA相信号及びB相信号に基づき、A相信号の立ち上がりからB相信号の立ち上がりまでの経過時間X1、B相信号の立ち上がりからA相信号の立ち下がりまでの経過時間X2、A相信号の立ち下がりからB相信号の立ち下がりまでの経過時間X3、及び、B相信号の立ち下がりからA相信号の立ち上がりまでの経過時間X4を、計測する試験手段と、上記第一乃至第四推定手段と、を備え、第一推定手段によって算出された推定値L1を、パラメータP1に設定し、第二推定手段によって算出された推定値L2を、パラメータP2に設定し、第三推定手段によって算出された推定値L3を、パラメータP3に設定し、第四推定手段によって算出された推定値L4を、パラメータP4に設定するものである。
搬送装置には、パラメータ設定機能を設けずに、外部機器にパラメータ設定機能を設ければ、パラメータ設定機能を実現するのに必要な構成を搬送装置に組み付ける必要がなく、高精度に速度計測可能な搬送装置を安価に提供することができる。
以下に本発明の実施例について、図面と共に説明する。図1は、本実施例のディジタル複合機1の構成を表す斜視図である。
本実施例の複合機1は、スキャナ機能、プリンタ機能及びコピー機能を実現可能な多機能装置であり、図1に示すように、樹脂製の本体ケーシング2により、その外観が形成されている。そして、本体ケーシング2の上面における前部位置には、入力操作用の各種操作キーが配置された操作部11と、メッセージ等を表示するための表示部(例えば液晶ディスプレイ)12と、を備えた操作パネル10が設けられている。また、操作パネル10の後方位置には、原稿から画像を読み取るスキャナユニット3が設けられている。
本実施例の複合機1は、スキャナ機能、プリンタ機能及びコピー機能を実現可能な多機能装置であり、図1に示すように、樹脂製の本体ケーシング2により、その外観が形成されている。そして、本体ケーシング2の上面における前部位置には、入力操作用の各種操作キーが配置された操作部11と、メッセージ等を表示するための表示部(例えば液晶ディスプレイ)12と、を備えた操作パネル10が設けられている。また、操作パネル10の後方位置には、原稿から画像を読み取るスキャナユニット3が設けられている。
尚、以下では、操作パネル10が設置されている側を前方、そして、本体ケーシング2を挟んだ操作パネル10の反対側を後方とし、操作パネル10側に立って本体ケーシング2を見た人の左右を左右方向、複合機1を通常の設置状態に設置したときの上下を上下方向として説明する。
本実施例のスキャナユニット3は、上部に蓋部30を備えており、図1は、この蓋部30が開かれた状態の複合機1を表したものである。蓋部30は、スキャナユニット3の本体に対して開閉可能に設けられており、ADF(オートドキュメントフィーダ)装置を備えた構成にされている。
また、蓋部30を開けたときに現れるスキャナユニット3の本体の上面には、プラテンガラス34が取り付けられており、このプラテンガラス34の下方には、ラインセンサ5が移動する移動空間が形成されている。即ち、スキャナユニット3は、ADF装置を用いた原稿の読み取り、及び、プラテンガラス34上に置かれた原稿の読み取りが可能な構成にされている。
具体的に、プラテンガラス34には、載置された原稿の画像を読み取るための左右方向に幅広な第一読取部34aが設定されており、第一読取部34aの左方には、ADF装置によって送られてきた原稿の画像を読み取るための第二読取部34bが設定されている。
即ち、このスキャナユニット3においては、ADF装置に読取対象の原稿がセットされた場合、ADF装置によって原稿が搬送され、第二読取部34b上を通過する原稿上の画像を、第二読取部34bの下方に固定されたラインセンサ5が読み取ることにより、読取対象の原稿が読み取られる。一方、第一読取部34aに原稿が載置された場合には、ラインセンサ5が左から右(画像読取方向)に移動して、当該原稿を読み取る。
図2は、ラインセンサ5を搬送する搬送機構50の構成を表した斜視図である。また、図3は、ラインセンサ5が左右方向に搬送される態様を表す搬送機構50の側面図である。
本実施例のスキャナユニット3に備えられたラインセンサ5は、所謂CIS(Contact Image Sensor)型の読取器であり、前後方向(主走査方向)に長尺な形状にされている。このラインセンサ5は、キャリッジ51に搭載されており、キャリッジ51は、案内レール55に摺動可能に設けられ、更に、無端ベルト52に接続されている。
案内レール55は、ラインセンサ5の移動空間の前後方向中央において左右方向に設けられており、無端ベルト52は、当該移動空間の前後方向中央において、プラテンガラス34の左右の端に設けられた一対のプーリ76b,78に巻回された状態で、案内レール55に沿って設けられている。
この一対のプーリ76b,78の内、プラテンガラス34の左端に設けられたプーリ76bは、読取モータ70によって発生する駆動力を、ギア等を介して受けて回転する。無端ベルト52は、このプーリ76bに従動して回転し、キャリッジ51は、この無端ベルト52の回転に合わせて、案内レール55に沿って左右方向に移動する。このような原理により、ラインセンサ5は、プラテンガラス34の下方を左右方向に移動する。
続いて、モータ70からプーリ76bまでの動力伝達機構について図2及び図4(a)を用いて説明する。図4(a)は、動力伝達機構の構成を表す側面図である。
図2及び図4(a)に示すように、プラテンガラス34下には、動力伝達機構として、DC(直流)モータ70、アイドルギア72、減速歯車74、及び、中間歯車76の部品が設けられている。具体的に、これらの部品70〜76は、プラテンガラス34下において、スキャナユニット3の筐体に固定された鉄製のフレーム80に取り付けられている。
図2及び図4(a)に示すように、プラテンガラス34下には、動力伝達機構として、DC(直流)モータ70、アイドルギア72、減速歯車74、及び、中間歯車76の部品が設けられている。具体的に、これらの部品70〜76は、プラテンガラス34下において、スキャナユニット3の筐体に固定された鉄製のフレーム80に取り付けられている。
読取モータ70は、DC(直流)モータで構成されており、フレーム80の下面に固定されている。フレーム80には、固定された読取モータ70の駆動軸70aを通す図示しない孔部が形成されており、読取モータ70の駆動軸70aは、この孔部を通してフレーム80の上方に向かって延出されている。そして、この駆動軸70aの先端には、ピニオン70bが取り付けられている。
アイドルギア72は、フレーム80の上面に軸支され、ピニオン70bから受けた駆動力を減速歯車74に中継する。
減速歯車74は、大径歯車74aと小径歯車74bとが一体的に形成された樹脂製のギアであり、小径歯車74bが、大径歯車74aとフレーム80との間に位置するようにフレーム80に軸支されている。入力側であるアイドルギア72から受けたモータの駆動力は大径歯車74aで受け、小径歯車74bを介して出力側である中間歯車76に伝えられる。
減速歯車74は、大径歯車74aと小径歯車74bとが一体的に形成された樹脂製のギアであり、小径歯車74bが、大径歯車74aとフレーム80との間に位置するようにフレーム80に軸支されている。入力側であるアイドルギア72から受けたモータの駆動力は大径歯車74aで受け、小径歯車74bを介して出力側である中間歯車76に伝えられる。
中間歯車76は、大歯車76aとプーリ76bとが一体的に形成された樹脂製のギアであり、大歯車76aが、プーリ76bとフレーム80との間に位置するようにフレーム80に軸支されている。そして、この中間歯車76のプーリ76bには、上述した無端ベルト52が掛けられている。入力側である減速歯車74の小径歯車74bから受けた読取モータ70の駆動力は大歯車76aで受け、プーリ76bを介して無端ベルト52に伝えられる。
また、読取モータ70は、駆動軸70aが上下に突出した構成にされており、読取モータ70の下方に突出された駆動軸70aには、読取エンコーダ90が取り付けられている。
読取エンコーダ90は、インクルメンタル形で二相出力形の周知のロータリエンコーダであり、読取モータ70の駆動軸70aに固定されたスリット円板(所定角度間隔でスリットパターンが形成された円板)で構成されるエンコーダスケール91と、センサ本体93とを備える。
センサ本体93は、エンコーダスケール91のスリットパターンを検知するための構成として、フォトトランジスタ及び発光ダイオードの組を二つ備え、エンコーダスケール91は、このフォトトランジスタと発光ダイオードとの間に介在するように設けられている。
また、センサ本体93には、フォトトランジスタ及び発光ダイオードの組が、エンコーダスケール91の回転方向において所定間隔離れて配置されており、センサ本体93からは、エンコーダ信号として、位相差が90度のA相信号及びB相信号が出力される。
具体的には、エンコーダスケール91の回転に伴う発光ダイオードから出力される光のフォトトランジスタでの受光/非受光によって、エンコーダ信号として、デューティー比50%のパルス信号が出力される。
尚、以下では、読取モータ70が正回転したときに先行するエンコーダ信号をA相信号と呼び、それより90度遅れて出力されるエンコーダ信号をB相信号と呼ぶ。周知のように、読取モータ70が逆回転したときには、B相信号がA相信号に対して位相90度先行して出力される。
ところで、A相信号及びB相信号の位相差及びエンコーダ信号のデューティー比は、周知のように、フォトトランジスタ及び発光ダイオードの特性バラツキや設置誤差、スリット幅の誤差等によって、90度及び50%からずれる。以下に説明する本実施例の技術は、このような誤差から生じる計測誤差を解消するためのものである。
続いて、複合機1の電気的構成について説明する。図5は、複合機1の電気的構成を表すブロック図である。
複合機1は、CPU101、ROM103、RAM105、通信インタフェース107、印刷制御部110、読取制御部130、及び、操作パネル10を備える。
複合機1は、CPU101、ROM103、RAM105、通信インタフェース107、印刷制御部110、読取制御部130、及び、操作パネル10を備える。
CPU101は、ROM103が記憶するプログラムを実行することにより、装置各部を統括制御し、スキャナ機能、プリンタ機能、及び、コピー機能を実現する。また、RAM105は、CPU101によるプログラム実行時に、作業領域として使用される。
また、操作パネル10は、CPU101に制御されて、表示部12に各種情報を表示すると共に、操作部11を通じて入力される操作情報を、CPU101に入力する。
一方、通信インタフェース107は、外部機器(パーソナルコンピュータ108)と通信するためのものであり、複合機1は、この通信インタフェース107を通じて、パーソナルコンピュータ108から印刷指令を受け付けたり、スキャナ機能により生成された読取画像データを、パーソナルコンピュータ108に提供する。
一方、通信インタフェース107は、外部機器(パーソナルコンピュータ108)と通信するためのものであり、複合機1は、この通信インタフェース107を通じて、パーソナルコンピュータ108から印刷指令を受け付けたり、スキャナ機能により生成された読取画像データを、パーソナルコンピュータ108に提供する。
この他、印刷制御部110は、印刷対象データに基づく画像をプリンタユニット120を通じて記録紙に形成するものであり、プリンタユニット120を構成する計測器類121からの入力信号に基づいて、プリンタユニット120を構成するモータ群123を制御すると共に、記録ヘッド125を制御する。
尚、プリンタユニット120が備える計測器類121としては、記録ヘッド125の搬送速度を計測するためのエンコーダや、記録紙の搬送速度を計測するためのエンコーダを挙げることができる。また、モータ群123としては、記録ヘッド搬送用のモータや、記録紙搬送用のモータを挙げることができ、記録ヘッド125としては、記録紙に対向するノズルからインク液滴を吐出するインクジェット方式の記録ヘッドを挙げることができる。
また、読取制御部130は、スキャナユニット3を構成する計測器類141からの入力信号に基づいて、スキャナユニット3を構成するモータ群143を制御すると共に、ラインセンサ5を制御することで、ADF装置や第一読取部34aに載置された原稿を読み取り、その読取結果を表す読取画像データを生成し、CPU101に入力する。
尚、ここでいう計測器類141としては、ラインセンサ搬送用の読取モータ70に取り付けられた読取エンコーダ90や、図示しないADF装置駆動用のモータに取り付けられたエンコーダ等を挙げることができる。また、モータ群143としては、読取モータ70や、ADF装置駆動用のモータ等を挙げることができる。
詳述すると、読取制御部130は、エンコーダ処理部131と、駆動制御部133と、ラインセンサ制御部135と、画像処理部137と、を備える。
エンコーダ処理部131は、読取エンコーダ90やADF装置駆動用のモータに取り付けられたエンコーダからの入力信号を処理し、搬送対象の速度等を計測するものである。また、駆動制御部は、エンコーダ処理部131から得られる搬送対象の速度情報等に基づき、読取モータ70やADF装置駆動用のモータ等を制御し、ラインセンサ5や原稿の搬送を制御する構成にされている。
エンコーダ処理部131は、読取エンコーダ90やADF装置駆動用のモータに取り付けられたエンコーダからの入力信号を処理し、搬送対象の速度等を計測するものである。また、駆動制御部は、エンコーダ処理部131から得られる搬送対象の速度情報等に基づき、読取モータ70やADF装置駆動用のモータ等を制御し、ラインセンサ5や原稿の搬送を制御する構成にされている。
この他、ラインセンサ制御部135は、ラインセンサ5に対する制御信号の入力により、ラインセンサ5に、ライン毎に読取動作を実行させるものである。また、画像処理部137は、ラインセンサ5から、1ライン分の読取結果であるアナログのラインデータを順次取得し、このラインデータをディジタルデータに変換するなどして、CPU101に入力する。尚、CPU101に入力されるラインデータは、他ラインのラインデータと組み合わせられて、原稿の読取結果を表す読取画像データとして構成される。
即ち、読取制御部130は、第一読取部34aに原稿が載置された状態で、原稿の読取指令が入力されると、各部131〜135を用いて、ラインセンサ5を、第一読取部34aの左端から一定速度で原稿読取方向(右方向)に移動させると共に、ラインセンサ5に、一定時間間隔毎に読取動作を実行させることによって、一定距離毎に、ラインセンサ5に読取動作を実行させる。そして、この動作により、第一読取部34a上に載置された原稿を読み取る。
一方、ADF装置に原稿が載置された状態で、原稿の読取指令が入力されると、読取制御部130は、ラインセンサ5を、第二読取部34b下に配置すると共に、ADF装置に読取対象の原稿を一定速度で搬送させ、更に、第二読取部34bを通過する読取対象の原稿を、ラインセンサ5に一定時間間隔毎に読み取らせることにより、ADF装置に載置された原稿を一枚ずつ読み取る。
このように、原稿の読取時には、ラインセンサ5や読取対象の原稿を一定速度で正確に搬送する必要がある。このため、本実施例では、エンコーダ処理部131で、次のように、速度計測する。
続いて、エンコーダ処理部131が備えるセンサ速度検出部150の構成について図6(a)を用いて説明する。図6(a)は、エンコーダ処理部131の内部構成を表すブロック図である。
図6(a)に示すように、エンコーダ処理部131は、読取モータ70により搬送されるラインセンサ5の搬送速度を計測するための構成として、センサ速度検出部150を備える。また、図示しないが、エンコーダ処理部131は、ADF装置により搬送される原稿の搬送速度を計測するための構成として、センサ速度検出部150と同様の構成を有する。
センサ速度検出部150は、読取エンコーダ90に接続されており、読取エンコーダ90から入力されるA相信号及びB相信号に基づいて、ラインセンサ5の搬送速度を計測する。具体的に、センサ速度検出部150は、エッジ検出部151、第一時間計測部153、第二時間計測部154、速度変換部155、パラメータ記憶部157、速度記憶部158、及び、計測データ出力部159を備える。
エッジ検出部151は、読取エンコーダ90から入力されるA相信号及びB相信号の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジを検出し、第一及び第二エッジ検出信号を出力する構成にされている。図7は、第一及び第二エッジ検出信号の出力態様を表すタイムチャートである。
即ち、エッジ検出部151は、A相信号の立ち上がりエッジが検出された時点で第一エッジ検出信号と出力すると共に、A相信号の立ち上がりエッジ及びA相信号の立ち下がりエッジ及びB相信号の立ち上がりエッジ及びB相信号の立ち下がりエッジの各エッジが検出された時点で第二エッジ検出信号を出力する。
また、エッジ検出部151は、A相信号及びB相信号の位相差に基づき、周知の技法により、読取モータ70が正回転しているか否かを判定し、読取モータ70が正回転しているとき(ラインセンサ5が画像読取方向(右方向)に移動しているとき)、回転方向が正方向であることを示す回転方向信号を出力し、読取モータ70が逆回転しているとき(ラインセンサ5が画像読取方向とは逆方向(左方向)に移動しているとき)、回転方向が逆方向であることを示す回転方向信号を出力する。
この他、エッジ検出部151は、エッジ区間を表す区間信号を出力する。具体的には、A相信号の立ち上がりエッジを検出してからB相信号の立ち上がりエッジを検出するまでの区間(正回転時)及びB相信号の立ち上がりエッジを検出してからA相信号の立ち上がりエッジを検出するまでの区間(逆回転時)を、第1区間として、当該する期間中には、現在区間が第1区間であることを示す区間信号を出力する。
また、B相信号の立ち上がりエッジを検出してからA相信号の立ち下がりエッジを検出するまでの区間(正回転時)及びA相信号の立ち上がりエッジを検出してからB相信号の立ち下がりエッジを検出するまでの区間(逆回転時)を、第2区間として、当該する期間中には、現在区間が第2区間であることを示す区間信号を出力する。
同様に、A相信号の立ち下がりエッジを検出してからB相信号の立ち下がりエッジを検出するまでの区間(正回転時)及びB相信号の立ち下がりエッジを検出してからA相信号の立ち下がりエッジを検出するまでの区間(逆回転時)を、第3区間として、当該する期間中には、現在区間が第3区間であることを示す区間信号を出力し、B相信号の立ち下がりエッジを検出してからA相信号の立ち上がりエッジを検出するまでの区間(正回転時)及びA相信号の立ち下がりエッジを検出してからB相信号の立ち上がりエッジを検出するまでの区間(逆回転時)を、第4区間として、当該する期間中には、現在区間が第4区間であることを示す区間信号を出力する。
尚、上述した第一エッジ検出信号は、第一時間計測部153及び速度変換部155に入力され、第二エッジ検出信号は、第二時間計測部154及び速度変換部155に入力される。また、区間信号及び回転方向信号は、速度変換部155に入力される。
また、第一時間計測部153は、第一エッジ検出信号が入力された時点からの経過時間を計測するものであり、第一エッジ検出信号が入力される度、前回入力された第一エッジ検出信号の入力時点から現時点までの経過間隔T0を速度変換部155に入力する。即ち、第一時間計測部153は、第一エッジ検出信号に基づいて、図8(a)に示すように、A相信号の立ち上がりエッジ間の時間間隔T0を計測し、その計測結果を速度変換部155に入力する。
一方、第二時間計測部154は、第二エッジ検出信号が入力された時点からの経過時間を計測するものであり、第二エッジ検出信号が入力される度に、前回入力された第二エッジ検出信号の入力時点から現時点までの経過時間Txを速度変換部155に入力する。
即ち、第二時間計測部154は、第二エッジ検出信号に基づき、経過時間Txとして、図8(b)に示すように、第1区間の時間T1、第2区間の時間T2、第3区間の時間T3、及び、第4区間の時間T4を計測し、その結果を、速度変換部155に入力する。以下、第1区間の時間T1を、「第1区間時間T1」と表現し、第2区間の時間T2を、「第2区間時間T2」と表現し、第3区間の時間T3を、「第3区間時間T3」と表現し、第4区間の時間T4を、「第4区間時間T4」と表現する。
また、速度変換部155は、読取制御部130の動作中、繰返し、図9に示す速度変換処理を実行する。図9(a)は、通常モードで速度変換部155が繰返し実行する速度変換処理を表すフローチャートであり、図9(b)は、テストモードで速度変換部155が繰返し実行する速度変換処理を表すフローチャートである。尚、本実施例の速度変換部155は、CPU101からの指令を受けて通常モード又はテストモードで動作し、通常モードでは、図9(a)に示す処理を実行し、テストモードでは、図9(b)に示す処理を実行する。
速度変換部155は、図9(a)に示す処理を開始すると、まず、第二エッジ検出信号が入力されるまで待機し(S110)、第二エッジ検出信号が入力されると、それまでに入力された区間信号に基づき、今回第二エッジ検出信号が入力されるまでの区間が第1区間であったか否かを判定し(S120)、第1区間であったと判定した場合には(S120でYes)、S125に移行し、パラメータ記憶部157に記憶されている第1区間距離P1と第二時間計測部154から入力された今回第二エッジ検出信号が入力されるまでの経過時間(第1区間時間T1)とに基づき、ラインセンサ5の搬送速度Vを次式
V=P1/T1
に従って算出し、これを速度記憶部158に記憶させる。その後、当該速度変換処理を一旦終了し、次の第二エッジ検出信号が入力されるまで待機する(S110)。尚、パラメータ記憶部157に記憶されている第1区間距離P1は、第1区間においてラインセンサ5が移動する距離を表すパラメータであり、予め試験により求められてパラメータ記憶部157に登録される(詳細後述)。
V=P1/T1
に従って算出し、これを速度記憶部158に記憶させる。その後、当該速度変換処理を一旦終了し、次の第二エッジ検出信号が入力されるまで待機する(S110)。尚、パラメータ記憶部157に記憶されている第1区間距離P1は、第1区間においてラインセンサ5が移動する距離を表すパラメータであり、予め試験により求められてパラメータ記憶部157に登録される(詳細後述)。
一方、今回第二エッジ検出信号が入力されるまでの区間が第1区間ではなく(S120でNo)、第2区間であったと判定すると(S130でYes)、速度変換部155は、パラメータ記憶部157に記憶されている第2区間距離P2と第二時間計測部154から入力された経過時間(第2区間時間T2)とに基づき、ラインセンサ5の搬送速度Vを次式
V=P2/T2
に従って算出し、これを速度記憶部158に記憶させる(S135)。その後、当該速度変換処理を一旦終了し、次の第二エッジ検出信号が入力されるまで待機する(S110)。尚、第1区間距離P1と同様、パラメータ記憶部157に記憶されている第2区間距離P2は、第2区間においてラインセンサ5が移動する距離を表すパラメータである。
V=P2/T2
に従って算出し、これを速度記憶部158に記憶させる(S135)。その後、当該速度変換処理を一旦終了し、次の第二エッジ検出信号が入力されるまで待機する(S110)。尚、第1区間距離P1と同様、パラメータ記憶部157に記憶されている第2区間距離P2は、第2区間においてラインセンサ5が移動する距離を表すパラメータである。
この他、速度変換部155は、今回第二エッジ検出信号が入力されるまでの区間が第1区間及び第2区間のいずれでもなく(S130でNo)、第3区間であったと判定すると(S140でYes)、パラメータ記憶部157に記憶されている第3区間距離P3と第二時間計測部154から入力された経過時間(第3区間時間T3)とに基づき、ラインセンサ5の搬送速度Vを次式
V=P3/T3
に従って算出し、これを速度記憶部158に記憶させる(S145)。その後、当該速度変換処理を一旦終了し、次の第二エッジ検出信号が入力されるまで待機する(S110)。尚、第1区間距離P1と同様、第3区間距離P3は、第3区間においてラインセンサ5が移動する距離を表すパラメータである。
V=P3/T3
に従って算出し、これを速度記憶部158に記憶させる(S145)。その後、当該速度変換処理を一旦終了し、次の第二エッジ検出信号が入力されるまで待機する(S110)。尚、第1区間距離P1と同様、第3区間距離P3は、第3区間においてラインセンサ5が移動する距離を表すパラメータである。
また、速度変換部155は、今回第二エッジ検出信号が入力されるまでの区間が第1区間及び第2区間及び第3区間のいずれでもなく(S140でNo)、第4区間であったと判定すると(S150でYes)、パラメータ記憶部157に記憶されている第4区間距離P4と第二時間計測部154から入力された経過時間(第4区間時間T4)とに基づき、ラインセンサ5の搬送速度Vを次式
V=P4/T4
に従って算出し、これを速度記憶部158に記憶させる(S155)。その後、当該速度変換処理を一旦終了し、次の第二エッジ検出信号が入力されるまで待機する(S110)。尚、第1区間距離P1と同様、第4区間距離P4は、第4区間においてラインセンサ5が移動する距離を表すパラメータである。
V=P4/T4
に従って算出し、これを速度記憶部158に記憶させる(S155)。その後、当該速度変換処理を一旦終了し、次の第二エッジ検出信号が入力されるまで待機する(S110)。尚、第1区間距離P1と同様、第4区間距離P4は、第4区間においてラインセンサ5が移動する距離を表すパラメータである。
この他、回転の正逆反転時などで、今回第二エッジ検出信号が入力されるまでの区間が第1区間及び第2区間及び第3区間及び第4区間のいずれでもない場合には(S150でNo)、何ら処理をすることなく、当該速度変換処理を一旦終了し、次の第二エッジ検出信号が入力されるまで待機する(S110)。
一方、速度変換部155は、図9(b)に示す処理を開始すると、第一エッジ検出信号が入力されるまで待機し(S210)、第一エッジ検出信号が入力されると(S210でYes)、パラメータ記憶部157に記憶されている全区間距離P0と第一時間計測部153から入力された今回第一エッジ検出信号が入力されるまでの経過時間T0とに基づき、ラインセンサ5の搬送速度Vを次式
V=P0/T0
に従って算出し、これを速度記憶部158に記憶させる(S220)。その後、当該速度変換処理を一旦終了し、次の第一エッジ検出信号が入力されるまで待機する(S210)。尚、パラメータ記憶部157に記憶されている全区間距離P0は、A相立ち上がりエッジ間においてラインセンサ5が移動する距離を表すパラメータであり、予めパラメータ記憶部157に登録される。
V=P0/T0
に従って算出し、これを速度記憶部158に記憶させる(S220)。その後、当該速度変換処理を一旦終了し、次の第一エッジ検出信号が入力されるまで待機する(S210)。尚、パラメータ記憶部157に記憶されている全区間距離P0は、A相立ち上がりエッジ間においてラインセンサ5が移動する距離を表すパラメータであり、予めパラメータ記憶部157に登録される。
また、このセンサ速度検出部150が備える計測データ出力部159は、テストモードが設定されているときに動作し、第二時間計測部154にて計測された第1区間時間T1、第2区間時間T2、第3区間時間T3、第4区間時間T4の情報を計測データとして出力するものである。この計測データは、CPU101に取得され、上記第1区間距離P1、第2区間距離P2、第3区間距離P3、第4区間距離P4の設定時に利用される。
尚、速度変換部155は、CPU101が後述するパラメータ設定処理を実行する時、テストモードに設定されて図9(b)に示す処理を実行するが、パラメータ設定処理時以外の期間には、通常モードに設定されて、図9(a)に示す処理を実行する。
続いて、読取モータ70を制御する駆動制御部133の構成について、図6(b)を用いて説明する。図6(b)は、駆動制御部133の構成を表すブロック図である。但し、図6(b)は、読取モータ70の制御に用いられる駆動制御部133内の構成のみを図示する。
駆動制御部133は、読取モータ70を制御するための構成として、読取モータ制御部161と、駆動回路163と、を備える。
読取モータ制御部161は、CPU101により設定された目標速度Vrと、速度記憶部158が記憶保持するラインセンサ5の搬送速度Vとの関係に基づいて、ラインセンサ5の搬送速度Vが目標速度Vrに一致するように、読取モータ70に対する操作量を決定し、読取モータ70をフィードバック制御する。
読取モータ制御部161は、CPU101により設定された目標速度Vrと、速度記憶部158が記憶保持するラインセンサ5の搬送速度Vとの関係に基づいて、ラインセンサ5の搬送速度Vが目標速度Vrに一致するように、読取モータ70に対する操作量を決定し、読取モータ70をフィードバック制御する。
具体的に、読取モータ制御部161は、目標速度Vrと、速度記憶部158が記憶保持するラインセンサ5の搬送速度V(実速度)との差分e=Vr−Vを算出し、その差分eを入力パラメータとする所定の伝達関数により、読取モータ70に対する操作量uを算出する動作を、予め定められた時間間隔で周期的に実行する。
そして、駆動回路163は、この読取モータ制御部161にて算出された操作量uに対応する駆動電圧(又は駆動電流)を読取モータ70に入力することにより、読取モータ70を駆動する。このようにして、駆動制御部133は、読取モータ70を制御し、ラインセンサ5の搬送制御を実現する。
続いて、第1区間距離P1及び第2区間距離P2及び第3区間距離P3及び第4区間距離P4の登録時に、CPU101より実行されるパラメータ設定処理について、図10を用いて説明する。図10は、CPU101が実行するパラメータ設定処理を表すフローチャートである。CPU101は、操作パネル10を通じて、パラメータ設定指令が入力されると、図10に示すパラメータ設定処理を実行する。尚、パラメータ設定指令は、複合機1の出荷前に、生産者により操作パネル10を通じて入力される。
パラメータ設定処理を開始すると、CPU101は、速度変換部155をテストモードに切り替えると共に、読取制御部130を通じ、予め定められたパラメータ設定時の速度Vpで、読取モータ70を正方向に定速回転させて、ラインセンサ5を画像読取方向(右方向)に一定速度で移動させる(S310)。但し、ここでは精度よく一定速度でラインセンサ5が移動するように、原稿読取時のラインセンサ5の搬送速度より十分速い速度に、上記パラメータ設定時の速度Vpを定めて、高速にラインセンサ5を移動させる。
そして、ラインセンサ5の定速走行時には、エンコーダスケール91が1周する期間(駆動軸70aが1回転する期間)に、センサ速度検出部150が計測した第1区間時間T1、第2区間時間T2、第3区間時間T3、及び、第4区間時間T4の情報を、センサ速度検出部150から取得する(S320)。
具体的に、エンコーダスケール91にN個のスリットが設けられている場合には、第1区間時間T1、第2区間時間T2、第3区間時間T3、及び第4区間時間T4の夫々について、各スリットに対応する計N個の計測データを取得する。
そして、第1区間時間T1についてのN個の計測データT1[1],T1[2],…,T1[N]の平均値E[T1]
E[T1]=(T1[1]+T1[2]+…+T1[N])/N
を算出すると共に(S330)、第2区間時間T2について、第1区間時間T1と同様にして、N個の計測データT2[1],T2[2],…,T2[N]の平均値E[T2]を算出する(S340)。
E[T1]=(T1[1]+T1[2]+…+T1[N])/N
を算出すると共に(S330)、第2区間時間T2について、第1区間時間T1と同様にして、N個の計測データT2[1],T2[2],…,T2[N]の平均値E[T2]を算出する(S340)。
更に、第3区間時間T3について、N個の計測データT3[1],T3[2],…,T3[N]の平均値E[T3]を算出すると共に(S350)、第4区間時間T4について、N個の計測データT4[1],T4[2],…,T4[N]の平均値E[T4]を算出する(S360)。
また、この処理を終えると、CPU101は、S330で求めた平均値E[T1]を用いて、第1区間のエッジ間距離L1を次式に従って算出する(S370)。
L1=K×E[T1]
尚、ここで用いる係数Kは、例えば、第1区間時間T1計測時のラインセンサ5の目標速度Vrに設定される。その他、係数Kは、設定する第1区間距離P1と第2区間距離P2と第3区間距離P3と第4区間距離P4の合計値(P1+P2+P3+P4)が全区間距離P0に一致するように、予めパラメータ記憶部157に記憶された全区間距離P0を用いて、
K=P0/(E[T1]+E[T2]+E[T3]+E[T4])
に設定されてもよい。
L1=K×E[T1]
尚、ここで用いる係数Kは、例えば、第1区間時間T1計測時のラインセンサ5の目標速度Vrに設定される。その他、係数Kは、設定する第1区間距離P1と第2区間距離P2と第3区間距離P3と第4区間距離P4の合計値(P1+P2+P3+P4)が全区間距離P0に一致するように、予めパラメータ記憶部157に記憶された全区間距離P0を用いて、
K=P0/(E[T1]+E[T2]+E[T3]+E[T4])
に設定されてもよい。
また、S370での処理を終えると、CPU101は、S340で求めた平均値E[T2]を用いて、第2区間のエッジ間距離L2を次式に従って算出する(S380)。
L2=K×E[T2]
但し、係数Kの値は、S370で用いる値と同一である。
L2=K×E[T2]
但し、係数Kの値は、S370で用いる値と同一である。
同様にして、CPU101は、S350で求めた平均値E[T3]を用いて、第3区間のエッジ間距離L3を算出し(S390)、更に、S360で求めた平均値E[T4]を用いて、第4区間のエッジ間距離L4を算出する(S400)。
L3=K×E[T3]
L4=K×E[T4]
そして、S370で求めたエッジ間距離L1を、第1区間距離P1としてパラメータ記憶部157に書き込むことで、第1区間距離P1=エッジ間距離L1に設定する(S410)と共に、S380で求めたエッジ間距離L2を、第2区間距離P2としてパラメータ記憶部157に書き込むことで、第2区間距離P2=エッジ間距離L2に設定する(S420)。
L4=K×E[T4]
そして、S370で求めたエッジ間距離L1を、第1区間距離P1としてパラメータ記憶部157に書き込むことで、第1区間距離P1=エッジ間距離L1に設定する(S410)と共に、S380で求めたエッジ間距離L2を、第2区間距離P2としてパラメータ記憶部157に書き込むことで、第2区間距離P2=エッジ間距離L2に設定する(S420)。
同様にして、S390で求めたエッジ間距離L3を、第3区間距離P3としてパラメータ記憶部157に書き込むことで、第3区間距離P3=エッジ間距離L3に設定する(S430)と共に、S400で求めたエッジ間距離L4を、第4区間距離P4としてパラメータ記憶部157に書き込むことで、第4区間距離P4=エッジ間距離L4に設定する(S440)。その後、速度変換部155を通常モードに切り替えて当該パラメータ設定処理を終了する。
本実施例では、このようなパラメータ設定処理を出荷前にCPU101に実行させることにより、パラメータ記憶部157に、パラメータP1〜P4を設定し、それ以降では、位相90度間隔で、ラインセンサ5の搬送速度Vを正確に計測できるようにし、ラインセンサ5を画像読取方向に低速で移動させて高解像度に原稿を読み取るときに、低速でも、安定的にラインセンサ5の搬送速度を一定に保てるようにする。
以上、複合機1の構成について説明したが、本実施例では、予め試験により、第1区間距離P1、第2区間距離P2、第3区間距離P3、及び、第4区間距離P4を求めて、この値P1〜P4を用いて、第1区間時間T1、第2区間時間T2、第3区間時間T3、第4区間時間T4から、各区間でのラインセンサ5の搬送速度Vを求めるようにしたので、読取エンコーダ90において、センサの設置誤差がありA相信号及びB相信号の位相差が90度からずれていたとしても、各区間でのラインセンサ5の搬送速度Vを正確に導出することができる。同様に、スリット幅の誤差によりエンコーダ信号のデューティー比が正確に50%でない場合でも、各区間でのラインセンサ5の搬送速度Vを正確に導出することができる。
従って、読取モータ70を正方向に回転させて、ラインセンサ5を画像読取方向(右方向)に低速で搬送するときにおいても、速度記憶部158において更新される速度情報を用いて、ラインセンサ5を一定速度で正確に搬送することができる。また、ラインセンサ5の搬送速度Vの情報が速度記憶部158において短時間で正確に更新されるので、搬送負荷が急激に変化した場合においても迅速に対応して、安定的に、ラインセンサ5を一定速度で正確に搬送することができる。
結果、本実施例によれば、高精度にムラなく第一読取部34aに載置された原稿をライン毎に読み取ることができ、原稿の読取結果を表す読取画像データの画質を従来よりも向上させることができる。
また、本実施例によれば、第1区間時間T1の平均値E[T1]を用いて、第1区間距離P1を設定するので、第1区間距離P1を用いた搬送速度Vの算出の際には、シンプルな演算で高精度にラインセンサ5の搬送速度Vを算出することができる。
ところで、上記実施例では、複合機1を組み立てた後、操作パネル10からパラメータ設定指令を入力して、CPU101にパラメータ設定処理を実行させ、第1区間距離P1等を設定するようにしたが、複合機1を完全に組み立てる前に、その組立途中で、CPU101にパラメータ設定処理を実行させ、第1区間距離P1等を設定するようにしてもよい。
例えば、図4(b)に示すように、アイドルギア72を取り付けていない状態で、CPU101にパラメータ設定処理を実行させるようにすれば、ピニオン70bが空回りするため、外部の影響を受けずに理想的な状態で試験を行って、パラメータ設定を行うことができる。即ち、アイドルギア72を取り付けてラインセンサ5にまで動力が伝達するようにすると、ラインセンサ5を一定速度で搬送するように読取モータ70を制御しても動力伝達機構での負荷変動によって微量な速度変動が起こり、それが、パラメータ設定の精度を悪化させる可能性がある。
一方、アイドルギア72を取り付けていない状態で、ラインセンサ5を一定速度で搬送させるような読取モータ70の制御を行えば、動力伝達機構での負荷変動の影響を受けないため、ラインセンサ5が一定速度で理想的に搬送されている状態のエンコーダ信号から、パラメータを設定することができ、パラメータ設定の精度が向上する。
また、上記実施例においては、パラメータ設定機能を、複合機1に設けたが、外部機器にパラメータ設定機能を設けて、外部機器から複合機1のパラメータ記憶部157に対して、第1区間距離P1、第2区間距離P2、第3区間距離P3及び第4区間距離P4を設定するようにしてもよい。
続いては、外部機器にパラメータ設定機能を設けた例を、変形例として説明する。図11(a)は、変形例において用いられるパラメータ設定装置200の構成を表すブロック図である。
変形例のパラメータ設定装置200は、複合機1’に取り付けられる読取モータ70及び読取エンコーダ90を電気的に接続するための入出力部201を備えると共に、入出力部201に接続された読取エンコーダ90からA相信号及びB相信号が入力されるエンコーダ処理部210と、読取モータ70を定速制御するための駆動制御部220と、ユーザが操作可能な操作部230と、パラメータ設定部240と、複合機1’と通信するための通信インタフェース250と、を備える。
このパラメータ設定装置200が備えるエンコーダ処理部210は、上記実施例のエッジ検出部151(図6参照)と、第一時間計測部153と、第二時間計測部154としての機能を備えるものである。但し、このエンコーダ処理部210において第一時間計測部153から出力される時間T0の情報は、駆動制御部220に入力される。また、第二時間計測部154から出力される時間T1,T2,T3,T4の情報は、パラメータ設定部240に入力される。
一方、駆動制御部220は、エンコーダ処理部210の第一時間計測部153から出力される時間T0の情報に基づき、入出力部201に接続された読取モータ70を定速回転させる制御を行う。
また、パラメータ設定部240は、操作部230を通じてユーザから計測指令が入力されると、図11(b)に示すパラメータ設定処理を実行する。図11(b)は、パラメータ設定部240が実行するパラメータ設定処理を表すフローチャートである。
計測指令が入力されてパラメータ設定処理を開始すると、パラメータ設定部240は、駆動制御部220を起動して、駆動制御部220に、入出力部201に接続された読取モータ70を所定速度Vmで定速回転させると共に、第二時間計測部154から入力される時間T1〜T4の情報に基づいて、上述した実施例と同様の手法で(S320〜S400と同様の手順で)、第1区間のエッジ間距離L1、第2区間のエッジ間距離L2、第3区間のエッジ間距離L3、及び、第4区間のエッジ間距離L4を算出する(S510)。
尚、ここで、係数Kとしては、読取モータ70を複合機1’に搭載して読取モータ70を所定速度Vmで回転させたときに実現されるラインセンサ5の搬送速度Vlを用いることができる(K=Vl)。但し、係数Kは、その値によって距離のスケール(単位)が変更される程度のものであるため、上述した速度Vlに設定される必要はなく、任意の値に定めることができる。
また、S510での処理を終えると、パラメータ設定部240は、パラメータ設定装置200が備える図示しない報知手段を通じて計測(S510の処理)が終了した旨を音声等でユーザに報知すると共に、操作部230を通じてユーザから書込指令が入力されるまで待機する(S520)。そして、書込指令が入力されると(S520でYes)、S510で算出された値L1,L2,L3,L4の情報を含んだパラメータ登録指令を、通信インタフェース250を通じて、当該通信インタフェース250に接続された複合機1’に入力する(S530)。そして、S530での処理を終えると、当該パラメータ設定処理を終了する。
但し、パラメータ設定部240は、通信インタフェース250を通じて複合機1’と通信可能な状態になっていない期間、書込指令を受け付けない。即ち、この期間中には、書込指令が入力されたか否かに拘わらず、S520でNoと判断する。
換言すると、本変形例では、パラメータ設定装置200を通じ、S510の処理が終了した時点で、生産者が、この処理の対象となった読取モータ70及び読取エンコーダ90を、複合機1’に搭載する。
この変形例で用いられる複合機1’は、上記実施例で説明したパラメータ設定機能に係る構成が複合機1から取り除かれた構成にされている一方、通信インタフェース107を通じて外部のパラメータ設定装置200からパラメータ登録指令が入力されると、CPU101が、図11(c)に示すパラメータ受付処理を実行する構成にされている。
図11(c)は、パラメータ登録指令が入力されると、CPU101が実行するパラメータ受付処理を表すフローチャートである。
パラメータ受付処理を開始すると、CPU101は、パラメータ記憶部157に、第1区間距離P1として、パラメータ登録指令と共にパラメータ設定装置200から入力されたエッジ間距離L1を書き込むことにより、第1区間距離P1を値L1に設定する(S610)。また、パラメータ記憶部157に、第2区間距離P2として、パラメータ登録指令と共にパラメータ設定装置200から入力されたエッジ間距離L2を書き込むことにより、第2区間距離P2を値L2に設定する(S620)。
パラメータ受付処理を開始すると、CPU101は、パラメータ記憶部157に、第1区間距離P1として、パラメータ登録指令と共にパラメータ設定装置200から入力されたエッジ間距離L1を書き込むことにより、第1区間距離P1を値L1に設定する(S610)。また、パラメータ記憶部157に、第2区間距離P2として、パラメータ登録指令と共にパラメータ設定装置200から入力されたエッジ間距離L2を書き込むことにより、第2区間距離P2を値L2に設定する(S620)。
更に、パラメータ記憶部157に、第3区間距離P3として、パラメータ登録指令と共にパラメータ設定装置200から入力されたエッジ間距離L3を書き込むことにより、第3区間距離P3を値L3に設定し(S630)、第4区間距離P4として、パラメータ登録指令と共にパラメータ設定装置200から入力されたエッジ間距離L4を書き込むことにより、第4区間距離P4を値L4に設定する(S640)。その後、当該パラメータ受付処理を終了する。
本変形例では、このようにして複合機1’とは別装置であるパラメータ設定装置200を通じて、複合機1’に対しパラメータP1〜P4を設定する。このようにすれば、出荷後に利用されないパラメータ設定に係る構成を複合機に設けなくて済むので、部品点数を少なくすることができ、本発明を適用した複合機1’を安価に製造することができる。
但し、読取エンコーダ90は、個々にその特性が異なるので、複合機1’にパラメータP1〜P4を設定する際には、値L1〜L4を算出するのに用いられた読取エンコーダ90が搭載される複合機1’に対して、当該値1〜L4を、パラメータP1〜P4として設定する必要がある。従って、パラメータ設定装置200を用いて複合機1’に対しパラメータP1〜P4を設定する場合には、複合機1’と読取エンコーダ90との対応関係を、厳密に管理する必要がある。
以上、変形例を含む本発明の実施例について説明したが、本発明の二相エンコーダは、読取エンコーダ90に相当し、算出手段は、速度変換部155に相当し、記憶手段は、パラメータ記憶部157に相当し、時間計測手段は、第二時間計測部154に相当し、時間計測手段が計測する経過時間T1〜T4は、通常モード時に第二時間計測部154が計測する時間T1〜T4に対応する。
また、試験手段は、CPU101が実行するS310,S320の処理により実現され、試験手段によって計測される経過時間X1〜X4は、S310でのモータ駆動を契機として第二時間計測部154が計測する時間T1〜T4に対応する。
この他、第一推定手段は、S330,S370の処理により実現され、第二推定手段は、S340,S380の処理により実現され、第三推定手段は、S350,S390の処理により実現され、第四推定手段は、S360,S400の処理により実現されており、フィードバック制御手段は、読取モータ制御部161に相当する。
また、本発明は、上記実施例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。例えば、上記実施例では、読取モータ70の制御系において本発明を適用した例を示したが、本発明は、種々の制御系に適用することができ、例えば、ADF装置の制御系に適用することもできる。その他、本発明は、記録ヘッドや記録紙の搬送制御系に適用されてもよい。
1…複合機、2…本体ケーシング、3…スキャナユニット、5…ラインセンサ、10…操作パネル、11,230…操作部、12…表示部、30…蓋部、34…プラテンガラス、34a…第一読取部、34b…第二読取部、50…搬送機構、51…キャリッジ、52…無端ベルト、55…案内レール、70…読取モータ、70a…駆動軸、70b…ピニオン、72…アイドルギア、74…減速歯車、74a…大径歯車、74b…小径歯車、76…中間歯車、76a…大歯車、76b,78…プーリ、80…フレーム、90…読取エンコーダ、91…エンコーダスケール、93…センサ本体、101…CPU、103…ROM、105…RAM、107,250…通信インタフェース、108…パーソナルコンピュータ、110…印刷制御部、120…プリンタユニット、121,141…計測器類、123,143…モータ群、125…記録ヘッド、130…読取制御部、131,210…エンコーダ処理部、133,220…駆動制御部、135…ラインセンサ制御部、137…画像処理部、150…センサ速度検出部、151…エッジ検出部、153…第一時間計測部、154…第二時間計測部、155…速度変換部、157…パラメータ記憶部、158…速度記憶部、159…計測データ出力部、161…読取モータ制御部、163…駆動回路、200…パラメータ設定装置、201…入出力部、240…パラメータ設定部
Claims (6)
- モータを備え、当該モータから発生する力を搬送対象に作用させて、搬送対象を搬送する搬送機構と、
前記搬送対象の移動に伴って、A相信号及びB相信号を出力する二相エンコーダと、
前記二相エンコーダの出力信号に基づき、前記搬送対象の移動速度を算出する算出手段と、
を備えた搬送装置であって、
前記A相信号の立ち上がりから前記B相信号の立ち上がりまでに移動する前記搬送対象の移動量を表すパラメータP1の設定値と、前記B相信号の立ち上がりから前記A相信号の立ち下がりまでに移動する前記搬送対象の移動量を表すパラメータP2の設定値と、前記A相信号の立ち下がりから前記B相信号の立ち下がりまでに移動する前記搬送対象の移動量を表すパラメータP3の設定値と、前記B相信号の立ち下がりから前記A相信号の立ち上がりまでに移動する前記搬送対象の移動量を表すパラメータP4の設定値と、を記憶する記憶手段と、
前記二相エンコーダから出力されるA相信号及びB相信号に基づき、前記A相信号の立ち上がりから前記B相信号の立ち上がりまでの経過時間T1、B相信号の立ち上がりからA相信号の立ち下がりまでの経過時間T2、A相信号の立ち下がりからB相信号の立ち下がりまでの経過時間T3、及び、B相信号の立ち下がりからA相信号の立ち上がりまでの経過時間T4を計測する時間計測手段と、
を備え、
前記算出手段は、前記記憶手段が記憶する前記各パラメータP1〜P4の設定値に基づき、前記時間計測手段が計測する前記各経過時間T1〜T4の情報から、前記搬送対象の移動速度を算出する構成にされていることを特徴とする搬送装置。 - 前記搬送機構に前記搬送対象を一定速度で移動させると共に、この移動中において前記二相エンコーダから出力される前記A相信号及び前記B相信号に基づき、前記A相信号の立ち上がりから前記B相信号の立ち上がりまでの経過時間X1、前記B相信号の立ち上がりから前記A相信号の立ち下がりまでの経過時間X2、前記A相信号の立ち下がりから前記B相信号の立ち下がりまでの経過時間X3、及び、前記B相信号の立ち下がりから前記A相信号の立ち上がりまでの経過時間X4を計測する試験手段と、
前記試験手段によって計測された経過時間X1に基づき、前記A相信号の立ち上がりから前記B相信号の立ち上がりまでに移動する前記搬送対象の移動量の推定値L1を算出する第一推定手段と、
前記試験手段によって計測された経過時間X2に基づき、前記B相信号の立ち上がりから前記A相信号の立ち下がりまでに移動する前記搬送対象の移動量の推定値L2を算出する第二推定手段と、
前記試験手段によって計測された経過時間X3に基づき、前記A相信号の立ち下がりから前記B相信号の立ち下がりまでに移動する前記搬送対象の移動量の推定値L3を算出する第三推定手段と、
前記試験手段によって計測された経過時間X4に基づき、前記B相信号の立ち下がりから前記A相信号の立ち上がりまでに移動する前記搬送対象の移動量の推定値L4を算出する第四推定手段と、
を備え、
前記第一推定手段によって算出された推定値L1を、前記パラメータP1に設定し、前記第二推定手段によって算出された推定値L2を、前記パラメータP2に設定し、前記第三推定手段によって算出された推定値L3を、前記パラメータP3に設定し、前記第四推定手段によって算出された推定値L4を、前記パラメータP4に設定する構成にされていること
を特徴とする請求項1記載の搬送装置。 - 前記二相エンコーダは、パターンが形成されたエンコーダスケールと、前記エンコーダスケールのパターンを検知して前記A相信号を出力するセンサと、当該センサとは異なる位置で前記エンコーダスケールのパターンを検知して前記B相信号を出力するセンサと、を備え、前記搬送対象の移動に伴い、前記エンコーダスケールに対する前記各センサの相対位置が変化することによって、前記各センサからA相信号及びB相信号が出力される構成にされ、
前記試験手段は、前記搬送機構に、前記各センサが前記エンコーダスケールに対して変位可能な範囲の全域を相対的に移動するように、前記搬送対象を一定速度で搬送させる構成にされ、
前記第一推定手段は、前記全域を前記各センサが相対的に移動するときに前記試験手段によって計測される各経過時間X1の平均値から、前記推定値L1を算出し、
前記第二推定手段は、前記全域を前記各センサが相対的に移動するときに前記試験手段によって計測される各経過時間X2の平均値から、前記推定値L2を算出し、
前記第三推定手段は、前記全域を前記各センサが相対的に移動するときに前記試験手段によって計測される各経過時間X3の平均値から、前記推定値L3を算出し、
前記第四推定手段は、前記全域を前記各センサが相対的に移動するときに前記試験手段によって計測される各経過時間X4の平均値から、前記推定値L4を算出する構成にされていること
を特徴とする請求項2記載の搬送装置。 - 前記算出手段により算出された前記搬送対象の移動速度に基づき、前記搬送対象の移動速度を制御するフィードバック制御手段
を備えることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれかに記載の搬送装置。 - 請求項1記載の搬送装置に対して、前記各パラメータP1〜P4の値を設定する方法であって、
前記モータを一定速度で回転させて、その回転中において前記二相エンコーダから出力される前記A相信号及び前記B相信号に基づき、前記A相信号の立ち上がりから前記B相信号の立ち上がりまでの経過時間X1、前記B相信号の立ち上がりから前記A相信号の立ち下がりまでの経過時間X2、前記A相信号の立ち下がりから前記B相信号の立ち下がりまでの経過時間X3、及び、前記B相信号の立ち下がりから前記A相信号の立ち上がりまでの経過時間X4を、計測する試験手順と、
前記試験手順によって計測された経過時間X1に基づき、前記A相信号の立ち上がりから前記B相信号の立ち上がりまでに移動する前記搬送対象の移動量の推定値L1を算出する第一推定手順と、
前記試験手順によって計測された経過時間X2に基づき、前記B相信号の立ち上がりから前記A相信号の立ち下がりまでに移動する前記搬送対象の移動量の推定値L2を算出する第二推定手順と、
前記試験手順によって計測された経過時間X3に基づき、前記A相信号の立ち下がりから前記B相信号の立ち下がりまでに移動する前記搬送対象の移動量の推定値L3を算出する第三推定手順と、
前記試験手順によって計測された経過時間X4に基づき、前記B相信号の立ち下がりから前記A相信号の立ち上がりまでに移動する前記搬送対象の移動量の推定値L4を算出する第四推定手順と、
を含み、
前記第一推定手順によって算出された推定値L1を、前記パラメータP1に設定し、前記第二推定手順によって算出された推定値L2を、前記パラメータP2に設定し、前記第三推定手順によって算出された推定値L3を、前記パラメータP3に設定し、前記第四推定手順によって算出された推定値L4を、前記パラメータP4に設定することを特徴とするパラメータ設定方法。 - 請求項1記載の搬送装置に対して、前記各パラメータP1〜P4の値を設定するパラメータ設定装置であって、
前記モータを一定速度で回転させて、その回転中において前記二相エンコーダから出力される前記A相信号及び前記B相信号に基づき、前記A相信号の立ち上がりから前記B相信号の立ち上がりまでの経過時間X1、前記B相信号の立ち上がりから前記A相信号の立ち下がりまでの経過時間X2、前記A相信号の立ち下がりから前記B相信号の立ち下がりまでの経過時間X3、及び、前記B相信号の立ち下がりから前記A相信号の立ち上がりまでの経過時間X4を、計測する試験手段と、
前記試験手段によって計測された経過時間X1に基づき、前記A相信号の立ち上がりから前記B相信号の立ち上がりまでに移動する前記搬送対象の移動量の推定値L1を算出する第一推定手段と、
前記試験手段によって計測された経過時間X2に基づき、前記B相信号の立ち上がりから前記A相信号の立ち下がりまでに移動する前記搬送対象の移動量の推定値L2を算出する第二推定手段と、
前記試験手段によって計測された経過時間X3に基づき、前記A相信号の立ち下がりから前記B相信号の立ち下がりまでに移動する前記搬送対象の移動量の推定値L3を算出する第三推定手段と、
前記試験手段によって計測された経過時間X4に基づき、前記B相信号の立ち下がりから前記A相信号の立ち上がりまでに移動する前記搬送対象の移動量の推定値L4を算出する第四推定手段と、
を備え、
前記第一推定手段によって算出された推定値L1を、前記パラメータP1に設定し、前記第二推定手段によって算出された推定値L2を、前記パラメータP2に設定し、前記第三推定手段によって算出された推定値L3を、前記パラメータP3に設定し、前記第四推定手段によって算出された推定値L4を、前記パラメータP4に設定することを特徴とするパラメータ設定装置。
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JP2008170809A JP2010011701A (ja) | 2008-06-30 | 2008-06-30 | 搬送装置及びパラメータ設定方法及びパラメータ設定装置 |
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CN107748506A (zh) * | 2017-10-31 | 2018-03-02 | 苏州赛维新机电检测技术服务有限公司 | 一种智能测速系统 |
Citations (1)
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JP2006141140A (ja) * | 2004-11-12 | 2006-06-01 | Konica Minolta Medical & Graphic Inc | 搬送装置、画像読取装置、及び画像形成装置 |
-
2008
- 2008-06-30 JP JP2008170809A patent/JP2010011701A/ja active Pending
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