JP4661911B2 - 搬送装置 - Google Patents

Description

本発明は、モータにより搬送対象を搬送する搬送装置に関する。

従来、搬送装置としては、記録紙や記録ヘッドを、モータの駆動力により搬送して、記録紙に画像を形成するインクジェットプリンタ装置や、ラインセンサをモータにより副走査方向に搬送して、原稿を読み取るスキャナ装置が知られている。

例えば、インクジェットプリンタ装置では、記録ヘッドで一度に記録できる量に限界があることから、記録紙を間欠的に記録位置へと搬送し、記録紙に段階的に画像を形成することによって、記録紙全体に画像を形成する。

但し、このような段階的な記録動作の際には、精度よく記録紙を搬送しないと、画像を綺麗に接続できず、画質が劣化する。特に近年では、インク液滴の微小化が進み、高解像度の画像を、記録紙に記録できるようになってきており、それに合わせて記録紙の送り量についても精度が求められている。

そこで、近年では、記録紙の停止位置付近で、非常に低い速度でモータを回転させることにより、精度よく記録紙を所定量送り出すようにしている。また、この際には、記録紙の搬送速度を計測し、その計測結果に基づき、モータに対する操作量（駆動電圧又は電流）を決定するようにしている。

具体的には、モータに取り付けられたエンコーダの立ち上がりエッジを検出した時点で、前回検出された立ち上がりエッジからの経過時間を特定し、この経過時間から搬送速度を特定して、搬送速度と目標速度との差分に対応する駆動電圧又は電流をモータに入力することで、モータを駆動するようにしている。

しかしながら、このような手法でモータを駆動する場合には、モータに負荷がかかり、搬送対象が急激に停止してしまった場合に、エンコーダの立ち上がりエッジが検出されず、搬送対象の速度情報が更新されなくなってしまう。その結果、目標速度との差分が大きくならず搬送対象を移動させることのできない低い駆動電圧又は電流で永遠にモータが駆動されることになり、搬送対象の搬送を再開することができなくなってしまう。

このような問題は、インクジェットプリンタ装置だけでなく、スキャナ装置においても生じる。即ち、スキャナ装置の分野では、ユーザから要求される読取解像度が近年高くなってきており、それに伴って、ラインセンサを超低速で搬送させる必要が生じてきている。しかしながら、超低速でラインセンサを搬送する場合には、モータのトルクが小さいため、些細な負荷変動で、搬送対象（モータ）が急激に停止してしまう。そして、この場合には、インクジェットプリンタ装置と同様の問題が生じる。

尚、このような問題に対処するため、従来では、速度情報が規定時間内に更新されない場合に、タイムアウトと判断して、モータに入力する駆動電圧を上昇させることが考えられている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００８−０１２７８９号公報

しかしながら、従来技術では、速度情報が規定時間内に更新されない場合、その時点までの経過時間に基づいて仮の速度情報を設定する一方、次の規定時間を、テーブルを参照して設定するため、規定時間の設定に係る手順が煩雑であるといった問題があった。また、事前にテーブルを作成しなければならない設計上の煩雑さもあった。

本発明は、こうした問題に鑑みなされたものであり、低速搬送時の負荷変動によって搬送対象が停止した場合又は搬送対象の速度が著しく低くなった場合にも、正常な搬送制御に復帰可能な技術であって、従来よりも簡単な処理手順で正常な状態に復帰する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によって、搬送対象を搬送する搬送手段と、搬送手段の搬送動作によって搬送対象が所定量移動する度に、信号を出力する信号出力手段と、信号出力手段から出力される信号間の時間間隔を表すパラメータ値ＴＸを、記憶保持する記憶手段と、記憶手段が記憶するパラメータ値ＴＸに基づき、当該パラメータ値ＴＸが搬送対象の速度の逆数を表す値であるとみなして、搬送対象が目標速度に対応する速度で移動するように、モータに対する操作量を周期的に決定する操作量決定手段と、操作量決定手段によって決定された操作量に対応する駆動電圧又は駆動電流をモータに入力するモータ駆動手段と、を備える搬送装置であって、更に、計時手段、第１更新手段、及び、第２更新手段を備えるものである。

計時手段は、第１更新手段によってリセットされた時点からの経過時間を計測し、第１更新手段は、信号出力手段から信号が出力される度に、記憶手段が記憶するパラメータ値ＴＸを、計時手段によって計時された上記信号が出力された時点までの経過時間に更新すると共に、計時手段をリセットする。

一方、第２更新手段は、計時手段が示す経過時間が、待機時間ＴＷに到達する度、記憶手段が記憶保持するパラメータ値ＴＸを、上記経過時間が待機時間ＴＷに到達した時点での当該待機時間ＴＷに更新する。
この他、待機時間ＴＷは、パラメータ値ＴＸが更新される度に、更新後のパラメータ値ＴＸを入力変数とした関数ｆ（ＴＸ）であって条件式ｆ（ＴＸ）＞ＴＸを満足する所定の単調増加関数ｆ（ＴＸ）によって、ＴＷ＝ｆ（ＴＸ）に更新される。具体的には、待機時間設定手段が、上記単調増加関数ｆ（ＴＸ）に従って、演算により待機時間ＴＷに設定する。

このように、本発明の搬送装置では、待機時間ＴＷの間、信号出力手段（エンコーダ等）から信号が出力されなかった場合に、記憶手段が記憶するパラメータ値を前回値よりも大きい待機時間ＴＷに更新するので、目標速度とパラメータ値の逆数で示される搬送対象の計測速度との差分が広がり、差分を縮める方向の制御が働く。

従って、この搬送装置によれば、低速搬送時の負荷変動によって搬送対象が停止した場合又は搬送対象の速度が著しく遅くなった場合にも、正常な搬送制御に復帰することができ、信号出力手段から信号が出力されたときにしかパラメータ値を更新しない装置のように、負荷変動によって停止した搬送対象が一向に動き出さない問題を解決することができる。

また、本発明によれば、特許文献１に代表されるようなテーブルを参照して待機時間ＴＷを設定する従来技術とは異なり、テーブルを予め作成し、これを搬送装置に記憶させなくとも、適切に待機時間ＴＷを設定し、上記問題を解決することができる。

従って、本発明によれば、テーブルが想定外としている範囲でも適切な制御を実現でき、更には、設計時にテーブルを作成する煩雑さもないといった利点がある。特に、テーブルを参照する構成では、制御対象毎にテーブルを設計する必要があるが、本発明ではその必要がなく、開発時間を短縮できるというメリットがある。

また、本発明によれば、異常の有無を判定して異常が有る場合にはモードを切り替えるといった煩雑な手順を実行する必要がない。即ち、本発明の構成では、計時手段が計時する時間と待機時間ＴＷとの関係によって、異常がない場合には第２更新手段が働かず、異常がある場合には第２更新手段が働き、自動で異常を解消する方向の動作が行われるため、簡単な構成で優れた機能を発揮することができる。

従って、この搬送装置によれば、負荷変動によって搬送対象が停止した場合又は搬送対象の速度が著しく遅くなった場合に、テーブルを参照してタイムアウト時間を設定する従来技術（特許文献１）よりも、簡単な手順で正常な搬送制御に復帰することができる。

よって、この発明によれば、搬送装置における制御回路の構成を簡単にすることができ、低速搬送時の負荷変動によって搬送対象が停止した場合又は搬送対象の速度が著しく遅くなった場合にも、正常な搬送制御に復帰することができる高性能な搬送装置を、安価に製造することができる。

ところで、上述の待機時間ＴＷは、パラメータ値ＴＸが更新される度に、更新後のパラメータ値ＴＸの所定倍に更新されるとよい（請求項２）。即ち、関数ｆ（ＴＸ）は、ｆ（ＴＸ）＝Ｎ・ＴＸに更新されるとよい（但し、Ｎは、１より大きい正の定数である）。

このように待機時間ＴＷを定めれば、簡単な演算で適切な待機時間ＴＷを設定することができるので、高性能な搬送装置を、安価に製造することができる。
更に言えば、待機時間ＴＷは、パラメータ値ＴＸが更新される度に、更新後のパラメータ値ＴＸの２倍に更新されるとよい（請求項３）。待機時間ＴＷ及びパラメータ値ＴＸを２進数でディジタル的に記憶保持する場合に、待機時間ＴＷを、パラメータ値ＴＸの２倍に更新するようにすれば、単純なビットシフト演算のみで、待機時間ＴＷを更新することができて、より簡単に待機時間ＴＷを設定することができる。

この他、待機時間ＴＷは、パラメータ値ＴＸが更新される度に、更新後のパラメータ値ＴＸに所定量Ｃを加算した値に更新されてもよい（請求項４）。即ち、関数ｆ（ＴＸ）は、ｆ（ＴＸ）＝ＴＸ＋Ｃに更新されてもよい（但し、Ｃは、正の定数である）。このように待機時間ＴＷを更新する場合にも、待機時間ＴＷの更新を簡単に行うことができ、制御回路の構成を簡単にすることができる。

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、本実施例の画像読取装置１の構成を表す説明図であり、ラインセンサ３１の副走査方向に沿う画像読取装置１の概略断面図である。本実施例の画像読取装置１は、所謂フラットベッド型のスキャナ装置として構成され、ラインセンサ３１及びラインセンサ３１の搬送機構等からなる。

具体的に、画像読取装置１は、本体カバー１０と装置本体２０とからなり、本体カバー１０が装置本体２０の上方に開閉可能に設けられ、本体カバー１０が閉じられた状態で、装置本体２０の上面が本体カバー１０により被覆される構成にされている。

装置本体２０は、プラテンガラス２１と、プラテンガラス２１を支持する筐体２５と、カバー材２７と、カバー材２７の裏面に設けられた白基準部材２９と、ラインセンサ３１と、ラインセンサ３１を搭載するキャリッジ３３と、ベルト搬送機構３５と、ベルト搬送機構３５を駆動するためのモータ３７（直流モータ）と、を備える。

筐体２５は、上部が開口された概略直方体形状にされており、プラテンガラス２１は、筐体２５の開口部を閉塞するようにして、筐体２５に設けられている。図１においては詳細を省略するが、筐体２５は、プラテンガラス２１を支持して筐体２５に固定するための構成を有する。

また、プラテンガラス２１の上面には、プラテンガラス２１の左右端縁の内、ラインセンサ３１のホームポジション側の端縁である左側端縁に沿って、主走査方向に長尺なカバー材２７が、白基準部材２９を介してプラテンガラス２１上面に密着するように取り付けられている。

カバー材２７の右端縁は、原稿Ｐの突き当て位置に定められており、カバー材２７の上面には、プラテンガラス２１上において読取対象の原稿Ｐを配置すべき位置を示すマークが原稿サイズ毎に記されている。即ち、カバー材２７は、読取対象の原稿をプラテンガラス２１上で位置決めするための部材として機能する。以下では、プラテンガラス２１の表面領域であってカバー材２７等によって被覆されていない装置本体２０上部に露出した領域を、特に「原稿載置台」２１ａと表現する。本実施例において、読取対象の原稿Ｐは、この原稿載置台２１ａに載置される。

また、カバー材２７の裏面に設けられた白基準部材２９は、ラインセンサ３１の主走査方向に対応する長さの白色部材によって構成されている。この白基準部材２９は、プラテンガラス２１に対向配置されるようにして主走査方向に設けられ、カバー材２７によって、プラテンガラス２１上の所定位置に固定されている。白基準部材２９は、光電効果によりラインセンサ３１で蓄積される電荷の情報を、適切な画素値に変換するときに必要な補正データを生成するために用いられる。

また、ラインセンサ３１は、プラテンガラス２１の下方領域において、ベルト搬送機構３５を通じ、副走査方向（左右方向）に移動可能に設けられている。このラインセンサ３１は、原稿載置台２１ａの主走査方向の長さと同程度の長さの受光面を備え、プラテンガラス２１に載置された原稿Ｐをライン毎に読み取る周知のラインセンサとして構成されている。

具体的に、ラインセンサ３１は、光源からプラテンガラス２１上の読取対象に照射した光の反射光を受光素子にて受光することにより、読取対象を主走査方向に読み取り、読取結果として、主走査方向１ライン分の画素データからなるラインデータを生成する。このラインセンサ３１は、キャリッジ３３に搭載された状態で筐体２５内に設けられる。

また、キャリッジ３３は、ベルト搬送機構３５が備える一対のローラ３５ａ，３５ｂに巻回されたベルト３５ｃに固定されており、モータ３７より発生する動力により回転するベルト３５ｃに作用され、副走査方向に移動する。即ち、ラインセンサ３１は、ベルト搬送機構３５によって搬送されるキャリッジ３３と共に、副走査方向に搬送される。

続いて、画像読取装置１の電気的構成について図２を用いて説明する。図２は、画像読取装置１の電気的構成を表すブロック図である。図２に示すように、画像読取装置１は、ＣＰＵ５１、ＲＯＭ５３、ＲＡＭ５５、通信インタフェース５７、操作部５９、読取制御部６１、駆動回路６３、ロータリエンコーダ６５、ラインセンサ３１及びモータ３７を備える。

ＣＰＵ５１は、ＲＯＭ５３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、スキャナ機能等を実現する。また、ＲＡＭ５５は、ＣＰＵ５１によるプログラム実行時に、作業領域として使用される。

この他、通信インタフェース５７は、外部のパーソナルコンピュータ７と通信するためのインタフェースであり、画像読取装置１は、この通信インタフェース５７を通じて、外部のパーソナルコンピュータ７から読取指令を受け付け、又、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７に提供する。また、操作部５９は、操作スイッチを通じて入力される操作情報をＣＰＵ５１に入力するユーザインタフェースである。

一方、読取制御部６１は、モータ３７やラインセンサ３１を制御するものであり、本実施例の画像読取装置１は、読取制御部６１を通じてモータ３７を駆動することで、ラインセンサ３１を副走査方向に移動させると共に、その移動中にラインセンサ３１に読取動作をライン毎に実行させ、原稿載置台２１ａに載置された原稿を読み取る。尚、読取制御部６１の詳細については、図３等を用いて後述する。図３は、読取制御部６１の詳細構成を表すブロック図である。

また、駆動回路６３は、読取制御部６１から入力される操作量ｕに対応する駆動電圧（又は駆動電流）でモータ３７を駆動するものである。具体的には、ＰＷＭ制御により操作量ｕに対応する駆動電圧（電流）をモータ３７に入力する。

また、ロータリエンコーダ６５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、モータ３７の駆動軸３７ａ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６５ａと、センサ本体６５ｂと、を備える（図３参照）。

尚、モータ３７は、駆動軸３７ａが上下に突出した構成にされており、駆動軸３７ａの一端に、ピニオン（図示せず）が取り付けられ、駆動軸３７ａの他端に、上記エンコーダスケール６５ａが取り付けられている。ピニオンは、ローラ３５ｂに繋がる図示しないギアに接続されており、モータ３７の回転力は、図示しないギアを介してローラ３５ｂに伝達される。

また、ロータリエンコーダ６５を構成するセンサ本体６５ｂは、エンコーダスケール６５ａ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６５ａ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６５ｂ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６５ａ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６５ｂ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６５ａ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のパルス信号が、モータ３７が所定量回転する度（換言すればラインセンサ３１が所定量移動する度）に出力される。

尚、このロータリエンコーダ６５から出力されるエンコーダ信号（Ａ相信号及びＢ相信号）は、読取制御部６１に入力され、モータ３７のフィードバック制御に利用される。
続いて、読取制御部６１の構成について、図３を用いて詳述する。図３に示すように、読取制御部６１は、センサ制御部１０１、画像処理部１０３、エッジ検出部１０５、位置検出部１０７、周期検出部１０９、カウンタメモリ１１３、モータ制御部１１５、及び、システムクロック１１７を備える。

センサ制御部１０１は、ラインセンサ３１の読取動作を制御するものであり、一定時間毎に、ラインセンサ３１の受光素子が蓄積した電荷をシフトレジスタへ転送させると共に、この転送動作により受光素子をリセットして受光素子に次の読取動作を実行させ、シフトレジスタに転送された電荷情報を、次の読取動作が終了するまでの期間に、上記ラインデータとして、ラインセンサ３１に出力させる。尚、ラインセンサ３１から出力されるラインデータは画像処理部１０３に入力される。

画像処理部１０３は、このようにしてラインセンサ３１から入力されるアナログのラインデータを、順次ディジタルデータに変換等し、変換後のラインデータを、ＣＰＵ５１に入力する。

一方、エッジ検出部１０５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のエッジを検出して、エッジ検出信号を、位置検出部１０７及び周期検出部１０９に入力する。具体的に、本実施例では、Ａ相信号の立ち上がりエッジを検出して、Ａ相信号の立ち上がりエッジのタイミングでエッジ検出信号を出力する。また、エッジ検出部１０５は、Ａ相信号及びＢ相信号の位相差によって、エンコーダスケール６５ａの回転方向（換言すれば、ラインセンサ３１の進行方向）を検知し、回転方向を表す信号を、位置検出部１０７及び周期検出部１０９に入力する。

また、位置検出部１０７は、エッジ検出部１０５から入力されるエッジ検出信号及び回転方向を表す信号に基づいて、ラインセンサ３１の位置座標を特定する。
具体的には、エンコーダスケール６５ａが正回転のときにエッジ検出信号が入力されると、カウンタ値Ｘを１加算し（Ｘ←Ｘ＋１）、エンコーダスケール６５ａが逆回転のときにエッジ検出信号が入力されると、ラインセンサ３１の位置座標を表すカウンタ値Ｘを１減算することにより（Ｘ←Ｘ−１）、モータ３７の回転と連動して移動するラインセンサ３１の位置座標を特定する。尚、位置検出部１０７が保持するラインセンサ３１の位置座標を表すカウンタ値Ｘは、モータ制御部１１５に入力される。

この他、周期検出部１０９は、図４に示す処理を実行することにより、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し、その計測結果に基づいて、カウンタメモリ１１３が記憶するエッジ検出信号の入力周期を表す周期判定値ＣＴＲを更新する（詳細後述）。尚、時間計測は、システムクロック１１７から入力されるクロック信号に基づいて行われる。

また、カウンタメモリ１１３は、上述したように、エッジ検出信号の入力周期を表す周期判定値ＣＴＲを記憶保持するものであり、この周期判定値ＣＴＲは、モータ制御部１１５に入力される。

この他、モータ制御部１１５は、カウンタメモリ１１３から入力される周期判定値ＣＴＲと、位置検出部１０７から入力されるカウンタ値Ｘと、に基づいて、モータ３７（ひいいては、ラインセンサ３１）の速度制御を実現するものである。

具体的に、モータ制御部１１５は、カウンタメモリ１１３から入力される周期判定値ＣＴＲの逆数を、ラインセンサ３１の搬送速度（移動速度）Ｖとみなして、ＣＰＵ５１から予め指定された目標速度Ｖｒとの偏差ｅ＝Ｖｒ−Ｖを求め、偏差ｅを所定の伝達関数に入力することにより、モータ３７に対する操作量ｕを求める。尚、この伝達関数によっては、操作量ｕとして、偏差ｅが縮まる方向の値が算出される。

そして、モータ制御部１１５は、算出された操作量ｕを駆動回路６３に入力し、駆動回路６３に上記操作量ｕに対応した駆動電圧（電流）でモータ３７を駆動させることにより、ラインセンサ３１が目標速度Ｖｒに対応した速度で移動するように速度制御する。

但し、操作量ｕの算出は、所定の制御周期Ｔｓで行う。即ち、モータ制御部１１５は、時間間隔Ｔｓ毎に、その時点でカウンタメモリ１１３が保持する周期判定値ＣＴＲと、ＣＰＵ５１から指定されたその時点での目標速度Ｖｒと、に基づいて、上述した手法で操作量ｕを算出し、算出した操作量ｕを駆動回路６３に入力する。尚、モータ制御部１１５に対しては、ＣＰＵ５１から、例えば、図３下段に示すような加速・定速区間、減速区間の夫々に対応した目標速度Ｖｒが指定され、減速区間の開始地点は、位置検出部１０７から入力されるカウンタ値Ｘに基づいて判断される。

ところで、目標速度Ｖｒが非常に低速である場合には、搬送路での負荷変動で、ラインセンサ３１（モータ３７）が急激に停止するといった問題が発生し易い。
従って、ラインセンサ３１を通じ読取対象を高解像度に読み取る場合など、ラインセンサ３１を非常に低速で搬送する必要がある場合には、従来のように、エッジ検出信号が入力される度に周期判定値ＣＴＲを更新する程度では、急激な負荷変動でモータ３７の回転が停止し、エッジ検出信号が入力されなくなったときに、周期判定値ＣＴＲが更新されないことが原因でフィードバック制御が上手く働かず、ラインセンサ３１が停止したままで一向に移動しないといった事態が発生する。

そこで、本実施例では、周期検出部１０９にて、図４に示す周期計測処理を実行することにより、このような問題を回避するようにしている。図４は、周期検出部１０９が実行する周期計測処理を表すフローチャートである。以下に、この周期計測処理の詳細について説明するが、周期検出部１０９は、図４に示す周期計測処理を、自己の起動と共に開始する。

周期計測処理を開始すると、周期検出部１０９は、まず、内蔵する計測カウンタ１１０が保持するクロック数ＣＬＫをゼロにリセットすることで、計測カウンタ１１０にクロック数ＣＬＫのカウント動作をゼロからスタートさせる（Ｓ１１０）。尚、計測カウンタ１１０は、システムクロック１１７からクロック信号が入力される度にクロック数ＣＬＫをカウントアップするものである。

また、クロック数ＣＬＫのリセット時には、閾値ＴＨを、カウンタメモリ１１３が保持する周期判定値ＣＴＲのＮ倍に設定する（ＴＨ←Ｎ・ＣＴＲ）。尚、定数Ｎは、例えば、値２に定めることができる（Ｎ＝２）。

この後、周期検出部１０９は、計測カウンタ１１０が計測するクロック数ＣＬＫが、閾値ＴＨに到達するか、エッジ検出部１０５からエッジ検出信号が入力されるまで待機し（Ｓ１２０，Ｓ１３０）、エッジ検出信号が入力されると（Ｓ１３０でＹｅｓ）、その時点で、計測カウンタ１１０が保持するクロック数ＣＬＫをカウンタメモリ１１３に入力することにより、カウンタメモリ１１３が記憶保持する周期判定値ＣＴＲを、エッジ検出信号入力時点でのクロック数ＣＬＫに更新する（Ｓ１４０）。

また、この時点で終了イベントが発生していない場合には（Ｓ１５０でＮｏ）、Ｓ１１０に移行し、計測カウンタ１１０が計測するクロック数ＣＬＫをゼロにリセットして、計測カウンタ１１０に、新たなクロック数ＣＬＫのカウント動作を開始させる。その後、後続の処理を実行する。尚、終了イベントとしては、画像読取装置１の電源オフイベント等を挙げることができる。

このようにして、周期検出部１０９は、エッジ検出信号が入力される度に、計測カウンタ１１０をリセットして、当該エッジ検出信号の入力時点からの経過時間を計測カウンタ１１０に計測させると共に、エッジ検出信号が入力される度に、計測カウンタ１１０によって計測されたその時点までの経過時間を表すクロック数ＣＬＫを、カウンタメモリ１１３に入力することで、カウンタメモリ１１３が記憶保持する周期判定値ＣＴＲを、上記クロック数ＣＬＫに更新する。

一方、エッジ検出信号が閾値ＴＨに対応する時間入力されず、計測カウンタ１１０が計測するクロック数ＣＬＫが閾値ＴＨに到達すると（Ｓ１２０でＹｅｓ）、周期検出部１０９は、その時点で、計測カウンタ１１０が保持するクロック数ＣＬＫを、カウンタメモリ１１３に入力することにより、カウンタメモリ１１３が保持する周期判定値ＣＴＲを、その時点でのクロック数ＣＬＫに更新する（Ｓ１６０）。換言すると、カウンタメモリ１１３が保持する周期判定値ＣＴＲを、その時点での閾値ＴＨに更新する（Ｓ１６０）。

また、この処理を終えると、周期検出部１０９は、閾値ＴＨを、カウンタメモリ１１３が記憶保持する上記更新後の周期判定値ＣＴＲのＮ倍に更新する（Ｓ１７０）。即ち、閾値ＴＨ＝Ｎ・ＣＴＲとする。

その後、周期検出部１０９は、計測カウンタ１１０が計測するクロック数ＣＬＫが、新たに設定した閾値ＴＨに到達するか、エッジ検出部１０５からエッジ検出信号が入力されるまで待機し（Ｓ１２０，Ｓ１３０）、エッジ検出信号が入力された場合には（Ｓ１３０でＹｅｓ）、上述したＳ１４０以降の処理を実行し、クロック数ＣＬＫが閾値ＴＨに到達した場合には（Ｓ１２０でＹｅｓ）、Ｓ１６０以降の処理を実行する。

即ち、エッジ検出信号が入力されない時期が続く場合、周期検出部１０９は、エッジ検出信号が最後に入力された時点で更新された更新後の周期判定値ＣＴＲ＝ＣＴＲ０に対し、閾値ＴＨを、Ｎ・ＣＴＲ０，Ｎ²・ＣＴＲ０，Ｎ³・ＣＴＲ０，Ｎ⁴・ＣＴＲ０，…といった具合に更新する。また、同時に、カウンタメモリ１１３の周期判定値ＣＴＲを、ＣＴＲ０，Ｎ・ＣＴＲ０，Ｎ²・ＣＴＲ０，Ｎ³・ＣＴＲ０，…といった具合に更新する。

従って、周期検出部１０９の上記動作によれば、周期判定値ＣＴＲの逆数で表されるラインセンサ３１の搬送速度Ｖは、次第に低くなっていき、目標速度Ｖｒとの偏差ｅは、次第に拡大することになる。結果として、周期検出部１０９の上記動作によって、負荷変動で急停止したモータ３７は、負荷に打ち勝ち、再び回転を始めることになるのである。

そして、終了イベントが発生すると（Ｓ１５０でＹｅｓ）、周期検出部１０９は、当該周期計測処理を終了する。
以上、画像読取装置１の構成について説明したが、本実施例の画像読取装置１の各部と「特許請求の範囲」記載の発明との対応関係は、次の通りである。

即ち、「特許請求の範囲」記載の搬送手段は、モータ３７、ベルト搬送機構３５、キャリッジ３２等からなるラインセンサ３１の搬送機構に相当し、信号出力手段は、モータ３７が所定量回転する度にパルス信号を出力するロータリエンコーダ６５に相当する。また、記憶手段は、カウンタメモリ１１３に相当し、パラメータ値ＴＸは、周期判定値ＣＴＲに相当する。

また、操作量決定手段は、モータ制御部１１５に相当し、モータ駆動手段は、駆動回路６３に相当し、計時手段は、計測カウンタ１１０に相当する。その他、第１更新手段は、周期検出部１０９が実行するＳ１１０，Ｓ１３０，Ｓ１４０の処理により実現され、第２更新手段は、周期検出部１０９が実行するＳ１２０，Ｓ１６０の処理により実現されている。また、待機時間ＴＷは、閾値ＴＨに対応する。

続いて、本発明による操作量ｕの決定手法を、具体的に説明する。尚、上記実施例では、本発明の搬送装置を画像読取装置１に適用した例を説明したが、本発明は、インクジェットプリンタ装置における記録ヘッドや記録紙の搬送制御等にも適用することができる。

従って、ここでは、図５を用いて、画像読取装置１に分野を限らず、一般的な搬送装置に本発明を適用した場合の操作量ｕの決定手法について説明する。図５は、操作量ｕの決定手法の具体例を表したタイムチャートである。尚、図５では、インクジェットプリンタ装置における記録紙の搬送制御を想定している。

図５に示す例では、区間Ｌ１〜Ｌ６が夫々制御周期Ｔｓに対応しており、モータ制御部１１５では、各区間Ｌ１〜Ｌ６の開始時点で、そのときの最新の周期判定値ＣＴＲを拠所に、上述した手法で操作量ｕが決定される。

具体的に、区間Ｌ２の開始時点では、区間Ｌ１の時刻Ｔ１にて更新された周期判定値ＣＴＲ＝τ０が最新の周期判定値となるため、区間Ｌ２では、搬送対象の速度がＶ＝１／τ０とみなされて、操作量ｕが算出される。

尚、区間Ｌ２では、時刻Ｔ２でエッジ検出信号が入力されるため、時刻Ｔ２では、周期判定値がＣＴＲ＝τ１に更新され、閾値がＴＨ＝Ｎ・τ１に更新される。また、次のエッジ検出信号が入力される時刻Ｔ５は、時刻Ｔ２から閾値ＴＨに対応する時間Ｎ・τ１が経過する時刻Ｔ３よりも遅い時刻であるため、時刻Ｔ３では、エッジ検出信号は入力されないものの、周期判定値がＣＴＲ＝Ｎ・τ１に更新され、閾値がＴＨ＝Ｎ²・τ１に更新される。

そして、エッジ検出信号が入力される時刻Ｔ５では、周期判定値ＣＴＲが、前回エッジ検出信号の入力時点（時刻Ｔ２）からの経過時間に対応する値τ２に更新され（ＣＴＲ＝τ２）、閾値がＴＨ＝Ｎ・τ２に更新される。

図５に示す例では、このような経過により周期判定値ＣＴＲが更新されるが、区間Ｌ３の開始時点では、区間Ｌ２の時刻Ｔ５で更新された周期判定値ＣＴＲ＝τ２が最新の周期判定値となるため、区間Ｌ３では、搬送対象の速度がＶ＝１／τ２とみなされて、操作量ｕが算出される。

また、図５に示す例では、次のエッジ検出信号が入力される時刻Ｔ６が、時刻Ｔ５から閾値ＴＨに対応する時間Ｎ・τ２が経過する時刻Ｔ８よりも早い時刻であるため、計測カウンタ１１０のクロック数ＣＬＫが、閾値ＴＨ＝Ｎ・τ２に到達することはなく、時刻Ｔ６が到来した時点で、クロック数ＣＬＫはリセットされる。同時に、時刻Ｔ６では、周期判定値ＣＴＲが、前回エッジ検出信号の入力時点（時刻Ｔ５）からの経過時間に対応する値τ３に更新され（ＣＴＲ＝τ３）、閾値がＴＨ＝Ｎ・τ３に更新される。

そして、区間Ｌ４の開始時点では、区間Ｌ３の時刻Ｔ６で更新された周期判定値ＣＴＲ＝τ３が最新の周期判定値となり、区間Ｌ４では、搬送対象の速度がＶ＝１／τ３みなされて、操作量ｕが算出される。

さて、図５に示す例では、区間Ｌ４の時刻Ｔ７において、急激な負荷変動が生じ、目標速度Ｖｒに対し、搬送対象の実速度が急激に低下する。例えば、ここでは、搬送対象の実速度がゼロになって搬送対象が停止してしまうものとする。

このときには、ロータリエンコーダ６５からは、想定のパルス波形が得られずに、エンコーダ信号の立ち上がりエッジが検出されないことになり、従来のように何ら対処しない場合には、モータ３７が負荷に打ち勝つことはなく、搬送対象は停止したままの状態になってしまう。

一方、本実施例では、周期検出部１０９にて図４に示す内容の処理が行われるため、後述するプロセスを経て、モータ３７の駆動電圧（電流）は、次第に上昇し、これによってモータ３７は、負荷に打ち勝ち、搬送対象が動き出すことになる。

この点について詳述すると、区間Ｌ４では、エッジ検出信号が入力されず、また、計測カウンタ１１０のクロック数ＣＬＫが閾値ＴＨに到達することもないため、カウンタメモリ１１３が保持する周期判定値ＣＴＲは、時刻Ｔ６で更新されたままの状態になる。

従って、区間Ｌ５では、搬送対象の速度がＶ＝１／τ３とみなされて、操作量ｕが算出される。また、区間Ｌ５でも、区間Ｌ４と同様に、エッジ検出信号が入力されず、計測カウンタ１１０のクロック数ＣＬＫが閾値ＴＨに到達することもないため、カウンタメモリ１１３が保持する周期判定値ＣＴＲは、時刻Ｔ６で更新されたままの状態になる。

従って、区間Ｌ６では、区間Ｌ５と同様に、搬送対象の速度がＶ＝１／τ３とみなされて、操作量ｕが算出されることになる。よって、この時点でモータ３７が負荷に打ち勝つことは基本的になく、搬送対象は停止したままとなる。

一方、区間Ｌ６においては、時刻Ｔ９で計測カウンタ１１０のクロック数ＣＬＫが閾値ＴＨ＝Ｎ・τ３に到達することになるため、エッジ検出信号は入力されないものの、時刻Ｔ９で、周期判定値がＣＴＲ＝Ｎ・τ３に更新され、閾値がＴＨ＝Ｎ²・τ３に更新される。

このため、区間Ｌ６に続く区間Ｌ７の開始時点（時刻Ｔ１０）においては、区間Ｌ６の時刻Ｔ９で更新された周期判定値ＣＴＲ＝Ｎ・τ３が最新の周期判定値となり、区間Ｌ７では、搬送対象の速度がＶ＝１／（Ｎ・τ３）とみなされて、操作量ｕが算出されることになる。

即ち、区間Ｌ７では、偏差ｅが拡大してモータ３７に対する駆動電圧（電流）が上昇し、モータ３７にかかる負荷が小さい場合には、この時点でモータ３７の回転力が負荷に打ち勝って、停止していた搬送対象が動きだすことになる。

また、負荷が大きく時刻Ｔ１０で搬送対象が動きださなくとも、周期判定値ＣＴＲは、時間と共に、Ｎ²・τ３，Ｎ³・τ３，Ｎ⁴・τ３，…と次第に大きくなり、それに伴って、偏差ｅが大きくなり、モータ３７に入力される駆動電圧（電流）が次第に大きくなる。このため、いずれモータ３７が負荷に打ち勝って回転し、搬送対象が動き出すことになる。

このように、本実施例によれば、搬送対象（ラインセンサ３１等）を低速で搬送するときに、負荷変動で、搬送対象が停止してしまうことがあっても、モータ３７に対する駆動電圧（電流）を次第に上昇させることができ、負荷変動による異常な搬送対象の停止状態を解消することができる。

また、本実施例によれば、極めてシンプルな制御回路で、負荷変動による搬送対象の停止状態を解消することができるので、安価に優れた製品を製造することができる。
即ち、本実施例によれば、閾値ＴＨの設定の際に、従来技術のように、テーブルを参照する必要がなく、また、閾値ＴＨを用いた制御の切替のために、予め試験等により適切な閾値ＴＨを求めてテーブルを作成する必要もない。

また、本実施例によれば、予期しない速度減少がない場合には、Ｓ１２０でＹｅｓと判断されても、制御周期が到来する前にカウンタメモリ１１３の値ＣＴＲがエッジ検出信号の入力により更新されるので、通常の制御に影響を及ぼさず（区間Ｌ２〜Ｌ３など）、予期しない速度減少があった場合にだけ、Ｓ１２０でＹｅｓとの判断により、本来の目的の状態に制御を復帰させるような機能が働く（区間Ｌ７など）。従って、図４に示す処理は、常時実行されていてよく、従来技術のように正常時と異常時を判定して制御モードを切り替えたり、現在が減速時か加速時か定速時かを判定して制御モードを切り替えたりする必要がない。

よって、本実施例によれば、低速搬送時の負荷変動によって搬送対象が停止した場合又は搬送対象の速度が著しく低くなった場合にも、従来よりも簡単な処理手順で正常な制御状態に復帰することができるのである。

また、本実施例によれば、極めて簡単な演算により閾値ＴＨを導出するので、制御回路の構成を、極めてシンプルな構成にすることができる。例えば、定数Ｎ＝２に設定すれば、クロック数ＣＬＫが閾値ＴＨを超えるときの閾値ＴＨの再設定を、前回閾値ＴＨのビットシフト演算で実現できる。

尚、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、本発明を、画像読取装置１に適用した例を挙げたが、本発明は、上述したようにインクジェットプリンタ装置等の種々の搬送装置に適用することができる。

また、Ｓ１１０，Ｓ１７０では、閾値ＴＨを、周期判定値ＣＴＲのＮ倍ではなく、周期判定値ＣＴＲに所定量Ｃ加算した値（ＴＨ＝ＣＴＲ＋Ｃ）に更新するように、搬送装置（画像読取装置１）を構成しても構わない。

その他、閾値ＴＨは、周期判定値ＣＴＲを入力変数とした関数ｆ（ＣＴＲ）であって条件式ｆ（ＣＴＲ）＞ＣＴＲを満足する単調増加関数ｆ（ＣＴＲ）によって定めることができる（ＴＨ＝ｆ（ＣＴＲ））。但し、採用する関数ｆ（ＣＴＲ）によって、演算の煩雑さが変化するため、なるべくシンプルな関数により、閾値ＴＨを設定すると、製品の製造コスト等の面から有効である。

画像読取装置１の概略断面図である。 画像読取装置１の電気的構成を表すブロック図である。 読取制御部６１の詳細構成を表すブロック図である。 周期検出部１０９が実行する周期計測処理を表すフローチャートである。 操作量ｕの決定手法を表したタイムチャートである。

符号の説明

１…画像読取装置、７…パーソナルコンピュータ、１０…本体カバー、２０…装置本体、２１…プラテンガラス、２１ａ…原稿載置台、２５…筐体、２７…カバー材、２９…白基準部材、３１…ラインセンサ、３３…キャリッジ、３５…ベルト搬送機構、３５ａ，３５ｂ…ローラ、３５ｃ…ベルト、３７…モータ、３７ａ…駆動軸、５１…ＣＰＵ、５３…ＲＯＭ、５５…ＲＡＭ、５７…通信インタフェース、５９…操作部、６１…読取制御部、６３…駆動回路、６５…ロータリエンコーダ、６５ａ…エンコーダスケール、６５ｂ…センサ本体、１０１…センサ制御部、１０３…画像処理部、１０５…エッジ検出部、１０７…位置検出部、１０９…周期検出部、１１０…計測カウンタ、１１３…カウンタメモリ、１１５…モータ制御部、１１７…システムクロック、Ｐ…原稿

Claims (4)

1. モータを備え、前記モータから発生する力によって、搬送対象を搬送する搬送手段と、
   前記搬送手段の搬送動作によって前記搬送対象が所定量移動する度に、信号を出力する信号出力手段と、
   前記信号出力手段から出力される信号間の時間間隔を表すパラメータ値ＴＸを、記憶保持する記憶手段と、
   前記記憶手段が記憶する前記パラメータ値ＴＸに基づき、当該パラメータ値ＴＸが前記搬送対象の速度の逆数を表す値であるとみなして、前記搬送対象が目標速度に対応する速度で移動するように、前記モータに対する操作量を周期的に決定する操作量決定手段と、
   前記操作量決定手段によって決定された操作量に対応する駆動電圧又は駆動電流を前記モータに入力するモータ駆動手段と、
   を備える搬送装置であって、
   リセットされた時点からの経過時間を計測する計時手段と、
   前記信号出力手段から前記信号が出力される度に、前記記憶手段が記憶する前記パラメータ値ＴＸを、前記計時手段によって計時された前記信号が出力された時点までの経過時間に更新すると共に、前記計時手段をリセットする第１更新手段と、
   前記計時手段が示す前記経過時間が、待機時間ＴＷに到達する度に、前記記憶手段が記憶保持する前記パラメータ値ＴＸを、前記経過時間が前記待機時間ＴＷに到達した時点での当該待機時間ＴＷに更新する第２更新手段と、
   を備え、
   前記待機時間ＴＷは、前記パラメータ値ＴＸが更新される度に、更新後の前記パラメータ値ＴＸを入力変数とした関数ｆ（ＴＸ）であって条件式ｆ（ＴＸ）＞ＴＸを満足する所定の単調増加関数ｆ（ＴＸ）によって、ＴＷ＝ｆ（ＴＸ）に更新されることを特徴とする搬送装置。
2. 前記待機時間ＴＷは、前記パラメータ値ＴＸが更新される度に、更新後の前記パラメータ値ＴＸの所定倍に更新されることを特徴とする請求項１記載の搬送装置。
3. 前記待機時間ＴＷは、前記パラメータ値ＴＸが更新される度に、更新後の前記パラメータ値ＴＸの２倍に更新されることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の搬送装置。
4. 前記待機時間ＴＷは、前記パラメータ値ＴＸが更新される度に、更新後の前記パラメータ値ＴＸに所定量を加算した値に更新されることを特徴とする請求項１記載の搬送装置。