裝置及該裝置的控制方法

專利名稱：裝置及該裝置的控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種被構(gòu)造為移動掃描單元以執(zhí)行掃描的裝置及該裝置的控制方法。 尤其是，本發(fā)明涉及采用直流(DC)電機(jī)作為驅(qū)動源的裝置及該裝置的控制方法。
背景技術(shù)：
常規(guī)的圖像讀取裝置(圖像掃描儀)通過使用包含讀取傳感器的掃描器單元、同 時(shí)將所述掃描器單元從其初始位置(參照位置)進(jìn)行移動以讀取原稿的圖像，來對所述原 稿進(jìn)行掃描。這樣的圖像讀取裝置一般使用位置檢測傳感器作為用于確定掃描器單元的初 始位置的單元(即原位置傳感器)。掃描器單元的移動方向通常被稱為“主掃描方向”，而 垂直于該主掃描方向的方向通常被稱為“副掃描方向”。在副掃描方向上，通常提供多個(gè)圖 像讀取傳感器(例如，電荷耦合器件(CCD)傳感器)。作為通過使用原位置傳感器來確定掃描器單元的初始位置的控制方法，日本專利 特開平08-22087號公報(bào)論述了一種使用在副掃描方向上提供的多個(gè)原位置傳感器的方 法。當(dāng)日本專利特開平08-22087號公報(bào)中論述的方法被用于讀取分離的(divided)圖像 時(shí)，當(dāng)該掃描器單元到達(dá)由多個(gè)原位置傳感器存儲的位置時(shí)，該掃描器單元可以返回到該 掃描器單元已經(jīng)過的原位置中當(dāng)前最近的原位置。此外，其他常規(guī)的圖像讀取裝置采用了直流電機(jī)作為掃描器單元的驅(qū)動源。作為一種檢測掃描器單元的移動速度的變動和其后執(zhí)行的控制中的變化的方 法，日本專利特開平10-42584號公報(bào)論述了一種如下構(gòu)造的圖像輸入和輸出裝置，即如 果掃描器單元的驅(qū)動電機(jī)的速度不正常，則立即停止該電機(jī)。更具體地，日本專利特開平 10-42584號公報(bào)中論述的圖像輸入和輸出裝置基于電機(jī)速度的變動歷史估計(jì)當(dāng)前速度范 圍。如果確定電機(jī)的當(dāng)前速度超出了估計(jì)速度范圍，則日本專利特開平10-42584號公報(bào)中 論述的方法確定電機(jī)被非正?？刂疲?qiáng)制停止電機(jī)。如果上述的圖像讀取裝置不具有用于檢測掃描器單元的位置的傳感器，則圖像讀 取裝置將不能使用傳感器來確定掃描器單元的初始位置。上述的常規(guī)的圖像讀取裝置通過使掃描器單元接觸圖像輸入和輸出裝置本身的 外殼的內(nèi)周面來初始化掃描器單元的位置。在按照上述方式初始化掃描器單元的位置以 后，常規(guī)的圖像讀取裝置通過將掃描器單元移動預(yù)定距離來確定初始(原)位置。例如在 對圖像讀取裝置供電時(shí)執(zhí)行初始化掃描器單元的位置的操作。上述的掃描器單元位置初始化操作通過限制輸出電流值來將直流電機(jī)(該掃描 器單元驅(qū)動源)的移動速度控制在低速來執(zhí)行。因此，初始化掃描器單元的位置要花很長 時(shí)間。為了減少初始化掃描器單元的位置所花費(fèi)的時(shí)間，需要增加輸出電流的限制值以高 速驅(qū)動掃描器單元。然而，即使對多個(gè)裝置設(shè)定同樣的輸出電流限制值，在用于接觸掃描器單元的操 作中傳送給直流電機(jī)的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩也可能由于裝置構(gòu)造不同而變高。如果驅(qū)動轉(zhuǎn)矩變高，則 驅(qū)動掃描器單元的直流電機(jī)可能在掃描器單元實(shí)際接觸了圖像讀取裝置的外殼的內(nèi)周面后繼續(xù)轉(zhuǎn)動。結(jié)果安裝在直流電機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸上的編碼器也可能轉(zhuǎn)動。因此，在這種情況下， 不能檢測接觸到圖像讀取裝置的外殼的內(nèi)周面的掃描器單元的狀態(tài)。
由于上述的檢測失敗，圖像讀取裝置不能正確確定掃描器單元的初始位置。上述 的問題也可能在除了被構(gòu)造為移動掃描器單元的圖像讀取裝置之外的裝置中發(fā)生。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種裝置，其被構(gòu)造為通過驅(qū)動電機(jī)來移動單元以 執(zhí)行掃描，所述裝置包括編碼器，其被構(gòu)造為根據(jù)所述單元的移動來輸出信號；獲取單 元，其被構(gòu)造為獲取將被輸出到所述電機(jī)的電流的值；速度控制單元，其被構(gòu)造為根據(jù)從所 述編碼器輸出的所述信號和由所述獲取單元獲取的所述電流的值，執(zhí)行對所述電機(jī)的速度 控制；移動控制單元，其被構(gòu)造設(shè)定預(yù)定值作為閾值，通過使用所述速度控制單元驅(qū)動所述 電機(jī)，來移動所述單元；以及電流控制單元，其被構(gòu)造為在所述單元被移動的時(shí)間段期間的 預(yù)定定時(shí)，根據(jù)所述閾值和由所述獲取單元獲取的所述電流的值來設(shè)定大于所述預(yù)定值的 值。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種裝置的控制方法，所述裝置包括作為單元的 驅(qū)動源并被構(gòu)造為移動所述單元的電機(jī)、被構(gòu)造為根據(jù)所述單元的移動來輸出信號的編碼 器、以及被構(gòu)造為獲取將被輸出到所述電機(jī)的電流的值的獲取單元，所述控制方法包括以 下步驟根據(jù)從所述編碼器輸出的所述信號和由所述獲取單元獲取的所述電流的值，控制 驅(qū)動所述電機(jī)的速度；通過執(zhí)行所述速度控制驅(qū)動所述電機(jī)，來移動所述單元；以及在所 述單元被移動的時(shí)間段期間的預(yù)定定時(shí)，根據(jù)閾值和由所述獲取單元獲取的所述電流的值 來設(shè)定大于所述閾值的值。通過以下參照附圖對示例性實(shí)施例的詳細(xì)說明，本發(fā)明的其他特征和各方面將變
得清楚。


包含在說明書中并構(gòu)成說明書一部分的附圖例示了本發(fā)明的示例性實(shí)施例、特征 以及各方面，并且與文字描述一起用于說明本發(fā)明的原理。圖1例示了圖像讀取裝置的機(jī)構(gòu)的示例。圖2是例示了從原稿臺角度觀察的圖像讀取裝置的機(jī)構(gòu)的示例的平面圖。圖3是例示圖像讀取裝置的示例性結(jié)構(gòu)的框圖。圖4例示了掃描器單元接觸處理的示例。圖5是例示當(dāng)按照在開始移動掃描器單元時(shí)已設(shè)定的目標(biāo)速度驅(qū)動掃描器單元 時(shí)驅(qū)動掃描器單元的速度和向電機(jī)施加的電流的示例性變動的圖。圖6是例示當(dāng)驅(qū)動掃描器單元的速度尚未達(dá)到目標(biāo)速度并且已經(jīng)重設(shè)了要輸出 的電流的限制值時(shí)、變化的速度和施加的電流之間的關(guān)系的示例的圖。圖7是例示用于執(zhí)行對速度的通常反饋控制的處理的示例的流程圖。圖8是例示用于執(zhí)行對移動掃描器單元的速度的反饋控制的處理的示例的流程 圖，所述處理附加地包括使得能夠執(zhí)行限制輸出電流的處理的計(jì)算。圖9是例示本發(fā)明的示例性實(shí)施例的特征性方法的處理的示例的流程圖。
圖10例示了記錄裝置的機(jī)構(gòu)的示例。
具體實(shí)施例方式以下將參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的各種示例性實(shí)施例、特征以及方面。然而，對于本示例性實(shí)施例的部件的相對布置，除非特別說明，否則本發(fā)明的范圍 并不限于以下結(jié)構(gòu)。以下將詳細(xì)說明根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的圖像讀取裝置，作為被構(gòu)造為使由 諸如電機(jī)的驅(qū)動源驅(qū)動的單元執(zhí)行掃描的裝置的示例。圖1為例示圖像讀取裝置的外觀的 示例的透視圖。參照圖1，圖像讀取裝置100包括具有控制電路的外殼101、原稿臺102、掃描器單 元103、以及原稿蓋105。圖2是圖1所示的圖像讀取裝置100的俯視圖。圖2所示的示例例示了外殼101 內(nèi)的圖像讀取裝置100的示例性硬件結(jié)構(gòu)，在原稿蓋105(在圖2所示的示例中為打開狀 態(tài))之上、通過原稿臺102的玻璃板201來觀察所述硬件結(jié)構(gòu)。當(dāng)原稿被讀取時(shí)，用戶打開 原稿蓋105，將原稿104放置在原稿臺102的玻璃板201上，然后使掃描器單元103掃描要 讀取的原稿104。參照圖2，掃描器單元103的原位置204設(shè)置在原稿臺102的左側(cè)位置。掃描器單 元103的接觸位置202設(shè)置在與掃描器單元103的原位置204相對的位置。在用于初始化 掃描器單元103的位置的操作中，掃描器單元103沿著箭頭203指示的方向移動以到達(dá)接 觸位置202。掃描器單元沿著圖2中箭頭203所示的主掃描方向移動。圖1和圖2所示的連接到主機(jī)(未示出)的圖像讀取裝置100，根據(jù)來自主機(jī)的指 令讀取圖像并將所讀取的圖像的數(shù)據(jù)輸出到主機(jī)。在圖1和圖2所示的各示例中，圖像讀 取裝置100為平臺型獨(dú)立(集成)裝置。然而，圖像讀取裝置100可以通過多功能外圍設(shè) 備(MFP)的掃描器單元來實(shí)現(xiàn)。圖3是例示根據(jù)本示例性實(shí)施例的圖像讀取裝置100的關(guān)于控制的示例性結(jié)構(gòu)的 框圖。參照圖3，當(dāng)中央處理單元(CPU) 301從主機(jī)接收到用于開始讀取原稿圖像的指令 時(shí)，CPU 301開始原稿圖像讀取操作。當(dāng)圖像讀取操作開始時(shí)，包括在掃描器單元103中的 光源306被點(diǎn)亮，并且作為驅(qū)動源的直流(DC)電機(jī)303開始旋轉(zhuǎn)。另外，DC電機(jī)303驅(qū)動 掃描器單元103以使其移動來用光照射原稿。原稿上的反射光經(jīng)由鏡307被輸入到讀取傳感器(CXD) 308。讀取傳感器(CXD) 308 通過使用模擬前端(AFE)309對來自被掃描原稿的反射光或者透射過被掃描原稿的光執(zhí)行 光電轉(zhuǎn)換。通過光電轉(zhuǎn)換產(chǎn)生的模擬電信號(圖像信號)被發(fā)送到CPU 301。然后，對圖像 信號進(jìn)行模擬至數(shù)字(A/D)轉(zhuǎn)換。另外，接著根據(jù)預(yù)先存儲在只讀存儲器(R0M)311上的程 序?qū)/D轉(zhuǎn)換后的信號進(jìn)行圖像處理。CPU 301將以上述方式生成的圖像數(shù)據(jù)存儲在隨機(jī)存取存儲器(RAM)310中。按下 述方式移動掃描器單元103。更具體地，CPU 301從ROM 311中調(diào)用和執(zhí)行控制程序并且執(zhí) 行反饋控制。另外，CPU 301經(jīng)由電機(jī)驅(qū)動器302驅(qū)動DC電機(jī)303。通過使用編碼器傳感器305讀取旋轉(zhuǎn)編碼器膜(film) 304。將通過讀取編碼器傳感器305獲取的信號輸出到CPU 301。CPU 301接收從DC電機(jī)303輸出的信號并由接收到 的信號獲取關(guān)于DC電機(jī)303的旋轉(zhuǎn)速度的信息。CPU 301根據(jù)按上述方式獲取的速度信 息，來執(zhí)行用于驅(qū)動掃描器單元103的反饋控制。圖4是圖像讀取裝置100的側(cè)斷面圖，其示意性地例示了用于確定掃描器單元103 的初始位置(原位置)的操作。更具體地，圖4例示了被執(zhí)行來確定掃描器單元103的初 始位置(原位置)的、掃描器單元接觸處理的示例。掃描器單元初始位置確定處理包括以 下兩個(gè)步驟。參照圖4，在步驟Si，CPU 301朝著接觸位置202移動掃描器單元103。當(dāng)掃描器 單元103被CPU 301移動并到達(dá)接觸位置202時(shí)，掃描器單元103接觸圖像讀取裝置100的 外殼101的內(nèi)壁表面(位于接觸位置202)。在本示例性實(shí)施例中，用于將掃描器單元103 抵接到圖像讀取裝置100的外殼101的內(nèi)壁表面的操作被稱為“接觸”或者“接觸操作”。根據(jù)通過使用編碼器傳感器305獲取的速度信息，來確定掃描器單元103是否到 達(dá)接觸位置202 (即，掃描器單元103是否接觸到圖像讀取裝置100的外殼101的內(nèi)壁表 面)。如果確定掃描器單元103已經(jīng)到達(dá)接觸位置202，則掃描器單元103在這種狀態(tài)下不 能被進(jìn)一步移動。因此，在這種狀態(tài)下，CPU 301獲取值“0[英寸/秒]”作為速度信息。如果根據(jù)所獲取的速度信息確定掃描器單元103已經(jīng)到達(dá)目標(biāo)位置(接觸位置 202)，則CPU 301暫停掃描器單元103的驅(qū)動并結(jié)束掃描器單元接觸操作。然后處理進(jìn)行 到步驟S2。然而，本示例性實(shí)施例并不限于此。更具體地，也可以令CPU 301在所獲取的速 度信息等于或者小于預(yù)定值的情況下，確定掃描器單元103已經(jīng)到達(dá)目標(biāo)位置。在確定用于使掃描器單元103接觸圖像讀取裝置100的外殼101的內(nèi)壁表面的操 作已經(jīng)完成后，在步驟S2，CPU 301執(zhí)行控制以在與步驟Sl中移動掃描器單元103的方向 相反的方向以預(yù)定速度移動掃描器單元103。在本示例性實(shí)施例中，遠(yuǎn)離接觸位置202預(yù)定 距離的位置被稱作“掃描器單元103的原位置”。通過執(zhí)行上述步驟Sl和S2中的處理，CPU 301確定掃描器單元103的初始位置 (原位置)。現(xiàn)在將詳細(xì)描述具有上述結(jié)構(gòu)的圖像讀取裝置100所執(zhí)行的掃描器單元接 觸操作。圖5是例示當(dāng)驅(qū)動掃描器單元并以開始移動掃描器單元時(shí)設(shè)定的目標(biāo)速度 spdTarget [英寸/秒]移動掃描器單元時(shí)驅(qū)動掃描器單元103的速度以及向DC電機(jī)303 施加的電流的示例性變動的圖。參照圖5，以橫軸表示時(shí)間，而以縱軸分別表示速度和電流值。在圖5所示的示例中，設(shè)定目標(biāo)速度spdTarget和輸出電流限制值mtrLimit [A] 后，CPU 301開始掃描器單元接觸操作。在從開始移動掃描器單元103至?xí)r間t( = Time_ X[秒])的時(shí)間段期間測定掃描器單元103的移動速度。在本示例性實(shí)施例中，CPU 301計(jì) 算在上述時(shí)間段期間內(nèi)測定的掃描器單元103的移動速度值的平均值(“spdAvg”[英寸/ 秒])。另外，CPU 301計(jì)算供給電流值的平均值(“mtrAVg”[A]，其也是在上述時(shí)間段期間 內(nèi)測定)。之后，如果確定基于來自編碼器傳感器305的輸出而獲取的速度值為“0” [英寸 /秒](表示掃描器單元103的移動已停止)，則CPU 301確定掃描器單元103已經(jīng)接觸到 圖像讀取裝置100的外殼101的內(nèi)壁表面。如果測定了速度502的變動以及供給電流值505的變動，則表示在開始移動掃描器單元103時(shí)設(shè)定的目標(biāo)速度spdTarget以及平均速度值spdAvg 501 (在開始移動掃描器 單元103至?xí)r間t( = Time_X)的時(shí)間段期間測定的掃描器單元103的移動速度值的平均 值)具有相同值。另外，平均供給電流值mtrAvg 504表示輸出電流值尚未達(dá)到輸出電流限 制值(“mtrLimit”)503。在圖5所示的示例中，掃描器單元103以目標(biāo)速度spdTarget移動。因此，可以理 解，在開始驅(qū)動(移動)掃描器單元103時(shí)設(shè)定的輸出電流限制值(“mtrLimit”)503尤 其對圖像讀取裝置100而言是唯一的適當(dāng)值。另一方面，盡管圖5所示的示例中未示出，但 是如果對于個(gè)體圖像讀取裝置100，目標(biāo)速度spdTarget設(shè)置得高于上述值，則DC電機(jī)303 產(chǎn)生的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩也可能變得太高。因此，可以理解，圖5所示的目標(biāo)速度spdTarget是針對 個(gè)體圖像讀取裝置100的適當(dāng)值。圖6例示了在開始移動掃描器單元103后，在從開始移動掃描器單元103至?xí)r間 t( = Time_X)[秒]的時(shí)間段期間測定的移動掃描器單元103的速度值的平均值spdAvg[A] 尚未達(dá)到目標(biāo)速度spdTarget [英寸/秒]的情況下，掃描器單元驅(qū)動速度的示例性變動以 及供給電流的示例性變動。在圖6所示的示例中，與圖5所示的示例類似，以橫軸表示時(shí)間，而以縱軸分別表 示速度和電流值。在圖6所示的示例中，平均施加(供給)電流值(“mtrAVg”)605具有圖6 所示的值，其表示在直到時(shí)間t( = Time_X)[秒]的期間掃描器單元103以平均速度spdAvg 602移動。在本實(shí)施例中，假設(shè)平均速度spdAvg 602具有低于目標(biāo)速度spdTarget [英寸/ 秒]601的值。如果確定spdTarget > spdAvg，則已經(jīng)向DC電機(jī)303施加(供給)了與輸出電 流限制值mtrLimit—樣高的電流以移動掃描器單元103。另外，平均施加(供給)電流值 (“mtrAvg”) 605和輸出電流限制值(“mtrLimit”) 604具有相同的值。在圖6所示的示例中， 個(gè)體圖像讀取裝置100能夠?qū)⒁苿訏呙杵鲉卧?03的速度增加至目標(biāo)速度spdTarget [英 寸/秒]601。因此，可以令輸出電流限制值(“mtrLimit”)604充分高于當(dāng)移動掃描器單 元103的速度上升到spdTarget時(shí)要供給的電流的值。如果輸出電流限制值(“mtrLimit”)604充分高于當(dāng)移動掃描器單元103的速 度上升到spdTarget時(shí)要供給的電流值(以下將這種狀態(tài)簡單稱作“如果輸出電流限制值 (“mtrLimit”)604充分高”)JlJCPU 301將輸出電流限制值(“mtrLimit”)604乘以通過 公式“spdTarget(目標(biāo)速度)/spdAvg(平均掃描器單元移動速度)”計(jì)算出的系數(shù)。另外， CPU 301將上述乘法運(yùn)算結(jié)果乘以轉(zhuǎn)換因子“Param_UP”。在本示例性實(shí)施例中，轉(zhuǎn)換因子 “Param_UP”用于增加輸出電流限制值(“mtrLimit”)604與當(dāng)移動掃描器單元103的速度 增加至spdTarget時(shí)要供給的電流之差(差數(shù)，margin)。另外，CPU 301以通過執(zhí)行上述 乘法運(yùn)算計(jì)算出的新計(jì)算值來更新輸出電流限制值(“mtrLimit”)604。另外，CPU 301根 據(jù)更新的輸出電流限制值(“mtrLimit”)604驅(qū)動掃描器單元103。當(dāng)如上所述驅(qū)動掃描器單元103時(shí)，根據(jù)更新的輸出電流限制值 (“mtrLimit”)604控制的移動掃描器單元103的速度達(dá)到目標(biāo)速度spdTarget 601。圖6 所示的示例表示已經(jīng)通過更新輸出電流限制值改變的掃描器單元移動速度606。另外，圖6 也表示被更新的輸出電流限制值607的示例。另外，圖6所示的示例例示了已經(jīng)通過更新 輸出電流限制值而改變的供給電流608。
如上述，根據(jù)本示例性實(shí)施例的CPU 301可以根據(jù)目標(biāo)速度和平均掃描器單元移 動速度(在開始移動后至?xí)r間t( = Time_X)的時(shí)間段期間測定的移動速度的平均值)之 間的關(guān)系，更新在開始移動掃描器單元103時(shí)針對個(gè)體圖像讀取裝置100適當(dāng)?shù)夭⑶椅ㄒ?設(shè)定的輸出電流限制值。因此，本示例性實(shí)施例可以高速驅(qū)動掃描器單元103，并減少執(zhí)行 掃描器單元接觸操作所花費(fèi)的時(shí)間。另外，不論裝置之間的物理差異如何，具有上述結(jié)構(gòu)的 本示例性實(shí)施例都能夠確定各個(gè)體圖像讀取裝置100的掃描器單元103的初始位置(原位 置)。圖7是例示對掃描器單元移動速度的示例性反饋控制(伺服控制)的流程圖。執(zhí) 行該控制，以控制作為驅(qū)動掃描器單元103的驅(qū)動源的DC電機(jī)303的驅(qū)動。在圖7所示的 示例中，在本示例性實(shí)施例的軟件結(jié)構(gòu)方面，步驟S701至S703的處理是屬于圖像讀取控制 任務(wù)層的處理，而步驟S704至S713中的處理是屬于定時(shí)器處理器層的處理。參照圖7，在步驟S701，CPU 301開始用于驅(qū)動DC電機(jī)303的處理，該處理包括在 圖像讀取操作的控制中。在步驟S702，CPU 301初始化變量intSum。在本示例性實(shí)施例中， 變量“intSum”是對應(yīng)于通過在反饋控制中執(zhí)行的積分算出的積分補(bǔ)償量的變量。在步驟 S703中，CPU301啟動用于執(zhí)行反饋控制的定時(shí)器處理器(圖像讀取裝置100的定時(shí)器處理 器具有1毫秒的周期)。然后，任務(wù)層的處理結(jié)束。其后，通過執(zhí)行步驟S704中的定時(shí)器處 理，CPU 301每1毫秒執(zhí)行步驟S705和后續(xù)步驟的各處理。在步驟S705，CPU 301確定驅(qū)動目標(biāo)單元(即本示例性實(shí)施例中的掃描器單元 103)是否已經(jīng)到達(dá)目標(biāo)位置。如果確定掃描器單元103已經(jīng)到達(dá)目標(biāo)位置(步驟S705中 為是)，則處理進(jìn)行到步驟S706。在步驟S706，CPU 301停止定時(shí)器。在步驟S707，CPU 301 中斷(停止)向DC電機(jī)303的電流供給。然后，處理進(jìn)行到步驟S713。在步驟S713，CPU 301結(jié)束DC電機(jī)驅(qū)動處理。然而，本發(fā)明并不限于此。更具體地，作為本發(fā)明的另一方面， 也可以令CPU 301在步驟S707執(zhí)行用于將供給電流值改變至預(yù)定值的控制，使得不從目標(biāo) 位置移動掃描器單元103。在另一方面，如果確定掃描器單元103還沒有到達(dá)目標(biāo)位置(步驟S705中為否)， 則處理進(jìn)行到步驟S708。在步驟S708中，CPU 301獲取關(guān)于掃描器單元移動速度的信息 (以下稱為“速度信息”)。更具體地，在步驟S708中，CPU 301從編碼器傳感器305獲取當(dāng) 前速度信息，并將獲取的當(dāng)前速度信息代入變量spdNow。在步驟S709，CPU 301執(zhí)行用于 生成理想速度曲線的例程。更具體地，在步驟S709，CPU 301獲取理想速度信息spdCmd，所 述理想速度信息是關(guān)于在圖7所示的處理的當(dāng)前階段時(shí)的理想速度的信息。理想速度曲線 可以通過對速度命令曲線積分來容易地生成。也就是說，理想速度曲線可以通過公知的方 法生成。因此，在此不對其詳細(xì)說明。步驟S710和S711中的處理中的計(jì)算是比例-積分-微分(PID)控制的示例。在 本示例性實(shí)施例中使用的PID控制中，反饋控制用于控制移動掃描器單元103的速度。在 步驟S710，CPU 301執(zhí)行用于執(zhí)行速度伺服控制中的積分的處理。更具體地，在步驟S710， CPU 301根據(jù)速度命令值spdCmd和當(dāng)前速度信息spdNow之間的差計(jì)算速度中的延遲量。 另外，CPU 301將計(jì)算出的速度延遲量乘以積分增益系數(shù)intTbl。另外，CPU301將乘以積 分增益系數(shù)intTbl的結(jié)果，加到在具有1毫秒的周期的定時(shí)器的最后中斷時(shí)計(jì)算出的積分 補(bǔ)償量intSum。通過上述的方式，CPU 301新計(jì)算了作為積分結(jié)果的積分補(bǔ)償量intSum。
在步驟S711中，CPU 301執(zhí)行速度伺服控制中的比例運(yùn)算，并接著執(zhí)行用于確定 輸出電流值的處理。更具體地，在步驟S711，CPU 301計(jì)算速度命令值spdCmd和當(dāng)前速度信 息spdNow之差，并基于以上述方式計(jì)算出的差來計(jì)算速度延遲量。另外，CPU 301將計(jì)算出 的速度上的延遲乘以速度的積分增益系數(shù)intTbl。另外，CPU 301將積分運(yùn)算結(jié)果intSum 與比例運(yùn)算的結(jié)果相加以獲取輸出電流值mtr_pWm。在步驟S712，CPU 301執(zhí)行用于將對應(yīng)于作為上述計(jì)算的結(jié)果的mtr_pwm的值的 電流提供給DC電機(jī)303的控制。其后，處理返回到步驟S704。在步驟S704，CPU 301執(zhí)行 另一任務(wù)的處理直到經(jīng)過1毫秒的時(shí)間周期。圖8是例示對移動掃描器單元103的速度執(zhí)行反饋控制的處理的示例的流程圖， 所述處理除了參照圖7描述的、用于控制掃描器單元移動速度的反饋控制外，還包括使得 能夠執(zhí)行限定輸出電流的處理的計(jì)算。在圖8所示的示例中，與參照圖7所描述的處理類 似的處理設(shè)置有與圖7所示的相應(yīng)處理相同的步驟參照標(biāo)記。因此，在此不重復(fù)對其的說 明。在下面的說明中，將僅對在圖8所示的處理中唯一包括的步驟S810至S816的處理進(jìn) 行詳細(xì)說明。參照圖8，在步驟S810，CPU 301將積分運(yùn)算結(jié)果intSum臨時(shí)復(fù)制(存儲)到備 用變量區(qū)intOld。積分運(yùn)算結(jié)果intSum本身在后續(xù)的處理中將被重寫。然而，由于積分運(yùn) 算結(jié)果intSum可能會在后續(xù)的處理中再次使用，因此CPU 301將積分運(yùn)算結(jié)果intSum備 份到備用變量區(qū)intOld作為舊積分補(bǔ)償量。步驟S811和S812的處理(類似于圖7中所 例示的步驟S710和S711)中的計(jì)算，是作為公知控制的PID控制的示例。在本示例性實(shí)施 例中使用的PID控制中，反饋控制用于控制掃描器單元103的位置。步驟S813的處理與圖7所示的處理明顯不同，并且如圖8所示。更具體地，在步 驟S813，CPU 301將輸出電流值mtr_pwm和預(yù)定閾值mtrLimit進(jìn)行比較。在步驟S813，CPU 301確定輸出電流值mtr_pwm是否大于預(yù)定閾值mtrLimit。如果確定輸出電流值mtr_pwm 等于或者小于預(yù)定閾值mtrLimit (步驟S813中為否)，則處理進(jìn)行到步驟S816。在步驟 S816，CPU 301執(zhí)行用于向DC電機(jī)303供給對應(yīng)于計(jì)算結(jié)果mtr_pwm的值的電流的控制。另一方面，如果確定輸出電流值mtr_pwm大于預(yù)定閾值mtrLimit (在步驟S813中 為是)，則處理進(jìn)行到步驟S814。在步驟S814，CPU 301將閾值mtrLimit設(shè)定為輸出電流 值 mtr_pwm。然而，如果照此執(zhí)行上述處理，則可能產(chǎn)生一個(gè)所謂“再調(diào)飽和(resetwindup) ”的 問題。更具體地，如果計(jì)算結(jié)果的輸出超過設(shè)定給作為控制目標(biāo)的系統(tǒng)中的輸出的限制，則 會產(chǎn)生“再調(diào)飽和”的問題。如果輸出超過其限制值，則反饋控制是無效的。也就是說，在 這種情況下，反饋控制失敗，并且輸出不與積分補(bǔ)償量的增加成比例地增加。如果在這種狀 態(tài)下繼續(xù)積分操作，則積分補(bǔ)償量飽和(wound up)。結(jié)果，即使偏差開始減少并且積分補(bǔ)償量降低，輸出也不會降低。這是因?yàn)橥ㄟ^減 法處理抵消了飽和(mnmd-up)積分補(bǔ)償量。也就是說，在用于減少飽和積分補(bǔ)償量所必要 的時(shí)間段反饋控制變得無效。相應(yīng)地，在這種情況下，控制結(jié)果的過沖(overshoot)可能會 變得過大。為了解決上述問題，本示例性實(shí)施例使用以下的公知并且廣泛使用的方法如果 計(jì)算操作的結(jié)果的輸出達(dá)到其限制，則停止用于進(jìn)一步增加計(jì)算結(jié)果的輸出的積分運(yùn)算。更具體地，在步驟S815，CPU 301通過將積分補(bǔ)償量intSum替換為備用可變intOld來停止 積分運(yùn)算。其后，處理進(jìn)行到步驟S816。在步驟S816，CPU 301向DC電機(jī)303供給對應(yīng)于 計(jì)算結(jié)果mtr_pwm的值的電流。然后，處理返回到步驟S704。在步驟S704，CPU 301執(zhí)行 另一任務(wù)的處理直到經(jīng)過1毫秒的時(shí)間周期。圖9是例示用于使掃描器單元103接觸個(gè)體圖像讀取裝置100的外殼101的內(nèi)壁 表面的處理示例的流程圖。參照圖9，在步驟S901，CPU 301給出用于開始掃描器單元接觸 操作的命令。在步驟S902，CPU 301將之前設(shè)定的目標(biāo)速度spdTarget[英寸/秒]以及輸 出電流限制值mtrLimit [A]設(shè)定給置于CPU 301中的內(nèi)置寄存器。在步驟S903，為了使掃描器單元103接觸外殼101的內(nèi)壁表面(如參照圖4所描 述)，CPU 301開始移動掃描器單元103。更具體地，CPU 301通過使用在步驟S902設(shè)定的 目標(biāo)速度spdTarget和輸出電流限制值mtrLimit作為反饋控制參數(shù)執(zhí)行對由DC電機(jī)303 驅(qū)動的控制，其中反饋控制包括使用參照圖8的流程圖描述的輸出電流限制值mtrLimit的 處理。CPU 301根據(jù)參照圖5和圖6所描述的移動速度和供給電流的變動執(zhí)行步驟S903和 后續(xù)步驟中的處理。在步驟S904，執(zhí)行監(jiān)視以確定從開始移動掃描器單元103起是否經(jīng)過了時(shí)間t(= Time_X)[秒]，同時(shí)CPU 301以短時(shí)間間隔存儲從編碼器傳感器305的輸出中獲取的速度信息。如果確定從開始移動掃描器單元103起經(jīng)過了時(shí)間t ( = Time_X)(步驟S904中 為是)，則處理進(jìn)行到步驟S905。在步驟S905，CPU 301根據(jù)目前從編碼器傳感器305獲取 的速度信息確定掃描器單元103是否已經(jīng)移動。如果根據(jù)目前從編碼器傳感器305獲取的 速度信息確定掃描器單元103沒有移動(步驟S905為否)，則處理進(jìn)行到步驟S910。在步 驟S910，掃描器單元接觸操作結(jié)束。另一方面，如果根據(jù)目前從編碼器傳感器305獲取的速度信息確定掃描器單元已 經(jīng)移動(步驟S905中為是)，則處理進(jìn)行到步驟S906。在步驟S906，CPU 301計(jì)算在時(shí)間 t ( = Time_X)期間的平均移動速度spdAvg[英寸/秒]。在步驟S907，CPU 301確定按上 述方式計(jì)算的平均速度spdAvg是否與在步驟S902中設(shè)定的目標(biāo)速度spdTarget相同。如果確定平均速度spdAvg幾乎具有與目標(biāo)速度spdTarget的值相同的值(步驟 S907中為是)，則處理進(jìn)行到步驟S909。在步驟S909，CPU301繼續(xù)以給出掃描器單元接觸 操作開始命令時(shí)設(shè)定的輸出電流限制值mtrLimit，來控制DC電機(jī)303執(zhí)行的驅(qū)動，直到掃 描器單元接觸操作完成。另一方面，如果確定平均速度spdAvg與目標(biāo)速度spdTarget不相同(步驟S907 中為否)，則處理進(jìn)行到步驟S908。在步驟S908，CPU 301設(shè)定具有大于在步驟S902中設(shè) 定的值的輸出電流限制值mtrLimit。如上所述參照圖6計(jì)算了在步驟S908中設(shè)定的輸出 電流限制值mtrLimit。在步驟S909，CPU 301根據(jù)更新的輸出電流限制值mtrLimit繼續(xù) 控制直到掃描器單元接觸操作完成。如果在步驟S909中檢測到掃描器單元103已經(jīng)接觸了外殼101的內(nèi)壁表面，則處 理進(jìn)行到步驟S910。在步驟S910，CPU 301結(jié)束掃描器單元接觸操作。如上述，本示例性實(shí)施例計(jì)算了在從掃描器單元接觸操作開始起的預(yù)定時(shí)間段移 動掃描器單元103的平均速度，并將所計(jì)算的平均移動速度和預(yù)定目標(biāo)速度進(jìn)行比較。另外，CPU 301執(zhí)行用于更新被輸出到DC電機(jī)303的電流的限制值的控制。另外，如果確定 移動掃描器單元103的速度沒有達(dá)到目標(biāo)值，則CPU 301提供大于在前設(shè)定值的電流。因 此，本示例性實(shí)施例能夠以增加的速度將掃描器單元移動至接觸位置。另一方面，如果確定移動掃描器單元103的速度已經(jīng)達(dá)到目標(biāo)速度，則CPU 301繼 續(xù)使用步驟S902中設(shè)定的值作為被輸出到DC電機(jī)303的電流的限制值。可以考慮到圖像 讀取裝置100的機(jī)械構(gòu)造的差異，根據(jù)轉(zhuǎn)矩超過量可能變?yōu)樽罡叩膫€(gè)體圖像讀取裝置100 的性能設(shè)定步驟S902中設(shè)定的值。通過上述結(jié)構(gòu)，本示例性實(shí)施例能夠防止由于DC電機(jī) 303的超負(fù)荷而使轉(zhuǎn)矩變得過大。另外，具有上述結(jié)構(gòu)的本示例性實(shí)施例能夠正確檢測掃描 器單元103與外殼101的內(nèi)壁表面的接觸狀態(tài)。如上述，本示例性實(shí)施例可以根據(jù)移動各圖像讀取裝置的掃描器單元103的實(shí)際 速度，執(zhí)行最佳的速度控制。因此，本示例性實(shí)施例能夠盡可能快并且盡可能精確地執(zhí)行用 于初始化掃描器單元103的位置的處理。在上述示例性實(shí)施例中，CPU 301根據(jù)移動掃描器單元103的平均速度和移動掃 描器單元103的目標(biāo)速度之間的比較的結(jié)果，更新輸出電流限制值。然而，本發(fā)明并不限于 此。更具體地，也可以令CPU 301將輸出電流限制值更新(重設(shè))為根據(jù)在預(yù)定時(shí)間段移 動掃描器單元103的最高或者最低速度的最佳值。另外，也可以使用記錄裝置作為通過使用電機(jī)作為驅(qū)動源來移動單元以執(zhí)行掃描 的裝置的示例。圖10例示了記錄裝置1的示例性外部結(jié)構(gòu)。參照圖10，記錄裝置1包括滑架2。滑架2包括通過排出墨來執(zhí)行記錄的噴墨記 錄型記錄頭3?；?沿箭頭A指示的方向往返移動以執(zhí)行記錄。滑架2(記錄頭3)的初 始位置根據(jù)上述方法確定。記錄裝置1通過使用進(jìn)紙機(jī)構(gòu)5將諸如記錄紙的記錄介質(zhì)P給 送到記錄位置。在記錄位置，記錄頭3在記錄介質(zhì)P上排出墨以執(zhí)行記錄。記錄裝置1的滑架2除了記錄頭3外還包括墨盒6。墨盒6含有將被提供至記錄 頭3的墨。墨盒6可拆裝地安裝在滑架2上?；?包括分別包含品紅色(M)墨、青色(C) 墨、黃色⑴墨、以及黑色⑷墨的4個(gè)墨盒?？梢詫⑺膫€(gè)墨盒中的各個(gè)可分離地并且相互 獨(dú)立地從滑架2上拆卸下來。在本發(fā)明中，采用通過利用熱能排出墨的噴墨型記錄頭作為記錄頭3。然而，本發(fā) 明并不限于此。更具體地，也可以將壓電型記錄頭用作記錄頭3。雖然參照示例性實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是可以理解本發(fā)明并不限于所公開的實(shí) 施例。所附權(quán)利要求的范圍應(yīng)當(dāng)被給予最寬的解釋，以涵蓋所有的這類變型例及等同結(jié)構(gòu) 和功能。
權(quán)利要求
1.一種裝置，其被構(gòu)造為通過驅(qū)動電機(jī)來移動單元以執(zhí)行掃描，所述裝置包括編碼器，其被構(gòu)造為根據(jù)所述單元的移動來輸出信號；獲取單元，其被構(gòu)造為獲取將被輸出到所述電機(jī)的電流的值；速度控制單元，其被構(gòu)造為根據(jù)從所述編碼器輸出的所述信號和由所述獲取單元獲取 的所述電流的值，執(zhí)行對所述電機(jī)的速度控制；移動控制單元，其被構(gòu)造為設(shè)定預(yù)定值作為閾值，通過使用所述速度控制單元驅(qū)動所 述電機(jī)，來移動所述單元；以及電流控制單元，其被構(gòu)造為在所述單元被移動的時(shí)間段期間的預(yù)定定時(shí)，根據(jù)所述閾 值和由所述獲取單元獲取的所述電流的值來設(shè)定大于所述預(yù)定值的值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，所述裝置還包括第二獲取單元，其被構(gòu)造為根據(jù)從所述編碼器輸出的所述信號來獲取關(guān)于所述電機(jī)的 速度信息，其中，所述速度控制單元根據(jù)所述第二獲取單元獲取的所述速度信息和目標(biāo)速度來執(zhí) 行速度控制，并根據(jù)所述獲取單元獲取的所述電流的值和所述閾值來執(zhí)行另一速度控制。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，如果所述移動控制單元根據(jù)在所述預(yù)定定時(shí)之 后從所述編碼器輸出的所述信號確定所述單元已被停止，則所述電流控制單元中斷向所述 電機(jī)的電流供給。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述電機(jī)為直流電機(jī)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述單元包括被構(gòu)造為讀取原稿的圖像的讀取 傳感器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述單元包括記錄頭。
7.一種裝置的控制方法，所述裝置包括作為單元的驅(qū)動源并被構(gòu)造為移動所述單元 的電機(jī)、被構(gòu)造為根據(jù)所述單元的移動來輸出信號的編碼器、以及被構(gòu)造為獲取將被輸出 到所述電機(jī)的電流的值的獲取單元，所述控制方法包括以下步驟根據(jù)從所述編碼器輸出的所述信號和由所述獲取單元獲取的所述電流的值，控制驅(qū)動 所述電機(jī)的速度；通過執(zhí)行所述速度控制驅(qū)動所述電機(jī)，來移動所述單元；以及在所述單元被移動的時(shí)間段期間的預(yù)定定時(shí)，根據(jù)閾值和由所述獲取單元獲取的所述 電流的值來設(shè)定大于所述閾值的值。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于移動單元以執(zhí)行掃描的裝置及該裝置的控制方法。該裝置包括包含電機(jī)的掃描單元，用于根據(jù)所述單元的移動輸出信號的編碼器，用于檢測供給到所述電機(jī)的電流的檢測單元，用于根據(jù)從所述編碼器輸出的所述信號和由所述檢測單元檢測到的所述電流執(zhí)行對所述電機(jī)的速度控制的速度控制單元，用于設(shè)定閾值、利用所述速度控制單元驅(qū)動所述電機(jī)來移動所述單元的移動控制單元，以及用于在所述單元被移動的時(shí)間段期間的預(yù)定定時(shí)、根據(jù)所述閾值和由所述檢測單元檢測到的所述電流的值來設(shè)定大于所述閾值的值的電流控制單元。
文檔編號H04N1/04GK101998022SQ201010249509
公開日2011年3月30日 申請日期2010年8月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月5日
發(fā)明者城戶英之, 小林伸恒, 西田知史, 雪浦晉一, 鹿屋谷亮治 申請人:佳能株式會社