(57)【要約】  本発明の変位量検出装置内のイメージセンサ（１２）は、発光部（１１）の照射光により移動物の表面を反射した反射光を受光すると共に、タイミング信号によって周期的に受光した反射光を、タイミング信号によって周期的に画像として取り込み、取り込んだ画像の移動量から移動物が変位した変位量を求め、この変位量と、上記タイミング信号とを出力する。これにより、移動物の移動速度を適切に調整する。
2013140943.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動物の表面に光を照射する発光部と、
上記移動物の表面からの反射光を受光すると共に、タイミング信号によって周期的に受光した反射光を画像として取り込み、取り込んだ画像の移動量から移動物が変位した変位量を求めるイメージセンサとを含み、
上記イメージセンサは、上記変位量と、当該変位量を求めるために用いたタイミング信号とを出力することを特徴とする変位量検出装置。
【請求項２】
上記イメージセンサから出力される、移動物の変位量および、当該変位量を求めるために用いたタイミング信号が入力され、当該タイミング信号を用いて、移動物の変位に要した時間を求めて、上記変位量と、変位に要した時間とを制御信号として出力する制御部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の変位量検出装置。
【請求項３】
上記制御部は、
上記イメージセンサからのタイミング信号が周期的に変化する数をカウントするカウンタを備え、
上記カウンタによるカウント数から、移動物の変位に要した時間を求めることを特徴とする請求項２に記載の変位量検出装置。
【請求項４】
上記制御部は、
上記カウンタによるカウント数に、タイミング信号の周期を積算し、積算した値から移動物の変位に要した時間を求めることを特徴とする請求項３に記載の変位量検出装置。
【請求項５】
上記制御部は、
上記タイミング信号の周期を計測し、計測値から移動物の変位に要した時間を求めることを特徴とする請求項２に記載の変位量検出装置。
【請求項６】
上記制御部は、
上記イメージセンサからのタイミング信号が周期的に変化するタイミングで、変位量を出力することを特徴とする請求項２〜５の何れか１項に記載の変位量検出装置。
【請求項７】
上記制御部は、
出力すべき変位量と変位に要した時間とを累積して一時的に格納するバッファを備え、
外部から出力指示信号を受け付けると、上記バッファに格納された変位量と変位に要した時間とを出力することを特徴とする請求項２〜５の何れか１項に記載の変位量検出装置。
【請求項８】
上記制御部は、
出力すべき変位量と変位に要した時間とを累積して一時的に格納するバッファを備え、
移動物の変位に要した時間を求める第１の処理と、上記バッファに格納された変位量と変位に要した時間とを出力する第２の処理とに対して、処理の優先順位を決め、優先順位に従って第１の処理または第２の処理の何れかの処理を実行することを特徴とする請求項２〜６の何れか１項に記載の変位量検出装置。
【請求項９】
上記制御部は、
出力すべき変位量の平均値を一時的に格納するバッファを備え、外部から出力指示信号を受けると、上記バッファに格納された変位量の平均値を出力することを特徴とする請求項２〜５の何れか１項に記載の変位量検出装置。
【請求項１０】
上記制御部は、
出力すべき変位量の既定回数分の平均値を一時的に格納するバッファを備え、上記イメージセンサからのタイミング信号が周期的に変化するタイミングで、上記バッファに格納された変位量の既定回数分の平均値を出力することを特徴とする請求項２〜５の何れか１項に記載の変位量検出装置。
【請求項１１】
上記制御部は、
出力すべき変位量の既定時間分の平均値を一時的に格納するバッファを備え、上記イメージセンサからのタイミング信号が周期的に変化するタイミングで、上記バッファに格納された変位量の既定時間分の平均値を出力することを特徴とする請求項２〜５の何れか１項に記載の変位量検出装置。
【請求項１２】
請求項１〜１１の何れか１項に記載の変位量検出装置を用いたことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動する物体（以下、移動物と称する）の変位量と、その変位に要した時間とを検出する変位量検出装置および変位量検出装置を備えた電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、プリンタや複写機における印刷の高精細化が進んでおり、高画質な写真などの微細なパターンの印刷が可能になってきている。【０００３】
プリンタの場合、高精細化が進むにつれ印刷用ヘッドの高精細化とともに印刷対象である紙類の移動の制御についても高精度化が求められている。【０００４】
一般的なプリンタでは、印刷対象である紙を、内部に設けられたローラの回転によって搬送している。つまり、紙の搬送速度を速くするには、ローラの回転速度を速くし、紙の搬送速度を遅くするには、ローラの回転を遅くしている。このように、印刷対象である紙の搬送の制御は、ローラの回転制御によって行なわれている。【０００５】
ところで、上記ローラは、紙との摩擦力によって当該紙をローラの回転方向に搬送するようになっている。この摩擦力が一定の大きさを維持されていれば、安定した速度で紙を搬送することができるが、長時間使用によるローラの磨耗や、ローラ表面に付着した塵や埃により、ローラの摩擦力が低下して、搬送中の紙がローラ上でスリップする虞がある。【０００６】
このように、搬送中の紙がローラ上でスリップした場合、ローラの回転制御により予め想定した紙の移動量と、実際の紙の移動量とが異なってしまい、当該紙の所望の位置に適切に画像が印刷されないという問題生じる。つまり、紙への印刷を高精度で行えず、印刷画像の品位が低下するという問題が生じる。【０００７】
そこで、搬送中の紙のスリップが発生した場合の対策として、スリップによる搬送中の紙の変位量と変位に要した時間（時間量）とを検出して、この検出結果から紙の移動速度を求めて、この移動速度を補正するようにローラの回転制御を行い、紙への印刷精度を低下させないようにする技術が提案されている（特許文献１、２等）。【０００８】
搬送中の紙の変位量と変位に要した時間を検出する変位量検出装置は、例えば図７に示すように、搬送中の紙の変位量を検出する変位量検出部１００１と、変位量検出部１００１によって検出された変位量と、変位に要した時間（時間量）とを制御信号として生成して、外部に出力する制御信号生成部１００２とからなる。【０００９】
上記変位量検出部１００１は、発光部１０１１によって搬送中の紙の表面に光を照射し、紙から反射した光の画像をイメージセンサ１０１２で読み取る。このとき、イメージセンサ１０１２による画像の読み取りを、周期的に行って、得られた画像を比較し、変位量（ｄＸ，ｄＹ）を計算する。ここで変位量は、読み取った画像のｘ軸方向のずれ（ｄＸ）と、ｙ軸方向のずれ（ｄＹ）とで表す。すなわち、変位量は、変位量（ｄＸ、ｄＹ）として表す。【００１０】
上記制御信号生成部１００２は、変位量検出部１００１によって求められた変位量（ｄＸ，ｄＹ）を受け取ると共に、内部で受け取った変位量における変位に要した時間（時間量）を求めて、当該変位量と時間量とを制御信号として外部に出力する。【００１１】
このようにして得られた搬送中の紙の変位量と時間量とから、紙の移動速度を求めて、求めた移動速度からローラの回転制御を行って紙の移動速度を補正して、紙への印刷精度を低下させないようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】日本国公開特許公報「特開２００７−２５４０９４号公報（２００７年１０月４日公開）」
【特許文献２】日本国公開特許公報「特開２００７−２７８７８６号公報（２００７年１０月２５日公開）」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
ところで、従来の変位量検出装置では、図８に示すように、発光部１０１１の発光素子１１１１の照射光が搬送中の紙表面に照射され、当該紙表面からの反射光をイメージセンサ１０１２内の受光画素１１２２で受光し、受光して得られた画像データを変位量演算部１１２３に送って変位量を求めるようになっている。ここで、変位量は、２つの画像を比較して求めているので、イメージセンサ１０１２の受光画素１１２２における反射光を所定のタイミングで受光していき、２つの画像を得るようになっている。【００１４】
そこで、イメージセンサ１０１２内のタイミング制御部１１２１から、反射光を画像として取り込む際のタイミングを図るためのフレームタイミング信号が受光画素１１２２及び変位量演算部１１２３に出力されている。【００１５】
一方、従来の変位量検出装置では、イメージセンサ１０１２から変位量（ｄＸ，ｄＹ）を取り出すために、制御信号生成部１００２内のタイミング信号制御部１０２１にて生成されたポーリング信号が用いられる。そして、制御信号生成部１００２内の信号出力部１０２２によって、上記イメージセンサ１０１２から取り出された変位量と、制御信号生成部１００２内で求めた変位に要した時間（時間量）とを制御信号として外部に出力する。【００１６】
このように、従来の変位量検出装置では、変位量を求めるためのフレームタイミング信号と、変位量を取り出すためのポーリング信号とを用いているが、図９に示すように、これら信号は同期していない。つまり、従来の変位量検出装置では、移動物の変位量の管理と、変位に要する時間の管理とが別々に行われていることになる。【００１７】
このため、図９に示すように、ある期間では、フレーム数が５の変位量を取り出し、また他の期間では、フレーム数が６の変位量を取り出すことになり、変位に要する時間が変位量を取り出す期間によって異なることになる。【００１８】
ところで、外部に出力された制御信号（変位量と時間量）から、移動物の移動速度が求められ、移動物の移動速度が調整されるが、従来の変位量検出装置のように、変位に要する時間を適切に求めることができなければ、移動物の移動速度を正確に求めることができず、この結果、移動物の移動速度が適切に調整できないという問題が生じる。【００１９】
本発明は、上記の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、移動物の変位量と、変位に要する時間とを同じ信号により管理することで、変位に要する時間を正確に検出し、これによって、移動物の移動速度を適切に調整することが可能な変位量検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る変位量検出装置は、移動物の表面に光を照射する発光部と、上記移動物の表面からの反射光を受光すると共に、タイミング信号によって周期的に受光した反射光を画像として取り込み、取り込んだ画像の移動量から移動物が変位した変位量を求めるイメージセンサとを含み、上記イメージセンサは、上記変位量と、当該変位量を求めるために用いたタイミング信号とを出力する。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の一態様によれば、移動物の変位量と、変位に要する時間とを同じ信号により管理することで、変位に要する時間を正確に検出でき、移動物の移動速度を適切に求めることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施の形態に係る変位量検出装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す変位量検出装置の実際の使用例を示した図である。
【図３】図１に示す変位量検出装置の詳細を示すブロック図である。
【図４】図１に示す変位量検出装置におけるフレームタイミング信号と制御信号とのタイミングチャートである。
【図５】本発明の他の実施の形態に係る変位量検出装置の詳細を示すブロック図である。
【図６】本発明の変位量検出装置をプリンタの搬送制御機構に適用した例を示す制御ブロック図である。
【図７】従来の変位量検出装置の概略構成を示すブロック図である。
【図８】図７に示す変位量検出装置の詳細を示すブロック図である。
【図９】図７に示す変位量検出装置におけるフレームタイミング信号と制御信号とのタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
【００２４】
＜実施の形態１＞
本発明の一実施の形態について説明すれば、以下の通りである。
【００２５】
（変位量検出装置の概要）
本実施の形態に係る変位量検出装置は、図１に示すように、移動物の変位量を検出する変位量検出部１と、上記変位量検出部１によって検出された変位量及び時間量（変位に要した時間）を制御信号として生成する制御信号生成部２を含んだ構成である。
【００２６】
上記変位量検出部１は、移動物の表面に光を照射する発光素子１１１（図２）を有する発光部１１と、上記移動物の表面からの反射光を受光すると共に、タイミング信号によって周期的に受光した反射光を画像として取り込み、取り込んだ画像の移動量から移動物が変位した変位量を求めるイメージセンサ１２とを含んでいる。
【００２７】
上記イメージセンサ１２は、移動物の変位量を示す信号と、当該変位量を示す信号を求めるために用いたフレームタイミング信号（タイミング信号）とを制御信号生成部（制御部）２に出力するようになっている。
【００２８】
上記変位量検出装置では、例えば図２に示すように、発光素子１１１は、照射光を矢印方向に移動する移動物Ｐの表面に照射し、イメージセンサ１２は、当該移動物Ｐからの反射光を受光する。
【００２９】
イメージセンサ１２は、受光した反射光を、フレームタイミング信号によって所定のタイミングで画像として取り込み、移動物Ｐの変位量を求め、求めた変位量を示す信号と、フレームタイミング信号とを制御信号生成部２に出力する。
【００３０】
上記構成の変位量検出装置によれば、イメージセンサ１２から、変位量に加えて、当該変位量を求めるために用いたフレームタイミング信号が出力されることで、このフレームタイミング信号によって、移動物が変位に要した時間を求めることが可能となる。
【００３１】
このように、移動物Ｐの変位量を求めるためのフレームタイミング信号によって、当該移動物Ｐの変位に要した時間を求めるようにすれば、移動物Ｐの変位量と、移動物Ｐの変位に要する時間とを同じ信号（フレームタイミング信号）により管理することになるので、移動物Ｐの変位に要する時間を正確に検出でき、この結果、移動物Ｐの移動速度を適切に調整することが可能となる。
【００３２】
上記変位量検出装置の構成についてさらに詳細に説明する。
【００３３】
（変位量検出装置の詳細）
上記変位量検出装置は、図３に示すように、発光部１１とイメージセンサ１２とを備えた変位量検出部１と、カウンタ２１と信号出力部２２とを備えた制御信号生成部２とからなる。
【００３４】
上記発光部１１は、上述したように、移動物Ｐに対して光を照射する発光素子１１１を備えている。この発光素子１１１としては、ＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）を用いる。なお、発光素子１１１は、移動物Ｐに光を照射できるものであれば、ＬＥＤに限定されるものではない。特に、移動物Ｐの表面が光沢状であり、反射光に明暗が生じにくい場合には、ＬＥＤよりも、レーザを発光素子１１１として用いるのが好ましい。この場合には、移動物Ｐの表面が光沢状であっても、移動物Ｐのレーザ照射面には、レーザによる干渉縞が生じ、この干渉縞が反射光としてイメージセンサ１２において受光されることになる。受光した干渉縞の移動量を検出すれば、移動物Ｐの移動量を検出できることになる。
【００３５】
また、上記発光素子１１１は、イメージセンサ１２が画像を取り込むタイミングで移動物Ｐに光照射するようになっている。
【００３６】
上記イメージセンサ１２は、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor:相補形金属酸化膜半導体）やＣＣＤ（Charge Coupled Device：電荷結合素子）等からなり、発光部１１が照射した、移動物Ｐにおいて反射された反射光を受光し、受光した光に基づいて移動物Ｐの光照射面上の像を結像し、画像データに変換するものである。
【００３７】
具体的には、イメージセンサ１２は、タイミング制御部１２１、受光部１２２、変位量演算部１２３を含んでいる。
【００３８】
上記タイミング制御部１２１は、フレームタイミング信号を生成し、生成したフレームタイミング信号を、受光部１２２、変位量演算部１２３、そして、制御信号生成部２に出力するようになっている。
【００３９】
上記フレームタイミング信号は、上記受光部１２２における画像取り込みを１フレーム周期で行うためのタイミング信号である。また、フレームタイミング信号は、画像取り込みの間隔（画像取り込み周期：フレームレート）を規定する信号である。なお、この１フレーム周期は、固定であってもよいし、必要に応じて可変にしてもよい。
【００４０】
上記受光部１２２は、移動物Ｐからの反射光を受光するための受光画素がマトリクス状に配置されており、各受光画素からの信号から画像データを生成するようになっている。生成した画像データは、上記フレームタイミング信号に同期して、変位量演算部１２３に出力するようになっている。
【００４１】
上記変位量演算部１２３は、上記受光部１２２から受け取った画像データを時系列で比較して、時系列の前後の画像データにおけるずれ量を求める。このずれ量は、受光部１２２における受光画素のｘ軸方向のずれ量（ｄｘ）、ｙ軸方向のずれ量（ｄｙ）として求め、移動物Ｐの変位量（ｄｘ、ｄｙ）として、制御信号生成部２に送られる。
【００４２】
なお、上記変位量演算部１２３は、上記受光部１２２に入力されている上記フレームタイミング信号に同期して、上記変位量を求めるようになっている。
【００４３】
上記制御信号生成部２には、上述のように、タイミング制御部１２１からのフレームタイミング信号と、移動物Ｐの変位量（ｄｘ、ｄｙ）とが送られる。
【００４４】
つまり、上記制御信号生成部２は、上記イメージセンサ１２から出力される、移動物Ｐの変位量（ｄｘ、ｄｙ）および、当該変位量（ｄｘ、ｄｙ）を求めるために用いたフレームタイミング信号が入力され、当該フレームタイミング信号を用いて、移動物Ｐの変位に要した時間を求めて、この変位に要した時間と上記変位量とを制御信号として出力するようになっている。
【００４５】
上記制御信号生成部２は、上記イメージセンサ１２からのフレームタイミング信号が周期的に変化する数をカウントするカウンタ２１と、変位量及び変位に要した時間（時間量）を制御信号として出力する信号出力部２２とを備えている。
【００４６】
これにより、上記記制御信号生成部２は、カウンタ２１によってタイミング信号が周期的に変化する数をカウントして、このカウント数から移動物の変位に要した時間を求めるようにしているので、時間に比例した量（カウント数）を容易に計測することができる。
【００４７】
従って、移動物Ｐの変位に要した時間（時間量）を容易に且つ正確に求めることができる。
【００４８】
上記制御信号生成部２は、更に、上記カウンタ２１によるカウント数に、フレームタイミング信号の周期を積算し、積算した値から移動物Ｐの変位に要した時間を求める構成であってもよい。
【００４９】
この場合、カウンタ２１によって得られたカウント数にフレームタイミング信号の周期を積算した積算値は、時間を表すことになるので、移動物Ｐの変位に要した時間を容易に求めることができる。
【００５０】
これにより、移動物の変位に要した時間（時間量）を容易に且つ正確に求めることができるので、例えばユーザーは、変位量と時間量を使用して移動物の移動速度の計算を容易できるようになる。
【００５１】
なお、上記制御信号生成部２では、カウンタ２１は特に必須ではなく、以下のようにして、移動物Ｐの変位に要した時間を求めるようにしてもよい。
【００５２】
すなわち、上記制御信号生成部２は、フレームタイミング信号の周期を計測し、計測値から移動物の変位に要した時間を求める。
【００５３】
上記の構成によれば、制御信号生成部２において、フレームタイミング信号の周期を計測することは、画像取り込みの間隔を計測することになるので、この周期の計測値から移動物Ｐの変位に要した時間をより正確に検出することができる。
【００５４】
このように、実際の画像取り込みのタイミングの間隔を計測することで、イメージセンサ１２で発生する画像取り込みのタイミングのずれ（たとえば周囲温度、電源電圧などの変動による画像取り込みのタイミングのずれや、外部からの要因によって突発的に発生した画像取り込みのタイミングのずれ）を補正することができる。
【００５５】
また、上記制御信号生成部２は、上記イメージセンサ１２からのフレームタイミング信号が周期的に変化するタイミングで、変位量を出力する。
【００５６】
このように、制御信号生成部２は、イメージセンサ１２からのフレームタイミング信号が周期的に変化するタイミングで、変位量を出力することで、当該フレームタイミング信号を用いて求めた移動物Ｐの変位に要した時間と、当該移動物Ｐの変位量とを正確に対応付けて出力することができる。
【００５７】
このようにして出力された移動物Ｐの変位に要した時間と、当該移動物Ｐの変位量とを用いることで、より細かな移動物Ｐの移動量、移動物Ｐの移動速度の計算が可能になり、より細かな制御が可能になる。
【００５８】
（変位量、時間量の出力タイミング）
上記構成の変位量検出装置では、内部の制御信号生成部２において、変位量検出部１から移動物Ｐの変位量と、当該変位量を求めるために用いられたフレームタイミング信号とが入力されている。
【００５９】
上記制御信号生成部２は、変位量と、変位に要した時間（時間量）とを制御信号として出力するようになっている。この制御信号の出力は、入力されたフレームタイミング信号を用いる。ここで、予め変位量を求めるフレーム数を設定しおき、そのフレーム数に相当する期間毎に制御信号を出力するように設定する。例えば、図４に示すように、予め変位量を求めるフレーム数を５として、５フレーム分の変位量と、その変位に要した時間（時間量）とを制御信号として出力するようにすることが考えられる。
【００６０】
このように、移動物Ｐの変位量を求めるために用いたフレームタイミング信号を利用して、移動物Ｐの変位量とその変位に要した時間（時間量）とを制御信号として出力すれば、常に、同じフレーム数の変位量と、その変位に要した時間を出力することができる。これにより、移動物Ｐの移動速度を正確に求めることができる。
【００６１】
なお、本実施の形態では、フレームタイミング信号を利用して、移動物Ｐの変位量とその変位に要した時間（時間量）とを制御信号として出力するようになっている。つまり、制御信号は、受け手である外部機器の指示とは関係なく、常に出力されることになる。
【００６２】
以下の実施の形態２では、変位量検出装置の外部に設けられた機器（外部機器）からの指示によって、制御信号生成部２から制御信号を出力する例について説明する。
【００６３】
＜実施の形態２＞
本発明の他の実施の形態について説明すれば、以下の通りである。なお、前記実施の形態１と同一機能を有する部材には同一の番号を付記し、詳細な説明は省略する。
【００６４】
本実施の形態に係る変位量検出装置は、図５に示すように、変位量検出部１の構成は図３に示す変位量検出部１と同じであり、制御信号生成部２の構成は図３に示す制御信号生成部２にバッファ２３が加わっており、信号出力部２２には外部機器からの出力指示信号が入力されるようになっている。
【００６５】
従って、本実施の形態では、前記実施の形態１と異なる部分について説明する。
【００６６】
上記制御信号生成部２は、図５に示すように、カウンタ２１、信号出力部２２に加えて、バッファ２３が設けられている。
【００６７】
上記バッファ２３は、イメージセンサ１２の変位量演算部１２３から出力される変位量（ｄｘ、ｄｙ）と、カウンタ２１によって生成された変位に要した時間とが累積して一時的に格納されるようになっている。つまり、バッファ２３は、出力すべき変位量と変位に要した時間とが累積して一時的に格納されている。
【００６８】
そして、上記制御信号生成部２の信号出力部２２は、外部から出力指示信号を受け付けると、上記バッファ２３に格納された変位量と変位に要した時間とを出力するようになっている。
【００６９】
このように、制御信号生成部２の信号出力部２２は、外部から出力指示信号を受け付けると、上記バッファ２３に格納された変位量と変位に要した時間とを出力することで、外部の機器が必要とするタイミングで、変位量と変位に要した時間を出力することが可能となる。なお、バッファ２３は、当該バッファ２３内に格納された変位量と変位に要した時間を外部に出力した後、クリアされる。
【００７０】
これにより、外部の機器内での制御のための計算、処理が容易になる。
【００７１】
しかも、変位量検出装置側に変位量と変位に要した時間とを格納するバッファ２３が設けられているので、外部の機器内にバッファを設ける必要がなくなる。
【００７２】
また、変位量と変位に要した時間を出力する際の通信のための処理時間を減少させることができ、割り込み処理の発生する時間を減少させることができるため、より正確な時間測定が可能になる。例えば、外部の機器から変位量検出装置の制御部に変位量と変位に要した時間（時間量）を出力する出力指示信号である要求信号（ポーリング信号）があると出力のための通信の割り込み処理が発生する。割り込み処理が発生すると時間の計測処理に影響を与えるため、時間計測の精度が低下する。しかしながら、上記構成では、このような問題は生じない。
【００７３】
また、上記バッファ２３を利用して、さらに変位に要した時間の計測を精度よく行うには、以下のようにすればよい。
【００７４】
上記制御信号生成部２では、出力すべき変位量と変位に要した時間とを累積して一時的に格納するバッファ２３を設け、移動物Ｐの変位に要した時間を求める第１の処理と、上記バッファ２３に格納された変位量と変位に要した時間とを出力する第２の処理とに対して、処理の優先順位を決め、優先順位に従って第１の処理または第２の処理の何れかの処理を実行するようになっている。
【００７５】
上記制御信号生成部２では、移動物Ｐの変位に要した時間を求める第１の処理と、上記バッファに格納された変位量と変位に要する時間とを出力する第２の処理とに対して、処理の優先順位を決め、優先順位に従って第１の処理または第２の処理の何れかの処理を実行することで、例えば第１の処理を第２の処理よりも優先順位を高くすれば、移動物Ｐの変位に要した時間の計測を優先して処理を行うことができるため、より正確な時間の検出が可能になる。
【００７６】
例えば、外部機器から制御信号生成部２に変位量と時間量を出力する指示する出力指示信号があると出力のための通信の割り込み処理が発生する。しかしながら、上記のように、第１の処理である、移動物Ｐの変位に要する時間の計測処理を第１の優先順位にしておくことによって、上記のような出力指示信号があっても時間の計測処理を優先して行い、時間の計測処理終了後に、第２の処理である、変位量と変位に要した時間の出力処理を行う。このために、時間の計測に影響を与えないので、正確な時間計測が可能になる。
【００７７】
なお、上記の説明では、上記バッファ２３に、出力すべき変位量と変位に要した時間とを累積して一時的に格納するようにしていたが、上記バッファ２３に、出力すべき変位量の平均値を一時的に格納してもよい。
【００７８】
ここで、上記出力すべき変位量の平均値は、変位量演算部１２３によって演算され、バッファ２３に送られる。
【００７９】
従って、上記制御信号生成部２の信号出力部２２は、外部から出力指示信号を受けると、上記バッファ２３に格納された変位量の平均値を出力する。
【００８０】
このように、上記制御信号生成部２の信号出力部２２は、出力すべき変位量を一時的に格納するバッファ２３を備え、外部から出力指示信号を受け付けると、上記バッファ２３に格納された変位量の平均値を出力することで、変位量検出部１のイメージセンサ１２から変位量を出力する際に発生するばらつきを小さくすることができ、より高精度な変位量の検出が可能になる。
【００８１】
上記変位量の平均値としては、出力すべき変位量の既定回数分の平均値であってもよいし、出力すべき変位量の既定時間分の平均値であってもよい。
【００８２】
従って、バッファ２３に一時的に格納されるのが、出力すべき変位量の既定回数分の平均値である場合、上記制御信号生成部２の信号出力部２２は、イメージセンサ１２からのフレームタイミング信号が周期的に変化するタイミングで、上記バッファ２３に格納された変位量の既定回数分の平均値を出力するようにしてもよい。
【００８３】
上記の構成によれば、上記制御信号生成部２の信号出力部２２は、出力すべき変位量を一時的に格納するバッファ２３を設け、所望する変位量の既定回数分の平均値をイメージセンサ１２のフレームタイミング信号と同期して出力することで、変位量検出部１のイメージセンサ１２から変位量を出力する際に発生するばらつきを小さくすることができ、より高精度な変位量の検出が可能になる。加えて平均化された変位量の出力時間間隔をフレームタイミング信号と同等の時間にすることができるのでより細かな制御が可能になる。
【００８４】
また、バッファ２３に一時的に格納されるのが、出力すべき変位量の既定時間分の平均値である場合、上記制御信号生成部２の信号出力部２２は、上記イメージセンサ１２からのタイミング信号が周期的に変化するタイミングで、上記バッファ２３に格納された所望する変位量の既定時間分の平均値を出力するようにしてもよい。
【００８５】
上記の構成によれば、上記制御信号生成部２の信号出力部２２は、出力すべき変位量を一時的に格納するバッファ２３を設け、所望する変位量の既定時間分の平均値をイメージセンサ１２のフレームタイミング信号と同期して出力することで、変位量検出部１のイメージセンサ１２から変位量を出力する際に発生するばらつきを小さくすることができ、より高精度な変位量の検出が可能になる。加えて平均化された変位量の出力時間間隔をフレームタイミング信号と同等の時間にすることができるのでより細かな制御が可能になる。
【００８６】
以上のように、本実施の形態に係る変位量検出装置においても、前記実施の形態１と同様に、変位に要した時間（時間量）を精度よく求めることができるので、移動物Ｐの移動速度を正確に求めることができる。
【００８７】
従って、実施の形態１、２に係る変位量検出装置は、何れも移動物Ｐの移動速度を正確に求めることができるので、移動物Ｐの移動速度を求めて、当該移動物Ｐの変位を適切に補正する必要のある電子機器、例えば、プリンタに用いることが有効である。
【００８８】
（プリンタに適用）
図６は、上記構成の変位量検出装置をプリンタの用紙搬送機構に用いた例を示している。
【００８９】
上記用紙搬送機構は、図６に示すように、変位量検出装置１０１、搬送装置１０２、搬送制御部１０３で構成されている。
【００９０】
上記変位量検出装置１０１は、図３または図５に示す変位量検出装置のいずれかと同じであるので、詳細な説明は省略する。
【００９１】
上記変位量検出装置１０１は、移動物Ｐ（紙）の搬送経路を介して上記搬送装置１０２に対向して配置されている。
【００９２】
上記搬送装置１０２は、移動物Ｐを矢印方向に搬送するための搬送用のローラと、このローラの回転（矢印方向）速度を制御する回転制御部（図示せず）とを備えている。この回転制御部によって、ローラの回転速度を調整することで、移動物Ｐである紙の搬送速度（移動速度）を調整するようになっている。
【００９３】
この回転制御部に制御信号（搬送制御信号）を送信するのは、上記搬送制御部１０３である。
【００９４】
上記搬送制御部１０３は、変位量検出装置１０１から出力される制御信号（変位量、時間量）に基づいて、移動物Ｐの搬送速度（移動速度）を求めて、搬送装置１０２に対して、ローラの回転を制御するための搬送制御信号を出力する。
【００９５】
このように、上記構成のプリンタでは、移動物Ｐである紙を内部に設けられた搬送装置１０２のローラの回転によって搬送している。つまり、上記ローラは、紙との摩擦力によって当該紙をローラの回転方向に搬送するようになっている。この摩擦力が一定の大きさを維持していれば、安定した速度で紙を搬送することができるが、長時間使用によるローラの磨耗や、ローラ表面に付着した塵や埃により、ローラの摩擦力が低下して、搬送中の紙がスリップする虞がある。
【００９６】
このように、搬送中の紙がスリップした場合、ローラの回転制御により予め想定した紙の移動量と、実際の紙の移動量とが異なってしまい、当該紙の所望の位置に適切に画像が印刷されないという問題生じる。つまり、紙への印刷を高精度で行えず、印刷画像の品位が低下するという問題が生じる。
【００９７】
そこで、上記構成のプリンタの搬送制御機構では、搬送中の紙のスリップが発生した場合の対策として、変位量検出装置１０１がスリップによる搬送中の紙の変位量と変位に要した時間（時間量）とを検出して、搬送制御部１０３がこの検出結果に応じてローラの回転制御を行うための搬送制御信号を搬送装置１０２に送信することで、搬送装置１０２におけるローラの回転を制御して、紙の移動速度を調整して、当該紙への印刷精度を低下させないようにしている。
【００９８】
ここで、紙の移動速度を精度よく求めないと、紙への印刷精度が低下する。つまり、紙の移動速度を如何に精度よく求めるかが重要である。
【００９９】
紙の移動速度を精度よく求めるには、上記変位量検出装置１０１によって、移動物Ｐである紙の変位量とその変位に要した時間（時間量）とを如何に精度良く検出するかに左右される。
【０１００】
上記構成の変位量検出装置１０１では、上述したように、イメージセンサ１２からの変位量の出力と、変位量を取り出すための時間とを同期させることで、変位量の誤差を無くして、正確な移動物の移動量を検出することができるので、移動物の移動速度を正確に把握することができる。
【０１０１】
従って、本実施の形態に係る変位量検出装置をプリンタに適用すれば、移動物Ｐである紙がローラのスリップなどにより適切に搬送されないような場合であっても、当該紙の変位量と、その変位に要した時間とを正確に検出し、紙の移動速度を精度よく求めることができるので、紙が変位しても当該紙への印刷品位を低下させることはない。
【０１０２】
つまり、紙がローラによりスリップしたとしても、常に、紙の移動速度を精度よく検出できるので、紙への印刷品位を低下させることはない。
【０１０３】
（発明の置換可能性）
以上のように、本発明の変位量検出装置は、プリンタに好適に用いることができるが、プリンタ以外に、移動物Ｐの速度を精度よく測定する必要のある電子機器であれば、好適に用いることができる。例えばプリンタ以外の電子機器であれば、複写機が考えられる。複写機の場合にも、印刷対象物である紙が移動するので、印刷精度を高めるためには、紙の移動速度を正確に把握することは重要である。
【０１０４】
また、他の応用例としては、マウスがある。例えばマウスに本発明の変位量検出装置を適応した場合、マウス自体が移動物Ｐに相当し、このマウスの移動を精度よく検出することができるので、マウスによる高速操作が可能となる。
【０１０５】
〔まとめ〕
本発明の一態様に係る変位量検出装置１０１は、移動物Ｐの表面に光を照射する発光部１１と、上記移動物Ｐの表面からの反射光を受光すると共に、タイミング信号によって周期的に受光した反射光を画像として取り込み、取り込んだ画像の移動量から移動物Ｐが変位した変位量を求めるイメージセンサ１２とを含み、上記イメージセンサ１２は、上記変位量と、当該変位量を求めるために用いたタイミング信号とを出力する。
【０１０６】
上記構成によれば、イメージセンサ１２から、変位量に加えて、当該変位量を求めるために用いたタイミング信号が出力されることで、このタイミング信号によって、変位に要した時間を求めることが可能となる。
【０１０７】
このように、移動物Ｐの変位量を求めるためのタイミング信号によって、変位に要した時間を求めるようにすれば、移動物Ｐの変位量と、変位に要する時間とを同じ信号により管理することになるので、変位に要する時間を正確に検出でき、この結果、移動物Ｐの移動速度を適切に調整することが可能となる。
【０１０８】
さらに、本発明の一態様に係る変位量検出装置１０１は、上記イメージセンサ１２から出力される、移動物Ｐの変位量および、当該変位量を求めるために用いたタイミング信号が入力され、当該タイミング信号を用いて、移動物Ｐの変位に要した時間を求めて、上記変位量と、変位に要した時間とを制御信号として出力する制御部（制御信号生成部２）が設けられていてもよい。
【０１０９】
これにより、移動物Ｐの変位量と変位に要する時間との管理を、制御部（制御信号生成部２）によって行うことができるので、変位量検出装置１０１の外部の機器に対しては、移動物Ｐの変位量と変位に要する時間とが適切に管理された制御信号を出力することができる。
【０１１０】
さらに、本発明の一態様に係る変位量検出装置１０１は、上記制御部（制御信号生成部２）が、上記イメージセンサ１２からのタイミング信号が周期的に変化する数をカウントするカウンタ２１を備え、上記カウンタ２１によるカウント数から、移動物Ｐの変位に要した時間を求めるようにしてもよい。
【０１１１】
上記の構成によれば、制御部（制御信号生成部２）は、カウンタ２１によってタイミング信号が周期的に変化する数をカウントして、このカウント数から移動物Ｐの変位に要した時間を求めるようにしているので、時間に比例した量（カウント数）を容易に計測することができる。
【０１１２】
これにより、移動物Ｐの変位に要した時間（時間量）を容易に且つ正確に求めることができる。
さらに、本発明の一態様に係る変位量検出装置１０１は、上記制御部（制御信号生成部２）が、上記カウンタ２１によるカウント数に、タイミング信号の周期を積算し、積算した値から移動物Ｐの変位に要した時間を求めるようにしてもよい。
【０１１３】
上記の構成によれば、制御部（制御信号生成部２）は、カウンタ２１によってタイミング信号が周期的に変化する数をカウントすることにより、時間に比例した量（カウント数）を容易に計測することでき、しかも、このカウント数にタイミング信号の周期を積算した積算値は、時間を表すことになるので、移動物Ｐの変位に要した時間を容易に求めることができる。
【０１１４】
これにより、移動物Ｐの変位に要した時間（時間量）を容易に且つ正確に求めることができるので、例えばユーザーは、変位量と時間量を使用して移動物Ｐの移動速度の計算を容易できるようになる。
【０１１５】
さらに、本発明の一態様に係る変位量検出装置１０１は、上記制御部（制御信号生成部２）が、上記タイミング信号の周期を計測し、計測値から移動物Ｐの変位に要した時間を求めるようにしてもよい。
【０１１６】
上記の構成によれば、制御部（制御信号生成部２）にてタイミング信号の周期を計測することは、画像取り込みの間隔を計測することになるので、この周期の計測値から移動物Ｐの変位に要した時間をより正確に検出することができる。
【０１１７】
このように、実際の画像取り込みのタイミングの間隔を計測することで、イメージセンサ１２で発生する画像取り込みのタイミングのずれ（たとえば周囲温度、電源電圧などの変動による画像取り込みのタイミングのずれや、外部からの要因によって突発的に発生した画像取り込みのタイミングのずれ）を補正することができる。
【０１１８】
さらに、本発明の一態様に係る変位量検出装置１０１は、上記制御部（制御信号生成部２）が、上記イメージセンサ１２からのタイミング信号が周期的に変化するタイミングで、変位量を出力するようにしてもよい。
【０１１９】
上記の構成によれば、制御部（制御信号生成部２）は、イメージセンサからのタイミング信号が周期的に変化するタイミングで、変位量を出力することで、当該タイミング信号を用いて求めた移動物Ｐの変位に要した時間と、当該移動物Ｐの変位量とを正確に対応付けて出力することができる。
【０１２０】
このようにして出力された移動物Ｐの変位に要した時間と、当該移動物Ｐの変位量とを用いることで、より細かな移動物Ｐの移動量、移動物Ｐの移動速度の計算が可能になり、より細かな制御が可能になる。
【０１２１】
さらに、本発明の一態様に係る変位量検出装置１０１は、上記制御部（制御信号生成部２）が、出力すべき変位量と変位に要した時間とを累積して一時的に格納するバッファ２３を備え、外部から出力指示信号を受け付けると、上記バッファ２３に格納された変位量と変位に要した時間とを出力するようにしてもよい。
【０１２２】
上記の構成によれば、上記制御部（制御信号生成部２）は、出力すべき変位量と変位に要した時間とを累積して一時的に格納するバッファ２３を設け、外部から出力指示信号を受け付けると、上記バッファ２３に格納された変位量と変位に要した時間とを出力することで、外部の機器が必要とするタイミングで、変位量と変位に要した時間を出力することが可能となる。
【０１２３】
これにより、外部の機器内での制御のための計算、処理が容易になる。
【０１２４】
しかも、変位量検出装置１０１側に変位量と変位に要した時間とを格納するバッファ２３が設けられているので、外部の機器内にバッファを設ける必要がなくなる。
【０１２５】
また、変位量と変位に要した時間を出力する際の通信のための処理時間を減少させることができ、割り込み処理の発生する時間を減少させることができるため、より正確な時間測定が可能になる。例えば、外部の機器から変位量検出装置１０１の制御部（制御信号生成部２）に変位量と変位に要した時間（時間量）を出力する出力指示信号である要求信号（ポーリング信号）があると出力のための通信の割り込み処理が発生する。割り込み処理が発生すると時間の計測処理に影響を与えるため、時間計測の精度が低下する。しかしながら、上記構成では、このような問題は生じない。
【０１２６】
さらに、本発明の一態様に係る変位量検出装置１０１は、上記制御部（制御信号生成部２）が、出力すべき変位量と変位に要した時間とを累積して一時的に格納するバッファ２３を備え、移動物Ｐの変位に要した時間を求める第１の処理と、上記バッファ２３に格納された変位量と変位に要した時間とを出力する第２の処理とに対して、処理の優先順位を決め、優先順位に従って第１の処理または第２の処理の何れかの処理を実行するようにしてもよい。
【０１２７】
上記の構成によれば、制御部（制御信号生成部２）は、出力すべき変位量と変位に要した時間とを累積して一時的に格納するバッファ２３を設けることで、外部の機器が必要とするタイミングで変位量と変位に要した時間を出力することができるため、外部の機器内での制御のための計算、処理が容易になる。
【０１２８】
また、上記制御部（制御信号生成部２）は、移動物Ｐの変位に要した時間を求める第１の処理と、上記バッファ２３に格納された変位量と変位に要した時間とを出力する第２の処理とに対して、処理の優先順位を決め、優先順位に従って第１の処理または第２の処理の何れかの処理を実行することで、例えば第１の処理を第２の処理よりも優先順位を高くすれば、移動物Ｐの変位に要した時間の計測を優先して処理を行うことができるため、より正確な時間量の検出が可能になる。
【０１２９】
例えば、外部の機器から制御部（制御信号生成部２）に変位量と変位に要した時間の出力指示をするための出力指示信号である要求信号（ポーリング信号）があると出力のための通信の割り込み処理が発生する。しかしながら、上記のように、第１の処理である、移動物の変位に要する時間の計測処理を第１の優先順位にしておくことによって、要求信号があっても時間の計測処理を優先して行い、時間の計測処理終了後に、第２の処理である、変位量と変位に要した時間の出力処理を行う。このために、時間の計測に影響を与えないので、正確な時間計測が可能になる。
【０１３０】
さらに、本発明の一態様に係る変位量検出装置１０１は、上記制御部（制御信号生成部２）が、出力すべき変位量の平均値を一時的に格納するバッファ２３を備え、外部から出力指示信号を受けると、上記バッファ２３に格納された変位量の平均値を出力するようにしてもよい。
【０１３１】
上記の構成によれば、上記制御信号生成部２の信号出力部２２は、出力すべき変位量を一時的に格納するバッファ２３を備え、外部から出力指示信号を受け付けると、上記バッファ２３に格納された変位量の平均値を出力することで、変位量検出部１のイメージセンサ１２から変位量を出力する際に発生するばらつきを小さくすることができ、より高精度な変位量の検出が可能になる。
【０１３２】
さらに、本発明の一態様に係る変位量検出装置１０１は、上記制御部（制御信号生成部２）が、出力すべき変位量の既定回数分の平均値を一時的に格納するバッファ２３を備え、上記イメージセンサ１２からのタイミング信号が周期的に変化するタイミングで、上記バッファ２３に格納された所望する変位量の既定回数分の平均値を出力するようにしてもよい。
【０１３３】
上記の構成によれば、上記制御信号生成部２の信号出力部２２は、出力すべき変位量を一時的に格納するバッファ２３を設け、所望する変位量の既定回数分の平均値をイメージセンサ１２のフレームタイミング信号と同期して出力することで、変位量検出部１のイメージセンサ１２から変位量を出力する際に発生するばらつきを小さくすることができ、より高精度な変位量の検出が可能になる。加えて平均化された変位量の出力時間間隔をフレームタイミング信号と同等の時間にすることができるのでより細かな制御が可能になる。
【０１３４】
さらに、本発明の一態様に係る変位量検出装置１０１は、上記制御部（制御信号生成部２）が、出力すべき変位量の既定時間分の平均値を一時的に格納するバッファ２３を備え、上記イメージセンサ１２からのタイミング信号が周期的に変化するタイミングで、上記バッファ２３に格納された所望する変位量の既定時間分の平均値を出力するようにしてもよい。
【０１３５】
さらに、本発明の一態様に係る電子機器は、上記構成の変位量検出装置１０１を用いてもよい。
【０１３６】
好ましい電子機器としては、移動物Ｐが紙であるプリンタを挙げることができる。この場合には、搬送中の紙の変位量と、変位に要した時間とを精度よく検出することで、紙の移動速度を適切に求めることが可能となる。これにより、搬送中の紙の変位に応じて、紙の搬送速度（移動速度）を適切に調整することが可能となる。
【０１３７】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１３８】
本発明は、移動物の変位量と変位に要した時間の正確な検出に有効であり、移動物の変位量と変位に要した時間の検出が必要とされる分野、例えばプリンタや複写機における印刷用用紙の移動速度の検出、あるいは製品生産工程での材料の移動速度の検出など移動物の変位量と変位に要した時間を検出する分野において好適に利用できる。
【符号の説明】
【０１３９】
１  変位量検出部
２  制御信号生成部（制御部）
１１  発光部
１２  イメージセンサ
２１  カウンタ
２２  信号出力部
２３  バッファ
１０１  変位量検出装置
１０２  搬送装置
１０３  搬送制御部
１１１  発光素子
１２１  タイミング制御部
１２２  受光部
１２３  変位量演算部
Ｐ  移動物
【図１】
2013140943.tif 000003
【図２】
2013140943.tif 000004
【図３】
2013140943.tif 000005
【図４】
2013140943.tif 000006
【図５】
2013140943.tif 000007
【図６】
2013140943.tif 000008
【図７】
2013140943.tif 000009
【図８】
2013140943.tif 000010
【図９】
2013140943.tif 000011
【国際調査報告】
2013140943.tif 000012
2013140943.tif 000013
2013140943.tif 000014
2013140943.tif 000015