(57)【要約】【課題】本発明は画像読取装置の読取駆動機構の制御アルゴリズムの開発・検証を支援する画像読取装置制御系設計支援装置、画像読取装置制御系設計支援方法及び記録媒体を提供する。【解決手段】画像読取装置制御系設計支援装置１は、機構設計部２０で画像読取装置の読取駆動機構をモデル化して、当該読取駆動機構モデルによって読取駆動機構の動作をシミュレーション部３０でシミュレートし、読取駆動機構を制御する制御プログラムとして組み込みソフトウェア５１ａ、５１ｂを格納する制御部５０とシミュレーション部３０との間のデータの授受をインタフェース部４０で行って、組み込みソフトウェア５１ａ、５１ｂに基づいて機構設計部２０でモデル化された読取駆動機構９０のシミュレーション部３０での挙動をリアルタイムに観測して表示部６０に表示する。【選択図】          図１
2004265080.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサの検出結果に応じて制御プログラムに基づいて読取駆動機構を動作させるアクチュエータのモータ等の駆動源を制御して原稿の画像を読み取る画像読取装置の制御系の設計支援を行う画像読取装置制御系設計支援装置であって、前記読取駆動機構をモデル化する機構設計部と、当該読取駆動機構モデルによって前記読取駆動機構の動作をシミュレートするシミュレーション部と、前記読取駆動機構を制御する制御プログラムを格納する制御部と、前記シミュレーション部と前記制御部との間のデータの授受を行うインタフェース部と、所定の表示部とを備え、前記制御部の制御プログラムに基づいて前記機構設計部でモデル化された前記読取駆動機構の前記シミュレーション部での挙動をリアルタイムに観測して前記表示部に表示することを特徴とする画像読取装置制御系設計支援装置。
【請求項２】
前記画像読取装置制御系設計支援装置は、設計情報等を入力する入力部を備え、前記機構設計部が、当該入力部から入力された設計情報に基づいて前記アクチュエータをモデル化する第１機構設計部と、当該アクチュエータの駆動力で画像読取動作を行う前記読取駆動機構をモデル化する第２機構設計部と、前記入力部から設計情報として入力された前記センサをモデル化する第３機構設計部と、当該各機構設計部間のデータの授受を行う機構設計インタフェース部と、を備えていることを特徴とする請求項１記載の画像読取装置制御系設計支援装置。
【請求項３】
前記シミュレーション部は、前記読取駆動機構モデルによる前記読取駆動機構の動作のシミュレート結果に基づいて当該読取駆動機構モデルを簡易モデルに変換する第１シミュレーション部と、当該第１シミュレーション部の変換した簡易モデルに基づいてリアルタイムに前記読取駆動機構の動作をシミュレートする第２シミュレーション部と、を有することを特徴とする請求項１または請求項２記載の画像読取装置制御系設計支援装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記制御プログラムとして前記画像読取装置の前記読取駆動機構の動作制御を行う組み込みソフトウェアと、当該組み込みソフトウェアが格納されて当該組み込みソフトウェアを実行する実際の前記画像読取装置のハードウェアと、を備えていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の画像読取装置制御系設計支援装置。
【請求項５】
前記インタフェース部は、前記シミュレーション部と前記制御部との間のデータの授受をリアルタイムに行うことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の画像読取装置制御系設計支援装置。
【請求項６】
前記インタフェース部は、前記読取駆動機構モデルの前記アクチュエータに対するアクチュエータ指令信号を前記制御部から前記シミュレーション部へ受け渡すことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の画像読取装置制御系設計支援装置。
【請求項７】
前記インタフェース部は、前記アクチュエータ指令信号に応じた前記シミュレーション部でのシミュレーション結果及び前記読取駆動機構モデルからのセンサ信号を当該シミュレーション部から前記制御部へ受け渡すことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の画像読取装置制御系設計支援装置。
【請求項８】
前記画像読取装置制御系設計支援装置は、前記制御部から前記シミュレーション部への前記アクチュエータ指令信号、前記シミュレーション部から前記制御部への前記センサ信号及び前記シミュレーション部から前記制御部への前記アクチュエータ指令信号に応じたシミュレーション結果を前記表示部に表示することを特徴とする請求項６または請求項７記載の画像読取装置制御系設計支援装置。
【請求項９】
センサの検出結果に応じて制御プログラムに基づいて読取駆動機構を動作させるアクチュエータのモータ等の駆動源を制御して原稿の画像を読み取る画像読取装置の制御系の設計支援を行う画像読取装置制御系設計支援方法であって、前記読取駆動機構をモデル化する機構設計処理ステップと、当該読取駆動機構モデルによって前記読取駆動機構の動作をシミュレートするシミュレーション処理ステップと、前記読取駆動機構を制御する制御処理ステップと、前記シミュレーション処理ステップと前記制御処理ステップとの間のデータの授受を行うインタフェース処理ステップと、前記制御処理ステップでの制御処理に基づいて前記機構設計処理ステップでモデル化された前記読取駆動機構の前記シミュレーション処理ステップでの挙動をリアルタイムに観測して表示部に表示する表示処理ステップと、を実行することを特徴とする画像読取装置制御系設計支援方法。
【請求項１０】
センサの検出結果に応じて制御プログラムに基づいて読取駆動機構を動作させるアクチュエータのモータ等の駆動源を制御して原稿の画像を読み取る画像読取装置の制御系の設計支援を行う画像読取装置制御系設計支援プログラム及び当該画像読取装置制御系設計支援プログラムの実行に必要なデータを記録する記録媒体であって、前記画像読取装置制御系設計支援プログラムとして、前記読取駆動機構をモデル化する機構設計プログラムと、当該読取駆動機構モデルによって前記読取駆動機構の動作をシミュレートするシミュレーションプログラムと、前記読取駆動機構を制御する制御プログラムと、前記シミュレーションプログラムと前記制御プログラムとの間のデータの授受を行うインタフェースプログラムと、前記制御プログラムに基づいて前記機構設計プログラムでモデル化された前記読取駆動機構の前記シミュレーションプログラムによる挙動をリアルタイムに観測して表示部に表示する表示プログラムと、を記録することを特徴とする記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像読取装置制御系設計支援装置、画像読取装置制御系設計支援方法及び記録媒体に関し、詳細には、アクチュエータやセンサを有し、読取駆動機構を動作させて原稿の画像を読み取る画像読取装置の当該読取駆動機構の制御アルゴリズムの開発・検証を支援する画像読取装置制御系設計支援装置、画像読取装置制御系設計支援方法及び記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】
特開２００２−１８８０９８号公報
【特許文献２】
特開２００２−２２４２３０号公報
スキャナ、複写装置等の画像読取装置においては、一般的に、モータの駆動をタイミングベルトでプーリに伝達して、当該プーリを回転させて当該プーリに巻き付けられているワイヤで、光源やミラーを搭載するキャリッジを走査移動させるベルト駆動方式が採用されている。
【０００３】
すなわち、画像読取装置は、一般的に、図７に示すように、副走査方向に延在して平行に配設された一対のレール１０１、１０２に、第１キャリッジ１０３と第２キャリッジ１０４が当該レール１０１、１０２に沿って移動可能に搭載されており、第１キャリッジ１０３は、光源１０５及びミラー１０６を搭載している。第２キャリッジ１０４は、複数個のミラー１０７を搭載しており、その両端には、プーリ１０８、１０９が設けられている。
【０００４】
レール１０１とレール１０２に直交する状態で、回転軸１１０が配設されており、回転軸１１０のレール１０１側には、ギヤ１１１が設けられている。ギヤ１１１は、モータ１１２の駆動軸に連結されたギヤ１１３との間に張り渡されたタイミングベルト１１４で連結されており、モータ１１２の駆動力がギヤ１１３及びギヤ１１１を介してタイミングベルト１１４により回転軸１１０に伝達される。このモータ１１２は、一般的に、ステッピングモータが用いられ、ステッピングモータは、回転動作条件を予め設定した速度テーブルに従って回転動作する。
【０００５】
レール１０１、１０２の両端部には、それぞれアイドラプーリ１１５、１１６、１１７、１１８が設けられており、レール１０１、１０２に沿ってそれぞれその一端が図示しない筐体の壁に固定されているワイヤ１１９、１２０が張り渡されている。
【０００６】
ワイヤ１１９は、固定された筐体の壁側から第２キャリッジ１０４のプーリ１０８、アイドラプーリ１１５の順に架け回されて、回転軸１１０に固定されているワイヤプーリ１２１に数回巻き付けられ、さらに、アイドラプーリ１１６及び第２キャリッジ１０４のプーリ１０８に順次架け回されて、その他端が図示しないスプリングを介して筐体に固定されている。また、ワイヤ１１９は、アイドラプーリ１１５と第２キャリッジ１０４のプーリ１０８との間の部分が、第１キャリッジ１０３のレール１０１側の一端に固定されている。
【０００７】
また、ワイヤ１２０は、同様に、固定された筐体の壁側から第２キャリッジ１０４のプーリ１０９、アイドラプーリ１１７の順に架け回されて、回転軸１１０に固定されているワイヤプーリ１２２に数回巻き付けられ、さらに、アイドラープーリ１１８及び第２キャリッジ１０４のプーリ１０９に順次架け回されて、その他端が図示しないスプリングを介して筐体に固定されている。また、ワイヤ１２０は、アイドラプーリ１１７と第２キャリッジ１０４のプーリ１０９との間の部分が、第１キャリッジ１０３のレール１０２側の一端に固定されている。
【０００８】
従来の画像読取装置は、上記第１キャリッジ１０３と第２キャリッジ１０４の駆動機構が、原稿の載置される図示しないコンタクトガラスの下部に配設されて、モータ１１２の駆動力により、ワイヤプーリ１２１、１２２が回転し、ワイヤ１１９、１２０に引かれて、第１キャリッジ１０３と第２キャリッジ１０４が副走査方向に移動する。画像読取装置は、この第１キャリッジ１０３に搭載されている光源１０５から原稿に読取光を照射して、原稿で反射された原稿画像の反射光を第１キャリッジ１０３のミラー１０６で第２キャリッジ１０４のミラー１０７方向に反射し、第２キャリッジ１０４のミラー１０７で、図示しないＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ  ）等の読取センサに入射させて主走査することで原稿の画像を読み取る。すなわち、画像読取装置は、モータ１１２の回転を制御することにより、第１キャリッジ１０３と第２キャリッジ１０４を副走査方向に移動させつつ、主走査して、原稿の画像を読み取る。
【０００９】
そして、画像読取装置は、上述のような読取動作において、原稿の画像情報を忠実に再現するためには、キャリッジ１０３、１０４を精度よく駆動し、原稿の画像の読み取りを行う必要がある。
【００１０】
この読取機構を動作させるためには、その機構を制御するための制御アルゴリズムを開発して、その制御アルゴリズムを制御対象の機構内に組み込まれているるマイクロコンピュータ等で実行させるようにしている。
このような制御アルゴリズムを開発する際には、従来からシミュレーション等の手法で画像読取装置の駆動系の挙動を予測し、その結果を設計に反映する手法が採用されている（特許文献１、特許文献２参照）。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の制御系設計支援装置にあっては、以下のような問題があった。
【００１２】
すなわち、従来のシミュレーションを用いた設計支援装置にあっては、設計支援装置で開発した制御アルゴリズムを実際にマクロコンピュータ等に組み込み、ソフトウェアのデバッグ検証を行う必要があるが、メカ機構の試作が完了して初めてメカ機構を具体的に動かすことができ、試作したメカ機構を使用して組み込んだソフトウェアの検証を開始することができる。
しかしながら、組み込みソフトウェアの開発を行う際には、制御対象の機構の試作品が必要であるため、試作品が完成するまでは、組み込みソフトウェアの検証を開始することができず、その開発に時間やコストがかかり、非効率的であるという問題があった。
このように、従来、画像読取装置の読取機構の設計とその読取機構を制御するための組み込みソフトウェアの開発は、同時に実行することができず、制御系の設計開発は極めて非効率的に行われている。
このような課題を解決するため、自動車業界においては、計算機上に実物そっくりに動作する仮想メカを構築し、当該仮想メカを実機の代わりにして、ＨＩＬ（Ｈａｒｄｗａｒｅ  ｉｎ  ｔｈｅ  Ｌｏｏｐ）シミュレーションシステムを構築し、自動車のＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）の開発に利用している。
しかしながら、このような自動車用のシミュレーションシステムを、画像読取装置のような小型組み込みシステムの開発に適用すると、制御対象の機構が小型でかつ複雑であるため、動的挙動を厳密に解析すると、実用的な速度で仮想メカを動作させることができないだけでなく、特に、画像読取装置は、制御対象が物理的に小さく、非常に速く動作するため、物理的に大きく動作が遅い自動車と異なって、サンプリング間隔を非常に細かく取る必要があり、十分な精度を得ることができない。
【００１３】
したがって、このＨＩＬシミュレーションを画像読取装置のような小型組み込みシステムに用いることは、困難である。
【００１４】
そこで、本発明は、画像読取装置の動的挙動解析とサンプリングによる解析精度を両立させ、読取機構の設計とその読取駆動機構を制御するための制御系の開発とを並行して遂行できるようにして、当該制御系の開発の効率化を図り、開発期間の短縮、工数の削減を実現することのできる画像読取装置制御系設計支援装置、画像読取装置制御系設計支援方法及び記録媒体を提供することを目的としている。
【００１５】
具体的には、請求項１記載の発明は、センサの検出結果に応じて制御プログラムに基づいて読取駆動機構を動作させるアクチュエータのモータ等の駆動源を制御して原稿の画像を読み取る画像読取装置の制御系の設計支援を行うに際して、機構設計部で読取駆動機構をモデル化して、当該読取駆動機構モデルによって読取駆動機構の動作をシミュレーション部でシミュレートし、読取駆動機構を制御する制御プログラムを格納する制御部とシミュレーション部との間のデータの授受をインタフェース部で行って、制御部の制御プログラムに基づいて機構設計部でモデル化された読取駆動機構のシミュレーション部での挙動をリアルタイムに観測して表示部に表示することにより、読取駆動機構の設計と当該読取駆動機構を制御するための制御系の開発とを並行して遂行できるようにし、制御系の開発の効率化を図って、制御系の開発期間を短縮するとともに、工数を削減することのできる画像読取装置制御系設計支援装置を提供することを目的としている。
【００１６】
請求項２記載の発明は、機構設計部を、設計情報等を入力する入力部から入力された設計情報に基づいてアクチュエータをモデル化する第１機構設計部と、当該アクチュエータの駆動力で画像読取動作を行う読取駆動機構をモデル化する第２機構設計部と、入力部から設計情報として入力されたセンサをモデル化する第３機構設計部と、当該各機構設計部間のデータの授受を行う機構設計インタフェース部と、を備えたものとすることにより、読取駆動機構の設計情報に基づいて、読取駆動機構のモデルを作成して、制御系に組み込む組み込みソフトウェアを検証する際に、実際の画像読取装置を用意することなく検証できるようにし、制御系の開発のより一層の効率化を図って、制御系の開発期間をより一層短縮するとともに、工数を削減することのできる画像読取装置制御系設計支援装置を提供することを目的としている。
【００１７】
請求項３記載の発明は、シミュレーション部を、読取駆動機構モデルによる読取駆動機構の動作のシミュレート結果に基づいて当該読取駆動機構モデルを簡易モデルに変換する第１シミュレーション部と、当該第１シミュレーション部の変換した簡易モデルに基づいてリアルタイムに読取駆動機構の動作をシミュレートする第２シミュレーション部と、を有するものとすることにより、読取駆動機構モデルを簡易モデルに変換して、リアルタイムでシミュレーションできるようにし、制御系の開発のより一層の効率化を図って、制御系の開発期間をより一層短縮するとともに、工数を削減することのできる画像読取装置制御系設計支援装置を提供することを目的としている。
【００１８】
請求項４記載の発明は、制御部を、制御プログラムとして画像読取装置の読取駆動機構の動作制御を行う組み込みソフトウェアと、当該組み込みソフトウェアが格納されて当該組み込みソフトウェアを実行する実際の画像読取装置のハードウェアと、を備えているものとすることにより、組み込みソフトウェアと実装したハードウェアを検証できるようにし、制御系の開発のより一層の効率化を図って、制御系の開発期間をより一層短縮するとともに、工数を削減することのできる画像読取装置制御系設計支援装置を提供することを目的としている。
【００１９】
請求項５記載の発明は、インタフェース部を、シミュレーション部と制御部との間のデータの授受をリアルタイムに行うものとすることにより、制御系の開発をより速やかに行えるようにし、制御系の開発期間をより一層短縮ことのできる画像読取装置制御系設計支援装置を提供することを目的としている。
【００２０】
請求項６記載の発明は、インタフェース部が、読取駆動機構モデルのアクチュエータに対するアクチュエータ指令信号を制御部からシミュレーション部へ受け渡すことにより、制御部から制御指令を読取駆動機構モデルに入力して、リアルタイムでシミュレーションを行い、制御系の開発期間をより一層短縮ことのできる画像読取装置制御系設計支援装置を提供することを目的としている。
【００２１】
請求項７記載の発明は、インタフェース部が、アクチュエータ指令信号に応じたシミュレーション部でのシミュレーション結果及び読取駆動機構モデルからのセンサ信号を当該シミュレーション部から制御部へ受け渡すことにより、読取駆動機構モデルからの計算結果を制御部に入力して、リアルタイムでシミュレーションを行い、制御系の開発期間をより一層短縮ことのできる画像読取装置制御系設計支援装置を提供することを目的としている。
【００２２】
請求項８記載の発明は、制御部からシミュレーション部へのアクチュエータ指令信号、シミュレーション部から制御部へのセンサ信号及びシミュレーション部から制御部へのアクチュエータ指令信号に応じたシミュレーション結果を表示部に表示することにより、各計算結果がリアルタイムに設計者に分かるようにして、設計者が設計指針を速やかに得られるようにし、制御系の開発期間をより一層短縮するとともに、工数を削減することのできる画像読取装置制御系設計支援装置を提供することを目的としている。
【００２３】
請求項９記載の発明は、センサの検出結果に応じて制御プログラムに基づいて読取駆動機構を動作させるアクチュエータのモータ等の駆動源を制御して原稿の画像を読み取る画像読取装置の制御系の設計支援を行うに際して、機構設計処理ステップで、読取駆動機構をモデル化して、シミュレーション処理ステップで、当該読取駆動機構モデルによって読取駆動機構の動作をシミュレートし、制御処理ステップで、読取駆動機構を制御して、インタフェース処理ステップで、シミュレーション処理ステップと制御処理ステップとの間のデータの授受を行い、表示処理ステップで、制御処理ステップでの制御処理に基づいて機構設計処理ステップでモデル化された読取駆動機構のシミュレーション処理ステップでの挙動をリアルタイムに観測して表示部に表示することにより、読取駆動機構の設計と当該読取駆動機構を制御するための制御系の開発とを並行して遂行できるようにし、制御系の開発の効率化を図って、制御系の開発期間を短縮するとともに、工数を削減することのできる画像読取装置制御系設計支援方法を提供することを目的としている。
【００２４】
請求項１０記載の発明は、コンピュータ等の情報処理装置で読取可能な記憶媒体に、センサの検出結果に応じて制御プログラムに基づいて読取駆動機構を動作させるアクチュエータのモータ等の駆動源を制御して原稿の画像を読み取る画像読取装置の制御系の設計支援を行う画像読取装置制御系設計支援プログラムであって、読取駆動機構をモデル化する機構設計プログラムと、当該読取駆動機構モデルによって読取駆動機構の動作をシミュレートするシミュレーションプログラムと、読取駆動機構を制御する制御プログラムと、シミュレーションプログラムと制御プログラムとの間のデータの授受を行うインタフェースプログラムと、制御プログラムに基づいて機構設計プログラムでモデル化された読取駆動機構のシミュレーションプログラムによる挙動をリアルタイムに観測して表示部に表示する表示プログラムと、を有する画像読取装置制御系設計支援プログラム及び当該画像読取装置制御系設計支援プログラムの実行に必要なデータを記録することにより、当該記憶媒体をコンピュータ等の情報処理装置に読み取らせて、当該画像読取装置制御系設計支援プログラムを実行させ、例えば、読取駆動機構の設計と当該読取駆動機構を制御するための制御系の開発とを並行して遂行できるようにして、制御系の開発の効率化を図って、制御系の開発期間を短縮するとともに、工数を削減することのできる画像読取装置制御系設計支援装置を、容易にかつ任意の場所で構築することのできる記憶媒体を提供することを目的としている。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明の画像読取装置制御系設計支援装置は、センサの検出結果に応じて制御プログラムに基づいて読取駆動機構を動作させるアクチュエータのモータ等の駆動源を制御して原稿の画像を読み取る画像読取装置の制御系の設計支援を行う画像読取装置制御系設計支援装置であって、前記読取駆動機構をモデル化する機構設計部と、当該読取駆動機構モデルによって前記読取駆動機構の動作をシミュレートするシミュレーション部と、前記読取駆動機構を制御する制御プログラムを格納する制御部と、前記シミュレーション部と前記制御部との間のデータの授受を行うインタフェース部と、所定の表示部とを備え、前記制御部の制御プログラムに基づいて前記機構設計部でモデル化された前記読取駆動機構の前記シミュレーション部での挙動をリアルタイムに観測して前記表示部に表示することにより、上記目的を達成している。
【００２６】
上記構成によれば、センサの検出結果に応じて制御プログラムに基づいて読取駆動機構を動作させるアクチュエータのモータ等の駆動源を制御して原稿の画像を読み取る画像読取装置の制御系の設計支援を行うに際して、機構設計部で読取駆動機構をモデル化して、当該読取駆動機構モデルによって読取駆動機構の動作をシミュレーション部でシミュレートし、読取駆動機構を制御する制御プログラムを格納する制御部とシミュレーション部との間のデータの授受をインタフェース部で行って、制御部の制御プログラムに基づいて機構設計部でモデル化された読取駆動機構のシミュレーション部での挙動をリアルタイムに観測して表示部に表示するので、読取駆動機構の設計と当該読取駆動機構を制御するための制御系の開発とを並行して遂行することができ、制御系の開発の効率化を図って、制御系の開発期間を短縮することができるとともに、工数を削減することができる。
【００２７】
この場合、例えば、請求項２に記載するように、前記画像読取装置制御系設計支援装置は、設計情報等を入力する入力部を備え、前記機構設計部が、当該入力部から入力された設計情報に基づいて前記アクチュエータをモデル化する第１機構設計部と、当該アクチュエータの駆動力で画像読取動作を行う前記読取駆動機構をモデル化する第２機構設計部と、前記入力部から設計情報として入力された前記センサをモデル化する第３機構設計部と、当該各機構設計部間のデータの授受を行う機構設計インタフェース部と、を備えているものであってもよい。
【００２８】
上記構成によれば、機構設計部を、設計情報等を入力する入力部から入力された設計情報に基づいてアクチュエータをモデル化する第１機構設計部と、当該アクチュエータの駆動力で画像読取動作を行う読取駆動機構をモデル化する第２機構設計部と、入力部から設計情報として入力されたセンサをモデル化する第３機構設計部と、当該各機構設計部間のデータの授受を行う機構設計インタフェース部と、を備えたものとしているので、読取駆動機構の設計情報に基づいて、読取駆動機構のモデルを作成して、制御系に組み込む組み込みソフトウェアを検証する際に、実際の画像読取装置を用意することなく検証することができ、制御系の開発のより一層の効率化を図って、制御系の開発期間をより一層短縮することができるとともに、工数を削減することができる。
【００２９】
また、例えば、請求項３に記載するように、前記シミュレーション部は、前記読取駆動機構モデルによる前記読取駆動機構の動作のシミュレート結果に基づいて当該読取駆動機構モデルを簡易モデルに変換する第１シミュレーション部と、当該第１シミュレーション部の変換した簡易モデルに基づいてリアルタイムに前記読取駆動機構の動作をシミュレートする第２シミュレーション部と、を有するものであってもよい。
【００３０】
上記構成によれば、シミュレーション部を、読取駆動機構モデルによる読取駆動機構の動作のシミュレート結果に基づいて当該読取駆動機構モデルを簡易モデルに変換する第１シミュレーション部と、当該第１シミュレーション部の変換した簡易モデルに基づいてリアルタイムに読取駆動機構の動作をシミュレートする第２シミュレーション部と、を有するものとしているので、読取駆動機構モデルを簡易モデルに変換して、リアルタイムでシミュレーションすることができ、制御系の開発のより一層の効率化を図って、制御系の開発期間をより一層短縮することができるとともに、工数を削減することができる。
【００３１】
さらに、例えば、請求項４に記載するように、前記制御部は、前記制御プログラムとして前記画像読取装置の前記読取駆動機構の動作制御を行う組み込みソフトウェアと、当該組み込みソフトウェアが格納されて当該組み込みソフトウェアを実行する実際の前記画像読取装置のハードウェアと、を備えているものであってもよい。
【００３２】
上記構成によれば、制御部を、制御プログラムとして画像読取装置の読取駆動機構の動作制御を行う組み込みソフトウェアと、当該組み込みソフトウェアが格納されて当該組み込みソフトウェアを実行する実際の画像読取装置のハードウェアと、を備えているものとしているので、組み込みソフトウェアと実装したハードウェアを検証することができ、制御系の開発のより一層の効率化を図って、制御系の開発期間をより一層短縮することができるとともに、工数を削減することができる。
【００３３】
また、例えば、請求項５に記載するように、前記インタフェース部は、前記シミュレーション部と前記制御部との間のデータの授受をリアルタイムに行うものであってもよい。
【００３４】
上記構成によれば、インタフェース部を、シミュレーション部と制御部との間のデータの授受をリアルタイムに行うものとしているので、制御系の開発をより速やかに行うことができ、制御系の開発期間をより一層短縮ことができる。
【００３５】
さらに、例えば、請求項６に記載するように、前記インタフェース部は、前記読取駆動機構モデルの前記アクチュエータに対するアクチュエータ指令信号を前記制御部から前記シミュレーション部へ受け渡すものであってもよい。
【００３６】
上記構成によれば、インタフェース部が、読取駆動機構モデルのアクチュエータに対するアクチュエータ指令信号を制御部からシミュレーション部へ受け渡すので、制御部から制御指令を読取駆動機構モデルに入力して、リアルタイムでシミュレーションを行うことができ、制御系の開発期間をより一層短縮ことができる。
【００３７】
また、例えば、請求項７に記載するように、前記インタフェース部は、前記アクチュエータ指令信号に応じた前記シミュレーション部でのシミュレーション結果及び前記読取駆動機構モデルからのセンサ信号を当該シミュレーション部から前記制御部へ受け渡すものであってもよい。
【００３８】
上記構成によれば、インタフェース部が、アクチュエータ指令信号に応じたシミュレーション部でのシミュレーション結果及び読取駆動機構モデルからのセンサ信号を当該シミュレーション部から制御部へ受け渡すので、読取駆動機構モデルからの計算結果を制御部に入力して、リアルタイムでシミュレーションを行うことができ、制御系の開発期間をより一層短縮ことができる。
【００３９】
さらに、例えば、請求項８に記載するように、前記画像読取装置制御系設計支援装置は、前記制御部から前記シミュレーション部への前記アクチュエータ指令信号、前記シミュレーション部から前記制御部への前記センサ信号及び前記シミュレーション部から前記制御部への前記アクチュエータ指令信号に応じたシミュレーション結果を前記表示部に表示するものであってもよい。
【００４０】
上記構成によれば、制御部からシミュレーション部へのアクチュエータ指令信号、シミュレーション部から制御部へのセンサ信号及びシミュレーション部から制御部へのアクチュエータ指令信号に応じたシミュレーション結果を表示部に表示するので、各計算結果がリアルタイムに設計者に分かるようにして、設計者が設計指針を速やかに得ることができ、制御系の開発期間をより一層短縮することができるとともに、工数を削減することができる。
【００４１】
請求項９記載の発明の画像読取装置制御系設計支援方法は、センサの検出結果に応じて制御プログラムに基づいて読取駆動機構を動作させるアクチュエータのモータ等の駆動源を制御して原稿の画像を読み取る画像読取装置の制御系の設計支援を行う画像読取装置制御系設計支援方法であって、前記読取駆動機構をモデル化する機構設計処理ステップと、当該読取駆動機構モデルによって前記読取駆動機構の動作をシミュレートするシミュレーション処理ステップと、前記読取駆動機構を制御する制御処理ステップと、前記シミュレーション処理ステップと前記制御処理ステップとの間のデータの授受を行うインタフェース処理ステップと、前記制御処理ステップでの制御処理に基づいて前記機構設計処理ステップでモデル化された前記読取駆動機構の前記シミュレーション処理ステップでの挙動をリアルタイムに観測して表示部に表示する表示処理ステップと、を実行することにより、上記目的を達成している。
【００４２】
上記構成によれば、センサの検出結果に応じて制御プログラムに基づいて読取駆動機構を動作させるアクチュエータのモータ等の駆動源を制御して原稿の画像を読み取る画像読取装置の制御系の設計支援を行うに際して、機構設計処理ステップで、読取駆動機構をモデル化して、シミュレーション処理ステップで、当該読取駆動機構モデルによって読取駆動機構の動作をシミュレートし、制御処理ステップで、読取駆動機構を制御して、インタフェース処理ステップで、シミュレーション処理ステップと制御処理ステップとの間のデータの授受を行い、表示処理ステップで、制御処理ステップでの制御処理に基づいて機構設計処理ステップでモデル化された読取駆動機構のシミュレーション処理ステップでの挙動をリアルタイムに観測して表示部に表示するので、読取駆動機構の設計と当該読取駆動機構を制御するための制御系の開発とを並行して遂行することができ、制御系の開発の効率化を図って、制御系の開発期間を短縮することができるとともに、工数を削減することができる。
【００４３】
請求項１０記載の発明の記憶媒体は、センサの検出結果に応じて制御プログラムに基づいて読取駆動機構を動作させるアクチュエータのモータ等の駆動源を制御して原稿の画像を読み取る画像読取装置の制御系の設計支援を行う画像読取装置制御系設計支援プログラム及び当該画像読取装置制御系設計支援プログラムの実行に必要なデータを記録する記録媒体であって、前記画像読取装置制御系設計支援プログラムとして、前記読取駆動機構をモデル化する機構設計プログラムと、当該読取駆動機構モデルによって前記読取駆動機構の動作をシミュレートするシミュレーションプログラムと、前記読取駆動機構を制御する制御プログラムと、前記シミュレーションプログラムと前記制御プログラムとの間のデータの授受を行うインタフェースプログラムと、前記制御プログラムに基づいて前記機構設計プログラムでモデル化された前記読取駆動機構の前記シミュレーションプログラムによる挙動をリアルタイムに観測して表示部に表示する表示プログラムと、を記録することにより、上記目的を達成している。
【００４４】
上記構成によれば、コンピュータ等の情報処理装置で読取可能な記憶媒体に、センサの検出結果に応じて制御プログラムに基づいて読取駆動機構を動作させるアクチュエータのモータ等の駆動源を制御して原稿の画像を読み取る画像読取装置の制御系の設計支援を行う画像読取装置制御系設計支援プログラムであって、読取駆動機構をモデル化する機構設計プログラムと、当該読取駆動機構モデルによって読取駆動機構の動作をシミュレートするシミュレーションプログラムと、読取駆動機構を制御する制御プログラムと、シミュレーションプログラムと制御プログラムとの間のデータの授受を行うインタフェースプログラムと、制御プログラムに基づいて機構設計プログラムでモデル化された読取駆動機構のシミュレーションプログラムによる挙動をリアルタイムに観測して表示部に表示する表示プログラムと、を有する画像読取装置制御系設計支援プログラム及び当該画像読取装置制御系設計支援プログラムの実行に必要なデータを記録しているので、当該記憶媒体をコンピュータ等の情報処理装置に読み取らせて、当該画像読取装置制御系設計支援プログラムを実行させることができ、例えば、読取駆動機構の設計と当該読取駆動機構を制御するための制御系の開発とを並行して遂行して、制御系の開発の効率化を図って、制御系の開発期間を短縮するとともに、工数を削減することのできる画像読取装置制御系設計支援装置を、容易にかつ任意の場所で構築することができる。
【００４５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な実施の形態であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
【００４６】
図１〜図６は、本発明の画像読取装置制御系設計支援装置、画像読取装置制御系設計支援方法及び記録媒体の一実施の形態を示す図であり、図１は、本発明の画像読取装置制御系設計支援装置、画像読取装置制御系設計支援方法及び記録媒体の一実施の形態を適用した画像読取装置制御系設計支援装置１のシステム構成図である。
【００４７】
図１において、画像読取装置制御系設計支援装置１は、入力部１０、機構設計部２０、シミュレーション部３０、インターフェイス部４０、制御部５０及び表示部６０等を備えており、図２に示すような画像読取装置７０の制御系設計支援を行う。画像読取装置制御系設計支援装置１は、例えば、コンピュータ等に、ＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ  ）等の記録媒体に格納されている画像読取装置制御系設計支援プログラムと必要なデータを読み取らせることで、構築される。この画像読取装置制御系設計支援プログラムは、読取駆動機構をモデル化する機構設計プログラムと、当該読取駆動機構モデル９０Ｍ（図３参照）によって読取駆動機構の動作をシミュレートするシミュレーションプログラムと、読取駆動機構を制御する制御プログラムと、シミュレーションプログラムと制御プログラムとの間のデータの授受を行うインタフェースプログラムと、制御プログラムに基づいて機構設計プログラムでモデル化された読取駆動機構のシミュレーションプログラムによる挙動をリアルタイムに観測して表示部６０に表示する表示プログラムと、を有している。
【００４８】
図１において、機構設計部２０は、第１機構設計部２１、第２機構設計部２２、第３機構設計部２３及び機構設計インタフェース部２４等を備え、シミュレーション部３０は、第１シミュレーション部３１及び第２シミュレーション部３２等を備えている。そして、制御部５０は、組み込みソフトウェア５１ａ、５１ｂ等が組み込まれており、組み込みソフトウェアが格納されて当該組み込みソフトウェアを実行する実際の画像読取装置７０のハードウェアを備えている。
【００４９】
図２に示した画像読取装置７０は、制御系ＭＣＵ（ＭＯＴＯＲ  ＣＯＮＴＲＯＬ  ＵＮＩＴ）８０と読取駆動機構系９０等を備えている。制御系ＭＣＵ８０は、位置制御や速度制御等を行うデジタル制御部８１と定電流制御等を行う駆動アンプ８２等を備えており、読取駆動機構系９０は、ブラシ付きＤＣモータ等のモータ９１、タイミングベルトやワイヤ等の伝達機構９２、プーリや読取部等の駆動部９３及び光学式エンコーダ等のセンサ部９４等を備えている。
【００５０】
図２において、画像読取装置７０は、制御系ＭＣＵ８０がデジタル制御部８１からモータ９１のトルク指令値を駆動アンプ８２を通して、読取駆動機構系９０のモータ９１に印加電圧を与え、タイミングベルトやワイヤ等の伝達機構９２を介して、画像読取部が読取動作を行う。一方、モータ軸に装着されているエンコーダ等のセンサ部９４の検出した位置と速度の情報を制御系ＭＣＵ８０に提供して、制御系ＭＣＵ８０のデジタル制御部部８１が位置と速度のデジタル制御を行う。
【００５１】
そして、図１の機構設計部２０は、図２に示した画像読取装置７０の読取駆動機構系９０を、入力部１０から入力された設計情報に基づいて、例えば、図３のように示すようにモデル化して、読取駆動機構系９０のモデル（読取駆動機構モデル）９０Ｍを作成する。
【００５２】
すなわち、まず、第１機構設計部２１が、設計時に選択されたアクチュエータをモデル化する。例えば、図３に示すように、モータ９１としてＤＣモータを用いた場合、モータ端子印加電圧Ｅａを入力として、インダクタンスＬａ、抵抗Ｒ、逆起電係数Ｅｂを用いて、モータ９１の数式モデルを、次式１に示すように設定する。
【００５３】
【数１】
2004265080.tif 000003
次に、第２機構設計部２２が、伝達機構９２、駆動部９３及び画像読取装置７０の読取部の読取駆動機構モデル９０Ｍを構成する。すなわち、第２機構設計部２２は、まず、伝達機構９２のベルト９２ａについて、図３に示すように、ばねとダンパによってモデル化し、その運動方程式を次式２に示すように設定する。なお、ベルトの剛性は、線形変化とし、粘性は、各剛性に比例して、変化するように設定する。
【００５４】
【数２】
2004265080.tif 000004
式２の各ベルトテンションＦ１０、Ｆ２０は、次式３で求められる。
【００５５】
【数３】
2004265080.tif 000005
また、ベルト特性値は、次式４で求められる。
【００５６】
【数４】
2004265080.tif 000006
また、第２機構設計部２２は、伝達機構９２の駆動伝達系のワイヤ９２ｂについて、ばねとダンパによってモデル化し、その運動方程式を次式５に示すように設定する。なお、ワイヤ剛性は、プーリ間ワイヤ長さに伴って線形変化するように設定し、ワイヤ粘性は、各剛性に比例して変化するように設定する。
【００５７】
【数５】
2004265080.tif 000007
ここで、式５の各ワイヤテンションＦ１０８、Ｆ２０８、Ｆ３０８、Ｆ４０８、Ｆ７０８、Ｆ８０８、Ｆ９０８、Ｆ１００８は、次式で求められる。
【００５８】
【数６】
2004265080.tif 000008
また、式５のワイヤばね係数ｋ２００、ｋ３００、ｋ４００、ｋ７００、ｋ８００、ｋ９００、ｋ１０００は、次式で求められる。
【００５９】
【数７】
2004265080.tif 000009
次に、第３機構設計部２３は、モータ９１のモータ軸の回転速度をセンサ部９４であるエンコーダのセンサ信号に変換する。例えば、第３機構設計部２３は、センサ部９４が光学インクリメンタルエンコーダである場合、Ａ相信号を、次式８に示すような速度で、パルス信号として出力し、Ｂ信号を、Ａ相信号と９０度の位相差を設けて出力する。
【００６０】
ｐｐｓ＝ω×Ｅｎｃ・・・（８）
ただし、ωは、モータ回転速度（ｒ／ｓｅｃ）、Ｅｎｃは、エンコーダの分解能（ｐｕｌｓｅ／ｒ）である。
【００６１】
そして、機構設計インタフェース部２４は、上記第１機構設計部２１、第２機構設計部２２及び第３機構設計部２３の解析を連続的に行うためのものであり、例えば、第１機構設計部２１から算出されたモータ軸回転速度を第２機構設計部２２と第３機構設計部２３に入力して、それぞれ第１キャリッジ速度及びエンコーダ信号を算出する。
【００６２】
次に、シミュレーション部３０について説明する。シミュレーション部３０は、第１シミュレーション部３１と第２シミュレーション部３２を備えており、リアルタイムで解析するための簡易モデルを用意して、リアルタイムでシミュレーションを実行する。
【００６３】
第１シミュレーション部３１は、読取駆動機構９０のオフラインシミュレーションを行って、その解析結果に基づいて、読取駆動機構モデル９０Ｍを簡易モデルに変換する。例えば、第１シミュレーション部３１は、オフラインシミュレーションの解析結果から、入力と出力の間に応答曲面法を用いて、近似モデルを作成する。このとき、第１シミュレーション部３１は、上記機構設計部２０から得られた読取駆動機構モデル９０Ｍを、次式９に示すように、線形化し、さらに、この線形状態方程式モデルを、次式１０に示すように、離散化処理を行う。
【００６４】
【数８】
2004265080.tif 000010
第２シミュレーション部３２は、第１シミュレーション部３１で用意した離散化モデルをＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）ボード等のリアルタイムマシンに実装して、リアルタイムでシミュレーションを行う。
【００６５】
次に、制御部５０は、組み込みソフトウェア（制御プログラム）５１ａ、５１ｂと当該組み込みソフトウェア５１ａ、５１ｂを実装したハードウェアから構成された図２の制御系ＭＣＵ８０であり、実際の画像読取装置７０を制御するものである。組み込みソフトウェア５１ａ、５１ｂは、画像読取装置７０の実機を制御するアルゴリズムに相当するものであり、ハードウェアは、組み込みソフトウェア５１ａ、５１ｂを実装したものである。
【００６６】
次に、インタフェース部４０は、制御部５０から読取駆動機構モデル９０Ｍにおける第１シミュレーション部３１のアクチュエータに与えた指令信号と、指令信号に応じてリアルタイムでのシミュレーションから、読取駆動機構モデル９０Ｍにおける第２シミュレーション部３２のセンサから制御部５０へフィードバックする信号のインタフェース処理を行う。インタフェース部４０は、指令信号、例えば、制御部５０から出力されたモータ端子電圧信号を、Ａ／Ｄ変換して、その値を読取駆動機構モデル９０Ｍの第１シミュレーション部３１に入力する。このＡ／Ｄ変換を行った後のモータ端子電圧信号は、例えば、図４に示すような信号である。また、インタフェース部４０は、センサ信号、例えば、上記センサ部９４としてエンコーダを用いた場合のＡ相とＢ相のパルス信号を制御部５０のカウンタに入力して、位置と速度制御に供する。なお、画像読取装置７０の立ち上げから０．０２ｓｅｃまでのＡ、Ｂ相パルス信号は、図５の（ａ）、（ｂ）に示すような信号である。
【００６７】
表示部６０は、アクチュエータに対するアクチュエータ指令信号、読取機構モデルのシミュレーション部３０からのセンサ信号の時間変化及びリアルタイムでシミュレーション部３０の解析により得られた解析結果、例えば、図４に示した指令信号、図５に示したセンサ信号及び図６に示す第１キャリッジの読取速度の解析結果等をリアルタイムで表示し、設計者は、これらの表示結果から制御系の制御状態を判断して、設計支援に利用する。
【００６８】
次に、本実施の形態の作用を説明する。本実施の形態の画像読取装置制御系設計支援装置１は、画像読取装置７０の読取機構の設計と当該読取機構の制御系の開発を並行して行い、また、実機のメカ機構を用意することなく組み込みソフトウェアの検証を行う。
【００６９】
この画像読取装置制御系設計支援装置１は、コンピュータ等に、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に格納されている画像読取装置制御系設計支援プログラムと必要なデータを読み取らせて導入することで、機構設計部２２が構築され、また、記録媒体に格納されている機構設計部２２の読取機構の動作をシミュレートするシミュレーションプログラムを読み取らせて導入することで、シミュレーション部３０が構築され、さらに、記録媒体に格納されているシミュレーション部３０と制御部部５０との間のデータ送受信を処理するインタフェースプログラムを読み取らせて導入することで、インタフェース部４０が構築され、制御プログラムに基づいて機構設計プログラムでモデル化された読取駆動機構９０のシミュレーションプログラムによる挙動をリアルタイムに観測して表示部６０に表示する表示プログラム及び画像読取装置７０の制御系を制御する組み込みソフトウェア５１ａ、５１ｂを読み取らせて制御部５０に設定することで、構築されている。
【００７０】
そして、画像読取装置制御系設計支援装置１は、上記各プログラムがコンピュータ等に導入された状態で、入力部１０から設計情報が入力されると、当該設計情報に基づいて、機構制御部２０の第１機構設計部２１が、例えば、図２に示した画像読取装置７０の読取駆動機構系９０のアクチュエータを、図３に示したようにモデル化し、式１に示したようにモータの数式モデルを設定する。
【００７１】
次に、第２機構設計部２２が、伝達機構９２、駆動部９３及び画像読取装置７０の読取駆動機構９０の読取駆動機構モデル９０Ｍを作成する。すなわち、第２機構設計部２２は、まず、伝達機構９２のベルト９２ａについて、図３に示したように、ばねとダンパによってモデル化して、その運動方程式を式２に示したように設定し、伝達機構９２の駆動伝達系のワイヤ９２ｂについて、ばねとダンパによってモデル化して、その運動方程式を式５に示したように設定する。
【００７２】
次に、第３機構設計部２３が、モータ９１のモータ軸の回転速度をセンサ部９４であるエンコーダのセンサ信号に変換する。例えば、第３機構設計部２３は、センサ部９４が光学インクリメンタルエンコーダである場合、Ａ相信号を、式８に示したような速度で、パルス信号として出力し、Ｂ信号を、Ａ相信号と９０度の位相差を設けて出力する。
【００７３】
そして、機構設計部２０は、上記第１機構設計部２１、第２機構設計部２２及び第３機構設計部２３の解析を連続的に行うように、機構設計インタフェース部２４が処理し、例えば、第１機構設計部２１から算出されたモータ軸回転速度を第２機構設計部２２と第３機構設計部２３に入力して、それぞれ第１キャリッジ速度及びエンコーダ信号を算出する。
【００７４】
そして、画像読取装置制御系設計支援装置１は、シミュレーション部３０で、機構設計部２０が構築した読取駆動機構モデル９０Ｍを使用して、シミュレーションを行う。すなわち、シミュレーション部３０は、ます、第１シミュレーション部３１で、オフラインシミュレーションを行って、その解析結果に基づいて、簡易モデルを用意する。例えば、第１シミュレーション部３１は、オフラインシミュレーションの解析結果から、入力と出力の間に応答曲面法を用いて、近似モデルを作成する。このとき、第１シミュレーション部３１は、上記機構設計部２０から得られた読取駆動機構モデル９０Ｍを、式９に示したように、線形化し、さらに、この線形状態方程式モデルを、式１０に示したように、離散化処理を行う。そして、第２シミュレーション部３２が、第１シミュレーション部３１の用意した離散化モデルをＤＳＰボード等のリアルタイムマシンに実装して、リアルタイムでシミュレーションを行う。
【００７５】
そして、画像読取装置制御系設計支援装置１は、制御部５０に搭載されている実機の画像読取装置７０を制御するための組み込みソフトウェア５１ａ、５１ｂに基づいて、インタフェース部４０を介して、読取駆動機構モデル９０Ｍにおける第１シミュレーション部３１のアクチュエータに指令信号を与え、当該指令信号に応じてシミュレーション部３０で実行されるリアルタイムでのシミュレーションから、読取駆動機構モデル９０Ｍにおける第２シミュレーション部３２のセンサからフィードバックする信号を制御部５０に返し、組み込みソフトウェア５１ａ、５１ｂの制御シミュレーションを行う。
【００７６】
例えば、画像読取装置制御系設計支援装置１は、制御部５０から組み込みソフトウェア５１ａ、５１ｂにより、インタフェース部４０を介して、例えば、制御部５０から出力されたモータ端子電圧信号を指令信号として、シミュレーション部３０の第１シミュレーション部３１に入力し、シミュレーション部３０でのシミュレーション結果としてのセンサ信号、例えば、センサ部９４としてエンコーダを用いた場合のＡ相とＢ相のパルス信号を制御部５０に戻して、組み込みソフトウェア５１ａ、５１ｂの検証を行う。
【００７７】
そして、画像読取装置制御系設計支援装置１は、上記アクチュエータに対するアクチュエータ指令信号、読取駆動機構モデル９０Ｍのシミュレーション部３０からのセンサ信号の時間変化及びリアルタイムでシミュレーション部３０の解析により得られた解析結果等を、例えば、図４に示した指令信号、図５に示したセンサ信号及び図６に示す第１キャリッジの読取速度の解析結果等として、表示部６０にリアルタイムで表示する。
【００７８】
そして、設計者は、これらの表示結果から制御系の制御状態を判断して、設計支援に利用する。
【００７９】
このように、本実施の形態の画像読取装置制御系設計支援装置１は、センサ部９４の検出結果に応じて制御プログラムに基づいて読取駆動機構９０を動作させるアクチュエータである伝達機構９２のモータ９１等の駆動源を制御して原稿の画像を読み取る画像読取装置７０の制御系の設計支援を行うに際して、機構設計部２０で読取駆動機構９０をモデル化して、当該読取駆動機構モデル９０Ｍによって読取駆動機構９０の動作をシミュレーション部３０でシミュレートし、読取駆動機構９０を制御する制御プログラムとして組み込みソフトウェア５１ａ、５１ｂを格納する制御部５０とシミュレーション部３０との間のデータの授受をインタフェース部４０で行って、制御部５０の組み込みソフトウェア５１ａ、５１ｂに基づいて機構設計部２０でモデル化された読取駆動機構９０のシミュレーション部３０での挙動をリアルタイムに観測して表示部６０に表示している。
【００８０】
したがって、読取駆動機構９０の設計と当該読取駆動機構９０を制御するための制御系の開発とを並行して遂行することができ、制御系の開発の効率化を図って、制御系の開発期間を短縮することができるとともに、工数を削減することができる。
【００８１】
また、本実施の形態の画像読取装置制御系設計支援装置１は、機構設計部２０を、設計情報等を入力する入力部１０から入力された設計情報に基づいてアクチュエータをモデル化する第１機構設計部２１と、当該アクチュエータの駆動力で画像読取動作を行う読取駆動機構９０をモデル化する第２機構設計部２２と、入力部１０から設計情報として入力されたセンサをモデル化する第３機構設計部２３と、当該各機構設計部２１、２２、２３間のデータの授受を行う機構設計インタフェース部２４と、を備えたものとしている。
【００８２】
したがって、読取駆動機構９０の設計情報に基づいて、読取駆動機構９０のモデルを作成して、制御系に組み込む組み込みソフトウェアを検証する際に、実際の画像読取装置を用意することなく検証することができ、制御系の開発のより一層の効率化を図って、制御系の開発期間をより一層短縮することができるとともに、工数を削減することができる。
【００８３】
さらに、本実施の形態の画像読取装置制御系設計支援装置１は、シミュレーション部３０を、読取駆動機構モデル９０Ｍによる読取駆動機構９０の動作のシミュレート結果に基づいて当該読取駆動機構モデル９０Ｍを簡易モデルに変換する第１シミュレーション部３１と、当該第１シミュレーション部３１の変換した簡易モデルに基づいてリアルタイムに読取駆動機構９０の動作をシミュレートする第２シミュレーション部３２と、を有するものとしている。
【００８４】
したがって、読取駆動機構モデル９０Ｍを簡易モデルに変換して、リアルタイムでシミュレーションすることができ、制御系の開発のより一層の効率化を図って、制御系の開発期間をより一層短縮することができるとともに、工数を削減することができる。
【００８５】
また、本実施の形態の画像読取装置制御系設計支援装置１は、制御部５０を、制御プログラムとして画像読取装置７０の読取駆動機構９０の動作制御を行う組み込みソフトウェア５１ａ、５１ｂと、当該組み込みソフトウェア５１ａ、５１ｂが格納されて当該組み込みソフトウェアを実行する実際の画像読取装置７０のハードウェアと、を備えているものとしている。
【００８６】
したがって、組み込みソフトウェアと実装したハードウェアを検証することができ、制御系の開発のより一層の効率化を図って、制御系の開発期間をより一層短縮することができるとともに、工数を削減することができる。
【００８７】
さらに、本実施の形態の画像読取装置制御系設計支援装置１は、インタフェース部４０を、シミュレーション部３０と制御部５０との間のデータの授受をリアルタイムに行うものとしている。
【００８８】
したがって、制御系の開発をより速やかに行うことができ、制御系の開発期間をより一層短縮ことができる。
【００８９】
また、本実施の形態の画像読取装置制御系設計支援装置１は、インタフェース部４０が、読取駆動機構モデル９０Ｍのアクチュエータに対するアクチュエータ指令信号を制御部５０からシミュレーション部３０へ受け渡している。
【００９０】
したがって、制御部５０から制御指令を読取駆動機構モデル９０Ｍに入力して、リアルタイムでシミュレーションを行うことができ、制御系の開発期間をより一層短縮ことができる。
【００９１】
さらに、本実施の形態の画像読取装置制御系設計支援装置１は、インタフェース部４０が、アクチュエータ指令信号に応じたシミュレーション部３０でのシミュレーション結果及び読取駆動機構モデル９０Ｍからのセンサ信号を当該シミュレーション部３０から制御部５０へ受け渡している。
【００９２】
したがって、読取駆動機構モデル９０Ｍからの計算結果を制御部５０に入力して、リアルタイムでシミュレーションを行うことができ、制御系の開発期間をより一層短縮ことができる。
【００９３】
また、本実施の形態の画像読取装置制御系設計支援装置１は、制御部５０からシミュレーション部３０へのアクチュエータ指令信号、シミュレーション部３０から制御部５０へのセンサ信号及びシミュレーション部３０から制御部５０へのアクチュエータ指令信号に応じたシミュレーション結果を表示部６０に表示している。
【００９４】
したがって、各計算結果がリアルタイムに設計者に分かるようにして、設計者が設計指針を速やかに得ることができ、制御系の開発期間をより一層短縮することができるとともに、工数を削減することができる。
【００９５】
さらに、本実施の形態の画像読取装置制御系設計支援装置１は、機構設計処理ステップで、読取駆動機構９０をモデル化して、シミュレーション処理ステップで、当該読取駆動機構モデル９０Ｍによって読取駆動機構９０の動作をシミュレートし、制御処理ステップで、読取駆動機構９０を制御して、インタフェース処理ステップで、シミュレーション処理ステップと制御処理ステップとの間のデータの授受を行い、表示処理ステップで、制御処理ステップでの制御処理に基づいて機構設計処理ステップでモデル化された読取駆動機構９０のシミュレーション処理ステップでの挙動をリアルタイムに観測して表示部６０に表示している。
【００９６】
したがって、読取駆動機構９０の設計と当該読取駆動機構９０を制御するための制御系の開発とを並行して遂行することができ、制御系の開発の効率化を図って、制御系の開発期間を短縮することができるとともに、工数を削減することができる。
【００９７】
また、本実施の形態の画像読取装置制御系設計支援装置１は、センサの検出結果に応じて制御プログラムに基づいて読取駆動機構９０を動作させるアクチュエータのモータ等の駆動源を制御して原稿の画像を読み取る画像読取装置７０の制御系の設計支援を行う画像読取装置制御系設計支援プログラムであって、読取駆動機構９０をモデル化する機構設計プログラムと、当該読取駆動機構モデル９０Ｍによって読取駆動機構９０の動作をシミュレートするシミュレーションプログラムと、読取駆動機構９０を制御する制御プログラムと、シミュレーションプログラムと制御プログラムとの間のデータの授受を行うインタフェースプログラムと、制御プログラムに基づいて機構設計プログラムでモデル化された読取駆動機構９０のシミュレーションプログラムによる挙動をリアルタイムに観測して表示部に表示する表示プログラムと、を有する画像読取装置制御系設計支援プログラム及び当該画像読取装置制御系設計支援プログラムの実行に必要なデータを記録した記憶媒体を、コンピュータ等の情報処理装置に読み取らせて、当該画像読取装置制御系設計支援プログラムを実行させることで、画像読取装置制御系設計支援装置１を構築している。
【００９８】
したがって、読取駆動機構９０の設計と当該読取駆動機構９０を制御するための制御系の開発とを並行して遂行して、制御系の開発の効率化を図って、制御系の開発期間を短縮するとともに、工数を削減することのできる画像読取装置制御系設計支援装置１を、容易にかつ任意の場所で構築することができる。
【００９９】
以上、本発明者によってなされた発明を好適な実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記のものに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【０１００】
【発明の効果】
請求項１記載の発明の画像読取装置制御系設計支援装置によれば、センサの検出結果に応じて制御プログラムに基づいて読取駆動機構を動作させるアクチュエータのモータ等の駆動源を制御して原稿の画像を読み取る画像読取装置の制御系の設計支援を行うに際して、機構設計部で読取駆動機構をモデル化して、当該読取駆動機構モデルによって読取駆動機構の動作をシミュレーション部でシミュレートし、読取駆動機構を制御する制御プログラムを格納する制御部とシミュレーション部との間のデータの授受をインタフェース部で行って、制御部の制御プログラムに基づいて機構設計部でモデル化された読取駆動機構のシミュレーション部での挙動をリアルタイムに観測して表示部に表示するので、読取駆動機構の設計と当該読取駆動機構を制御するための制御系の開発とを並行して遂行することができ、制御系の開発の効率化を図って、制御系の開発期間を短縮することができるとともに、工数を削減することができる。
【０１０１】
請求項２記載の発明の画像読取装置制御系設計支援装置によれば、機構設計部を、設計情報等を入力する入力部から入力された設計情報に基づいてアクチュエータをモデル化する第１機構設計部と、当該アクチュエータの駆動力で画像読取動作を行う読取駆動機構をモデル化する第２機構設計部と、入力部から設計情報として入力されたセンサをモデル化する第３機構設計部と、当該各機構設計部間のデータの授受を行う機構設計インタフェース部と、を備えたものとしているので、読取駆動機構の設計情報に基づいて、読取駆動機構のモデルを作成して、制御系に組み込む組み込みソフトウェアを検証する際に、実際の画像読取装置を用意することなく検証することができ、制御系の開発のより一層の効率化を図って、制御系の開発期間をより一層短縮することができるとともに、工数を削減することができる。
【０１０２】
請求項３記載の発明の画像読取装置制御系設計支援装置によれば、シミュレーション部を、読取駆動機構モデルによる読取駆動機構の動作のシミュレート結果に基づいて当該読取駆動機構モデルを簡易モデルに変換する第１シミュレーション部と、当該第１シミュレーション部の変換した簡易モデルに基づいてリアルタイムに読取駆動機構の動作をシミュレートする第２シミュレーション部と、を有するものとしているので、読取駆動機構モデルを簡易モデルに変換して、リアルタイムでシミュレーションすることができ、制御系の開発のより一層の効率化を図って、制御系の開発期間をより一層短縮することができるとともに、工数を削減することができる。
【０１０３】
請求項４記載の発明の画像読取装置制御系設計支援装置によれば、制御部を、制御プログラムとして画像読取装置の読取駆動機構の動作制御を行う組み込みソフトウェアと、当該組み込みソフトウェアが格納されて当該組み込みソフトウェアを実行する実際の画像読取装置のハードウェアと、を備えているものとしているので、組み込みソフトウェアと実装したハードウェアを検証することができ、制御系の開発のより一層の効率化を図って、制御系の開発期間をより一層短縮することができるとともに、工数を削減することができる。
【０１０４】
請求項５記載の発明の画像読取装置制御系設計支援装置によれば、インタフェース部を、シミュレーション部と制御部との間のデータの授受をリアルタイムに行うものとしているので、制御系の開発をより速やかに行うことができ、制御系の開発期間をより一層短縮ことができる。
【０１０５】
請求項６記載の発明の画像読取装置制御系設計支援装置によれば、インタフェース部が、読取駆動機構モデルのアクチュエータに対するアクチュエータ指令信号を制御部からシミュレーション部へ受け渡すので、制御部から制御指令を読取駆動機構モデルに入力して、リアルタイムでシミュレーションを行うことができ、制御系の開発期間をより一層短縮ことができる。
【０１０６】
請求項７記載の発明の画像読取装置制御系設計支援装置によれば、インタフェース部が、アクチュエータ指令信号に応じたシミュレーション部でのシミュレーション結果及び読取駆動機構モデルからのセンサ信号を当該シミュレーション部から制御部へ受け渡すので、読取駆動機構モデルからの計算結果を制御部に入力して、リアルタイムでシミュレーションを行うことができ、制御系の開発期間をより一層短縮ことができる。
【０１０７】
請求項８記載の発明の画像読取装置制御系設計支援装置によれば、制御部からシミュレーション部へのアクチュエータ指令信号、シミュレーション部から制御部へのセンサ信号及びシミュレーション部から制御部へのアクチュエータ指令信号に応じたシミュレーション結果を表示部に表示するので、各計算結果がリアルタイムに設計者に分かるようにして、設計者が設計指針を速やかに得ることができ、制御系の開発期間をより一層短縮することができるとともに、工数を削減することができる。
【０１０８】
請求項９記載の発明の画像読取装置制御系設計支援方法によれば、センサの検出結果に応じて制御プログラムに基づいて読取駆動機構を動作させるアクチュエータのモータ等の駆動源を制御して原稿の画像を読み取る画像読取装置の制御系の設計支援を行うに際して、機構設計処理ステップで、読取駆動機構をモデル化して、シミュレーション処理ステップで、当該読取駆動機構モデルによって読取駆動機構の動作をシミュレートし、制御処理ステップで、読取駆動機構を制御して、インタフェース処理ステップで、シミュレーション処理ステップと制御処理ステップとの間のデータの授受を行い、表示処理ステップで、制御処理ステップでの制御処理に基づいて機構設計処理ステップでモデル化された読取駆動機構のシミュレーション処理ステップでの挙動をリアルタイムに観測して表示部に表示するので、読取駆動機構の設計と当該読取駆動機構を制御するための制御系の開発とを並行して遂行することができ、制御系の開発の効率化を図って、制御系の開発期間を短縮することができるとともに、工数を削減することができる。
【０１０９】
請求項１０記載の発明の記憶媒体によれば、コンピュータ等の情報処理装置で読取可能な記憶媒体に、センサの検出結果に応じて制御プログラムに基づいて読取駆動機構を動作させるアクチュエータのモータ等の駆動源を制御して原稿の画像を読み取る画像読取装置の制御系の設計支援を行う画像読取装置制御系設計支援プログラムであって、読取駆動機構をモデル化する機構設計プログラムと、当該読取駆動機構モデルによって読取駆動機構の動作をシミュレートするシミュレーションプログラムと、読取駆動機構を制御する制御プログラムと、シミュレーションプログラムと制御プログラムとの間のデータの授受を行うインタフェースプログラムと、制御プログラムに基づいて機構設計プログラムでモデル化された読取駆動機構のシミュレーションプログラムによる挙動をリアルタイムに観測して表示部に表示する表示プログラムと、を有する画像読取装置制御系設計支援プログラム及び当該画像読取装置制御系設計支援プログラムの実行に必要なデータを記録しているので、当該記憶媒体をコンピュータ等の情報処理装置に読み取らせて、当該画像読取装置制御系設計支援プログラムを実行させることができ、例えば、読取駆動機構の設計と当該読取駆動機構を制御するための制御系の開発とを並行して遂行して、制御系の開発の効率化を図って、制御系の開発期間を短縮するとともに、工数を削減することのできる画像読取装置制御系設計支援装置を、容易にかつ任意の場所で構築することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像読取装置制御系設計支援装置、画像読取装置制御系設計支援方法及び記録媒体の一実施の形態を適用した画像読取装置制御系設計支援装置のシステム構成図。
【図２】図１の画像読取装置制御系設計支援装置の適用される画像読取装置の概略構成図。
【図３】図２の読取駆動機構系をモデル化した読取駆動機構モデルの模式図。
【図４】図１の制御部からシミュレーション部に入力されるモータ端子電圧信号の一例を示す図。
【図５】図１のシミュレーション部から制御部に入力されるセンサ信号としてのエンコーダのＡ相電圧信号（ａ）とＢ相電圧信号（ｂ）の一例を示す図。
【図６】図１の表示部に表示される図３の第１キャリッジの読取速度の解析結果の一例を示す図。
【図７】画像読取装置の駆動機構の斜視図。
【符号の説明】
１  画像読取装置制御系設計支援装置
１０  入力部
２０  機構設計部
２１  第１機構設計部
２２  第２機構設計部
２３  第３機構設計部
２４  機構設計インタフェース部
３０  シミュレーション部
３１  第１シミュレーション部
３２  第２シミュレーション部
４０  インターフェイス部
５０  制御部
５１ａ、５１ｂ  組み込みソフトウェア
６０  表示部
７０  画像読取装置
８０  制御系ＭＣＵ
８１  デジタル制御部
８２  駆動アンプ
９０  読取駆動機構系
９０Ｍ  読取駆動機構モデル
９１  モータ
９２  伝達機構
９２ａ  ベルト
９３  駆動部
９４  センサ部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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