CN101612842B

CN101612842B - 物体输送设备

Info

Publication number: CN101612842B
Application number: CN2009101506931A
Authority: CN
Inventors: 林雅; 森山次郎; 高桥喜一郎; 村山仁昭; 今野裕司; 矢泽刚
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2008-06-27
Filing date: 2009-06-29
Publication date: 2011-01-26
Anticipated expiration: 2029-06-29
Also published as: KR20100002215A; JP2010030281A; RU2417151C2; KR101115207B1; US20090323094A1; CN101612842A; EP2138314A1; RU2009124528A

Abstract

一种物体输送设备包括：用于移动物体的机构；信息获取单元，用于获取所述机构的驱动量信息；传感器，用于拍摄物体的表面；处理部，用于处理所述传感器在不同时刻获取到的第一图像数据和第二图像数据；以及控制单元，用于控制所述机构，其中，所述处理部进行以下处理：(a)剪切出第一图像数据的一部分的图像图案；(b)在第二图像数据中限定用于搜索与图像图案相似的相似区域的搜索范围；(c)在所限定的第二图像数据中的搜索范围内搜索相似区域；以及(d)基于第一图像数据中的图像图案与第二图像数据中的相似区域之间的位置关系，获得物体的移动信息。

Description

物体输送设备

技术领域

本发明涉及优选用于打印设备中的薄片输送的技术领域。

背景技术

打印设备具有严格的打印质量相关的要求并且现在还具有进一步提高精度的要求。因而，为了精确地检测薄片的移动从而通过反馈控制实现稳定输送，已经尝试由图像传感器对薄片的表面摄像从而通过图像处理检测输送薄片的移动。

美国专利7104710公开了一种用于检测薄片的这种移动的方法。该方法利用图像传感器多次拍摄移动薄片的表面图像以通过模式匹配处理比较所得到的多个图像，从而基于图像的位移量检测薄片移动距离。下文中，将这种类型的传感器称为直接传感器(direct sensor)，根据这种类型的传感器，拍摄薄片图像以获得图像数据，进而对该数据进行图像处理以直接检测薄片移动。

直接传感器需要进行用于模式匹配的图像处理所需的大量计算。如果直接传感器试图应对较高的速度(打印速度)，则直接传感器必须在较短的时间内检测移动，从而需要具有非常高的计算能力的处理器。结果导致成本较高，从而使打印设备的成本增加。

发明内容

考虑到上述缺点做出了本发明。本发明的目的在于进一步改善传统设备。本发明的具体目的在于使得使用直接传感器直接检测物体的设备与传统情况相比能够应对以较高速度移动的物体(高速打印操作)。本发明的又一目的在于即使当处理部与传统情况相比具有较低的计算能力时直接传感器也能够在短时间内检测移动信息。

解决上述缺点的本发明是一种物体输送设备，所述物体输送设备包括：用于使物体移动的机构；信息获取单元，用于获取与所述机构的驱动量有关的信息；传感器，用于拍摄所述物体的表面以获取图像数据；处理部，用于对使用所述传感器在不同时刻获取到的第一图像数据和第二图像数据进行处理，从而获得所述物体的移动信息；以及控制单元，用于基于由所述处理部获得的所述移动信息，控制所述机构，其中，所述处理部进行以下处理：(a)剪切出所述第一图像数据的一部分的区域的图像图案；(b)在所述第二图像数据中限定用于基于由所述信息获取单元获取到的所述信息搜索与所述图像图案相似的相似区域的搜索范围；(c)在所限定的所述第二图像数据中的所述搜索范围内搜索所述相似区域；以及(d)基于所述第一图像数据中的所述图像图案与所述第二图像数据中的所述相似区域之间的位置关系，获得所述物体的所述移动信息。

根据以下(参考附图)对典型实施例的说明，本发明的其它特征将变得明显。

附图说明

图1是示出喷墨打印设备的主要部分的顶视图；

图2是示出打印部和输送系统的剖面图；

图3是示出利用带进行输送的输送系统的剖面图；

图4是示出码盘(code wheel)和旋转角度传感器的布局的示意图；

图5是部分示出打印头的结构的示意立体图；

图6A和6B是示出直接传感器单元的结构的示意图；

图7示出用于计算打印介质的移动距离和输送速度的方法；

图8是示出相对图像数据的匹配区域的布局的示意图；

图9是示出打印设备的控制系统的结构的框图；

图10是示出设备的操作序列的流程图；

图11示出在各个步骤中如何输送打印介质；

图12是示出例2中的实际输送距离检测序列的流程图；

图13是示出用于计算打印介质的移动距离的方法的示意图；

图14是示意性示出用于设置搜索范围的方法的示意图；

图15示出对第二图像数据进行的相关处理；

图16示出用于搜索相关窗口的差异度(discrepancydegree)；

图17是示出实际输送距离检测序列的流程图；

图18是示出用于计算打印介质的移动距离的方法的示意图；

图19是示出相对图像数据的匹配区域的布局的示意图；

图20是示出例3中的实际输送距离检测序列的流程图；以及

图21是示出本发明实施例的优点的比较例子。

具体实施方式

在下文，将参考附图来说明本发明的优选实施例。然而，示例性实施例中所示的构成元件仅是示例性的并且并不限制本发明的范围。

本发明可广泛用于与例如打印设备中一样用于精确检测薄片状物体的移动的移动检测的领域。例如，本发明可用于打印设备和扫描仪等的机器以及用于输送物体以在处理部中对该物体进行检查、读取、加工和标记等各种处理的工业及配送相关的机器。此外，当将本发明用于打印机时，本发明还能够不仅用于单功能打印机而且用于具有例如复制功能和图像扫描功能的所谓的多功能打印机。本发明可用于喷墨方法、电子照相方法和热转印方法等的各种打印方法。

图1是示出作为本发明实施例的喷墨型打印设备的主要部分的顶视图。图2是用于详细说明打印设备的打印部和输送系统的剖面图。

将作为纸张或薄塑料板等的薄片状物体的打印介质8放置在自动薄片给送器32上。当开始打印操作时，驱动纸张给送电动机35并且经由例如齿轮将该驱动力传递至拾取辊31。拾取辊31的旋转使得打印介质8从自动薄片给送器32逐一分离并被给送至打印设备的内部。在该给送期间，纸张传感器33检测是否存在打印介质8，从而判断是否正确进行了纸张给送。通过作为旋转体的第一输送辊9的旋转，在所给送的打印介质8与第一输送辊9抵接的同时沿方向Y以预定速度输送打印介质8。

参考图2，在第一输送辊9沿输送方向的下游处，设置了第二输送辊10。各输送辊均具有用于从上侧推压所输送的打印介质8的夹紧辊11和直齿辊(spur roller)12。经由皮带轮机构将输送电动机14的旋转驱动力传递至第一输送辊9。为了使第二输送辊10与第一输送辊9同步地旋转，伸张同步带15。如上所述，位于输送方向的上游处的第一输送辊9用作主驱动辊，并且设置旋转角度传感器18以检测该主驱动辊的旋转。在两个旋转输送辊之间的并且与设备中的头盒(head cartridge)1相对的位置处，设置了由平板构成的台板(platen)17以从下侧支撑通过的打印介质8。允许所输送的打印介质8的打印区域通过如上所述的由台板17从下侧的支撑以及由夹紧辊11和直齿辊12从上侧的推压而相对打印头26的排出口面平行且在二者之间具有预定距离。第一输送辊9安装有码盘13。第一输送辊9和码盘13具有共用旋转轴。旋转角度传感器18构成用于检测码盘13的旋转的旋转编码器。

图4是示出码盘13和旋转角度传感器18的布局的示意图。在码盘13的圆周处，等间隔地设置了狭缝201。旋转角度传感器18设置在狭缝201通过的位置处。旋转角度传感器18是检测移动的狭缝201以在检测到的时刻发送脉冲信号的光学透过型传感器。通过该脉冲信号，检测到码盘13的旋转量。基于例如发送脉冲信号的时间间隔，计算出例如打印介质的位置和输送速度。具体地，在本实施例中，包括码盘13和旋转角度传感器18的旋转编码器用作用于获取与输送辊的驱动量有关的信息的信息获取部件。基于由该信息获取部件所获取的信息，能够间接计算出打印介质的输送量和/或输送速度。

再次参考图1，由设置在设备主体中的引导轴3引导并支撑滑架2，从而允许沿引导轴3延伸的方向X进行往返移动。通过例如将滑架电动机4的驱动力传递至电动机皮带轮5、从动皮带轮6和正时带(timing belt)7，获得滑架2的移动力。滑架2包括初始位置传感器30。当初始位置传感器30通过位于初始位置的遮挡板36时，能够感测到滑架2位于初始位置。

设置在滑架2中的头盒1包括：用于基于喷墨方法排出墨的打印头26；和用于存储要供给至打印头26的墨的墨容器。构造打印头26，使其在与滑架2一起沿方向X移动的同时，在预定时刻并且基于图像信号向在下侧移动的打印介质8排出墨。图5是示出打印头26的结构的一部分的示意立体图。本实施例中使用的打印头26包括用于生成热能的多个电热变换元件并且具有使所生成的热能用于排出墨所经由的机构。以固定距离与打印介质相对的排出口面21具有以预定间距设置的多个排出口22。从墨容器供给的墨被存储在公共储液室23中，并且由于毛细吸引(capillary attraction)随后被引入至与各个排出口22相连通的多个墨通道24中。在各个墨通道24中，靠近排出口22的部分具有用于生成热能的电热变换元件25。电热变换元件25基于图像信号接收预定脉冲，并且所生成的热使得墨通道24中的墨膜沸腾。结果产生的起泡(foaming)压力使得预定量的墨通过排出口22被排出。喷墨方法不限于使用热能的喷墨方法，并且还可以是通过例如压电元件、MEMS元件或静电元件排出墨的方法。

本实施例的打印设备是串列式喷墨打印设备。排出口22排列的方向是与滑架2的移动方向(方向X)交叉的方向。通过交替重复打印扫描和输送操作而在打印介质8上形成图像，其中，打印扫描用于在往返移动滑架2的同时通过排出口22排出墨，输送操作用于使第一输送辊9和第二输送辊10旋转从而以步进(stepwise)方式沿方向Y将打印介质输送预定量。可选地，还可以使用以下其它打印方法：在以不中断且连续的方式输送打印介质的同时使滑架2沿方向X往返移动。

滑架2的侧面具有用于对打印介质8的表面摄像以基于图像处理直接感测输送量的直接传感器单元16。可以将直接传感器单元16设置在任意位置处，只要其感测区域覆盖打印介质通过的位置即可。例如，可以将直接传感器单元16设置在图2中的台板17侧以检测打印介质的背面。

图6A和6B是示出直接传感器单元16的结构的示意图。直接传感器单元16包括：发光元件41；和摄像元件42，其经由光学系统43接收从发光元件41发射的并从打印介质8反射来的光。摄像元件42可以是CCD装置或CMOS装置等的具有多个光电转换元件的行传感器或区域传感器。假定本实施例的摄像元件42具有以下结构：以二维方式排列各自的水平和垂直大小均为10μm的光电转换元件，使得如图6B所示，以在水平方向上为11行并且在垂直方向上为20列的方式设置光电转换元件。在该例子中，光学系统43和摄像元件42构造成具有1倍的光学倍率。具体地，由一个光电转换元件检测到的区域与打印介质的水平和垂直长度均为10μm的区域相对应。由模拟前端44对由摄像元件42拍摄到的图像数据进行预定处理，随后将该图像数据传送至设备主体的控制器。

这里所获取的图像数据表示以打印介质8的部分表面状态为特征的并且基于根据摄像元件42的摄像而获得的输入值的图像信息。例如，所获取的图像数据可以是表示由于打印介质8的表面形状(例如，纸张的纤维图案)而出现的阴影或者预先打印在表面上的图案的信息。

图7示出基于由直接传感器单元16获得的图像数据，由控制器的处理部并且在两个不同的时刻T1和T2计算打印介质8的移动距离和输送速度的方法。附图标记501表示通过允许直接传感器单元16检测正在输送的打印介质的表面而在时刻T1所获得的第一图像数据。当获得这种图像数据时，控制器的处理部将匹配区域601放置到图像数据501。匹配区域601具有预定大小。

图8是示出相对图像数据501的匹配区域的布局的示意图。在本实施例中，匹配区域具有包括5个像素×5个像素的区域。将存在于打印介质8的表面上的特征图案(在该例子中为十字形图案)放置在匹配区域中。之后，控制器的处理部提取匹配区域中的图像数据并将该数据作为匹配图案602而存储。

在图7中，附图标记502表示通过允许直接传感器单元16在不同于时刻T1的时刻T2检测正在输送的打印介质的表面而获得的第二图像数据。控制器的处理部使得匹配区域相对于该第二图像数据顺次移动，以搜索并检测与先前存储的匹配图案602的位置最相似的位置。然后，基于第一图像数据501中的匹配图案的位置与第二图像数据502中的匹配图案的位置之间的距离L，获取打印介质8从时刻T1至时刻T2已经移动的移动距离。可选地，还可以基于时刻T1和时刻T2之间的差来计算打印介质8的移动速度。在这种情况下，在本实施例中，为了更快速地计算距离L，限定了使匹配区域相对于第二图像数据502顺次移动的区域。后面将详细说明该方法。

除测量打印介质的移动信息以外，直接传感器单元16还可用于其它目的：基于直接传感器单元16的检测值(例如，关于像素的输出的平均值)判断是否存在打印介质。

图9是示出打印设备的控制系统的结构的框图。在图9中，控制器100是打印设备的主控制器。控制器100具有例如微计算机形式的CPU 101、其内存储有程序或预定表等的固定数据的ROM 103以及包括例如用于展开图像数据的区域和用于工作的区域的RAM 105。主设备110是连接至打印设备的外部并且用作图像供给源的设备。主设备110可以是准备或处理图像等的打印相关数据的计算机或者还可以是用于读取图像的读取器。

可以经由接口(I/F)112将从主设备110供给的例如图像数据、命令和状态信号发送至控制器100或者从控制器100接收例如图像数据、命令和状态信号。操作单元120包括接收操作者所输入的指令的一组开关。操作单元120具有电源开关122和用于指示例如启动吸引恢复的恢复开关126。传感器单元130包括用于检测设备的状态的一组传感器。在本实施例中，传感器单元130包括例如上述初始位置传感器30、纸张传感器33、直接传感器单元16和用于检测输送量的旋转角度传感器18以及用于检测环境温度的温度传感器134。

附图标记140表示根据打印数据而驱动打印头26的电热变换元件25的头驱动器。头驱动器140包括排列打印数据以使其分别对应于多个电热变换元件25的移位寄存器和在适当定时锁存的锁存电路(latch circuit)。头驱动器140还包括同步于驱动定时信号而使得电热变换元件25工作的逻辑电路元件以及用于适当地设置排出定时以调整例如点在打印介质上的位置的定时设置部。

在打印头26的附近，设置了调整打印头26的温度以使墨排出特性稳定的副加热器142。与电热变换元件25一样，副加热器142可以设置在打印头26的基板上，或者还可以附接至打印头26的主体或头盒1。附图标记150表示用于驱动滑架电动机4的电动机驱动器。附图标记160表示用于驱动纸张给送电动机35的电动机驱动器。附图标记170表示用于控制输送电动机14的驱动的电动机驱动器。

在上述打印设备中，在打印介质被分别夹持在第一输送辊9和第二输送辊10的位置的同时输送该打印介质。还可使用用于输送打印介质的其它输送机构：在该输送机构中，保持打印介质并通过带传送该打印介质。这种带输送机构具有设置在多个位置处的旋转辊以及张在多个旋转辊之间的带。旋转辊的旋转使该带旋转，由此使得设置在该带上的打印介质移动。信息获取部件获取与多个旋转辊或齿轮中的旋转辊或旋转齿轮的旋转量有关的信息。然而，该信息不限于与仅一个旋转辊或仅一个旋转齿轮有关的信息。该信息还可以是与多个旋转辊或多个旋转齿轮有关的信息。

图3是示出包括带输送机构的打印设备的结构的示意图。在图3中，利用相同的附图标记表示与图2的构件相同的构件。打印设备包括第一输送辊9和第二输送辊10作为旋转辊。第一输送辊9和第二输送辊10在二者之间具有张在二者之间的带19。带19具有比所使用的薄片中最大薄片的宽度宽的宽度。当第一输送辊9从输送电动机14接收到驱动力时，输送辊9旋转以使带19沿箭头所示的方向在辊之间旋转，并且还驱动第二输送辊10旋转。如上所述，位于输送方向的上游处的第一输送辊9用作主驱动辊，并且旋转角度传感器18检测该主驱动辊的旋转。

带19上具有通过静电吸附(electro static absorption)而紧密设置在带19上的打印介质8。根据带19的旋转将打印介质8从沿所示方向Y的上游输送至下游。设置在滑架2中的直接传感器单元16对打印介质8的表面或带19的表面摄像从而获取图像数据。可以将直接传感器设置在带的背侧以检测该带的内表面。带19上的打印介质8通过静电吸附而被牢固保持，因而基本防止了打印介质8从带19滑落或错位。因而，对带19摄像以计算该带的移动等同于计算打印介质8的移动。

接着，以下部分将根据一些例子来说明使用上述打印设备从而与传统情况相比在使用从旋转角度传感器18获得的输送信息和从直接传感器单元16获得的输送信息两者的同时以更高的速度执行输送控制的方法。

例1

图10是示出在本实施例中的打印介质的输送控制中由CPU101进行的处理的流程图。图11示出在流程图所示的各个步骤中打印介质的输送状态。

当基于来自主设备110的打印开始命令开始打印操作时，CPU 101驱动纸张给送电动机35以从自动薄片给送器32给送一张打印介质8(步骤1)。接着，步骤2使CPU 101判断纸张传感器303是否感测到打印介质8的前端。当判断为检测到打印介质8的前端时，则处理进入步骤3。另一方面，当在步骤2中判断为尚未检测到打印介质8的前端时，处理返回步骤1并继续纸张给送操作。之后，重复步骤1和步骤2，直到感测到打印介质的前端为止。在图11中，状态A表示打印介质8的前端到达紧挨纸张传感器33之前的位置的状态。

在步骤3中，CPU 101开始驱动输送电动机14并同时开始由旋转角度传感器18检测码盘13的旋转量。结果，基于来自旋转角度传感器18的信息沿方向Y输送打印介质8。以下将具体说明该操作。CPU 101基于旋转角度传感器18感测到形成在码盘13中的狭缝的时刻，判断输送辊9的旋转量和旋转速度。然后，控制单元在将该实际测量值反馈至输送电动机14的驱动时，进行输送控制。

接着，在步骤4中，CPU 101判断直接传感器单元16是否感测到打印介质8。当判断为直接传感器单元16感测到打印介质8时，处理进入步骤5并且执行(后面将说明的)实际输送量检测序列。另一方面，当判断为直接传感器单元16尚未感测到打印介质8时，处理返回步骤3。然后，重复步骤3和步骤4，直到直接传感器单元16感测到打印介质8为止。在图11中，状态B表示在由直接传感器单元16感测到打印介质8的前端的时刻之前的输送状态。状态C表示由直接传感器单元16感测到打印介质8的前端并且进行实际输送量检测序列的状态。

再次参考图10的流程图，当步骤5的实际输送量检测序列提供了打印介质的实际输送量(例如，130μm)时，则CPU 101将该值与由旋转角度传感器所测量到的并存储的输送量(例如，120μm)进行比较，从而判断在它们之间是否存在等于或大于容许范围的位移量。当该位移量位于容许范围内时，处理进入步骤7。另一方面，当该位移量大于容许范围时，处理进入步骤10以进行与该位移量相对应的校正处理。在该例子中，位移是10μm并且进行与10μm相对应的校正处理。可以通过以下处理来实现该校正处理：切换停止输送操作的定时以调整输送量、重新输送打印介质或者在照原样保持输送打印介质的同时沿方向Y移动打印数据。可选地，在能够沿方向Y精确地移动滑架2或打印头的位置的结构的情况下，还可以移动滑架2或打印头。在完成校正处理之后，处理进入步骤7。

在步骤7中，CPU 101在使滑架2沿方向X移动的同时使用打印头26以基于图像数据对一行进行打印操作。接着，在步骤8中，CPU 101判断对一页的图像数据的打印是否完成。当判断为仍有尚未打印的图像数据时，处理返回步骤5以对下一行进行实际输送量检测序列。在步骤8中，重复如上所述的实际输送量检测序列和打印操作，直到判断为对一页的图像数据的打印完成为止。在图11中，状态D表示获得了与根据旋转角度传感器8的输送量有关的信息的最终阶段的状态。在步骤8中，当判断为完成了对一页的图像数据的打印时，则在步骤9中进行纸张排出处理并且该处理结束。在图11中，状态E表示进行纸张排出操作的状态。

接着，以下部分将详细说明在步骤5中进行的实际输送量检测序列。图12是示出实际输送量检测序列中的各个步骤的流程图。图13是示出用于基于从直接传感器单元16获得的图像数据计算与打印介质8的移动有关的信息(移动量或速度)的方法的示意图。以下部分将参考图12和图13进行说明。

当开始实际输送量检测序列时，在步骤A01中，CPU 101使用直接传感器单元16来获取打印介质8的图像作为第一图像数据(1501)。当图3的结构中的直接传感器单元16用于对带19的表面摄像时，第一图像数据和第二图像数据都表示该带的表面的图像。

在步骤A02中，CPU 101使得具有5个像素×5个像素的区域的匹配区域位于第一图像数据1501的上游侧的适当位置处。图13示出放置匹配区域1502以具有存在于打印介质8的表面上的特征图案(在该例子中为十字形图案)的例子。该十字形图案是仅用于示例的示意性图案，并且在实际情况中并不总是使用该图案。之后，CPU 101提取该匹配区域中所包括的图像数据并将该数据作为匹配图案(第一图像数据中的图像图案的一部分)而存储。如上所述，步骤A02中的处理是剪切第一图像数据的一部分的区域的图像图案的处理。

在步骤A03中，基于来自旋转角度传感器18的信息(即，当对从旋转角度传感器18获得的实际测量到的输送量进行计数时)，打印介质8沿方向Y输送了目标量(一次步进移动)并且存储该输送量(移动距离)。在该例子中，假定从旋转角度传感器18获得的实际测量到的输送量是120μm。

在步骤A04中，CPU 101使用直接传感器单元16以在与获取第一图像数据的时刻不同的时刻获取打印介质8(或带19)的图像作为第二图像数据(1503)。

在步骤A05中，基于在步骤A03中所存储的输送量(120μm)，设置用于进行在第二图像数据1503中搜索匹配区域的相关处理并且是整个图像区域中的限定区域的区域(搜索范围)。

图14是具体示出用于设置搜索范围的方法的示意图。在图14中，匹配图案位于第一图像数据1501中从P行到T行的区域中。另一方面，沿方向Y向前120μm的区域是由附图标记1601示出的从D行至H行的区域。具体地，估计在第一图像数据上剪切出匹配图案的区域1502移动至第二图像数据上的区域1504。当假定输送精度的误差相对于目标输送量约为±10μm时，该匹配图案可能位于的区域是由附图标记1602所示的从C行至I行的区域。在该例子中，为了能够在充分包括该区域1602的范围中进行相关处理，将相对于区域1602在上游侧和下游侧进一步具有10μm(1个像素)余量的区域1603(由斜线划阴影的区域)设置为搜索范围。

针对估计区域1504不仅沿方向Y而且沿方向X设置搜索范围的原因在于，当沿方向Y输送打印介质时，可能未使打印介质精确地沿方向Y移动，并且可能沿方向X位移(位置偏离现象)。考虑到该位置偏离现象，将限定区域设置为围绕估计区域1504的相关计算搜索范围，使得该限定区域在方向X和方向Y上包括与预定数量的像素相对应的余量。可以根据例如打印设备的输送精度或打印分辨率或者摄像元件(光电转换元件)的大小来适当地确定该范围，并且该范围不限于上述值。

如上所述，在A05的处理中，基于由旋转编码器(信息获取部件)所获取的信息，限定用于搜索第二图像数据中与从第一图像数据剪切出的图像图案相似的相似区域的范围。具体地，将相对第一图像数据的图像图案偏离移动距离的估计位置的相邻范围设置为第二图像数据的搜索范围，其中该移动距离是基于由信息获取部件所获取的信息而估计出的并且是从获取到第一图像数据的时刻至获取到第二图像数据的时刻的移动距离。将该搜索范围设置为通过如下操作而获得的区域：向打印介质的移动方向上相对于估计位置的上游侧和下游侧均添加预定数量的像素，并且向与打印介质的移动方向垂直的宽度方向上相对于估计位置的左侧和右侧添加预定数量的像素。

在步骤A06中，按从端像素开始的顺序对在步骤A05中设置的搜索范围进行相关计算处理。在步骤A06的处理中，相对于第二图像数据，在如上所述的限定搜索范围(1603)中搜索与从第一图像数据剪切出的图像图案相似的相似区域。

图15示出将匹配区域1502放置在步骤A05中获得的搜索范围中以对第二图像数据1503进行相关处理的顺序。首先，将匹配区域1502放置在以B行第一列为起点(左上)的位置处，并且计算相似度。

这里，通过使用例如SSD(Sum of Squared Difference，差的平方和)来计算相似度。SSD设置作为匹配图案中的各像素f(I，j)和匹配区域中的各像素g(I，j)之间的差的绝对值的和而获得的差异度S。关于SSD，随着差异度越小，相似度越大。

图16示出当搜索C行中从第1列至第7列的范围时的匹配图案和匹配区域的差异度的示例。假定该图像包括二值图像数据。将图案存在的像素(即，该像素包括在十字形部分中)表示为1，并且将图案不存在的像素表示为0。当假定匹配区域的起点为C行第4列时，能够理解在步骤A02中存储的匹配图案与放置在匹配区域1502中的图案相匹配，并且获得最小差异度0。因而，将该位置确定为匹配位置，并且获得该位置作为步骤A06中的相关计算处理的结果。

在步骤A07中，基于在步骤A06中获得的匹配区域和在步骤A02中存储的匹配区域之间的相对位置关系(像素数量的差)，计算在步骤A03的输送操作中打印介质的实际移动量。具体地，步骤A07的处理基于从第一图像数据剪切出的图像图案与第二图像数据中的最相似区域之间的位置关系(或间隔)，计算移动信息。在该例子的情况下，该位置关系对应于沿方向Y的13个像素，因而打印介质的实际移动量是130μm。然后，图10的步骤5中的实际输送量检测序列完成。

如上所述，通过基于从用于获取与机构的驱动量有关的信息的信息获取部件(旋转编码器)获得的输送量而设置限定的搜索范围，相关计算处理的目标区域缩小并且计算量大幅减少。在相关处理的范围覆盖第二图像数据1503的全部区域的传统技术的情况下，如图21所示，必须进行16×7＝112次相关计算。与此相对比，在该例子中，限定进行搜索的区域，由此将计算次数减少至35次，从而将计算量降低至传统情况的计算量的约1/3。因而，能够更快速地检测到移动信息并且能够处理与传统情况相比较高的高速输送(更高速的打印操作)。换言之，即使当控制器的CPU与传统情况相比具有较低的计算能力时，也能够检测到移动信息，从而实现了控制器的成本降低。

在该例子中，信息获取部件根据来自旋转编码器的输出值获得与输送机构的驱动量有关的信息。该信息用作估计从第一图像数据剪切出的匹配图案在第二图像数据中的位置的关键。然而，本发明不限于此并且还可以使用其它结构。例如，如果输送电动机14是步进电动机，则可以基于驱动脉冲的数量估计驱动量。基于驱动脉冲的数量，估计在获得第一图像数据的时刻与获得第二图像数据的时刻之间的移动距离。基于该估计出的移动距离，设置搜索区域。具体地，信息获取部件获取基于驱动机构的步进电动机的驱动脉冲的数量而获得的值作为关于驱动量的信息。

还可以使用其它方法以基于控制器的输送控制中一步的输送控制的目标控制值，获取与输送机构的驱动量有关的信息。基于该目标控制值，估计在获得第一图像数据的时刻与获得第二图像数据的时刻之间的移动距离。基于该估计出的移动距离，设置搜索区域。具体地，信息获取部件获取基于在用于控制驱动机构的驱动的控制单元中的目标控制值而获得的值作为关于驱动量的信息。

还可以使用其它方法以基于控制器的输送控制中的驱动特征文件，获取与输送机构的驱动量有关的信息。基于控制特征文件，估计在获得第一图像数据的时刻与获得第二图像数据的时刻之间的移动距离。基于该估计出的移动距离，设置搜索区域。具体地，信息获取部件获取基于控制单元中的驱动机构的驱动特征文件所获得的值作为关于驱动量的信息。

用于对由直接传感器单元拍摄到的图像上的特征点进行比较的相关处理不限于如上所述使用图案化图像的结构。例如，还可以使用其它结构：对与从直接传感器单元获得的反射光有关的信息进行傅立叶变换(Fourier transformation)，并且检查在不同时刻获得的信息以相对于各频率进行匹配。可选地，还可以获取峰值部分之间的移动距离。可选地，还可以比较例如由与来自相干光源的反射光干涉所导致的散斑图案(specklepattern)。任何这些方法必须使用能够在两种类型的图像数据的特征点之间进行比较的相关处理部件。

例2

例1假定以下情况：一次目标输送量(一次步进输送操作)小于直接传感器单元16的摄像元件的检测区域，并且一个特征图案(十字形图案)包括于在不同时刻获取到的两个图像数据中。与此相对比，例2是用于一次步进输送量大于直接传感器单元16的排列像素的长度的情况的控制方法。该方法的基本概念是在一次步进移动中获取多个图像数据从而进行输送控制。

例2中的设备的结构与例1中的结构相同。除步骤5中的实际输送量检测序列的方法与例1中的方法不同以外，整个序列与在图10的流程图中所述的序列相同。图17是示出该例子中的实际输送量检测序列的流程图。图18是示出基于从直接传感器单元16获得的图像数据计算打印介质8的移动距离和/或速度的方法的示意图。

当开始实际输送量检测序列时，在步骤B01中，CPU 101使用直接传感器单元16来获取打印介质8的图像作为第一图像数据(2101)。当直接传感器单元16用于对图3的结构中的带19的表面摄像时，第一图像数据和以下的第二图像数据都是带的表面的图像。

在步骤B 02中，CPU 101使得具有5个像素×5个像素的区域的匹配区域位于第一图像数据2101的下游侧的适当位置处。图18示出放置匹配区域以具有存在于打印介质8上的特征图案(在该例子中为十字形图案)的例子。之后，CPU 101提取该匹配区域中所包括的图像数据，并将该数据作为匹配图案(第一图像数据的一部分的图像图案)而存储。

在步骤B03中，基于来自旋转角度传感器18的信息(即，当对从旋转角度传感器18获得的实际测量到的输送量进行计数时)，开始沿方向Y输送打印介质8。

当经过了小于一次步进移动的预定时间或预定计数量时，在步骤B04中，在进行输送操作的同时使用直接传感器单元16来获取打印介质8(或带19)的图像作为第二图像数据(2103)。

在步骤B05中，基于在获取到第二图像数据时的输送量计数值，设置第二图像数据2103中的限定搜索范围。设置搜索范围的方法与例1中的方法相同，因而没有进一步对其进行说明。

在步骤B06中，按从端像素开始的顺序对在步骤B05中设置的搜索范围进行相关计算处理。该例子中所使用的具体计算算法与参考图15和16所述的例1中的算法相同，因而没有进一步对其进行说明。通过步骤B06中的相关计算处理，获得相似度最高的匹配区域的位置作为相关计算处理的结果。

在步骤B07中，基于步骤B06的处理结果，计算并存储在从步骤B03至步骤B07的时间段内输送的打印介质的实际测量到的移动距离。在该例子中，重复步骤B03至步骤B07，直到打印介质的总输送量达到与一次步进移动相对应的目标输送量为止。在步骤B07中，对于每个不同的区域，存储实际测量到的移动量的信息。

在步骤B08中，判断从步骤B03开始的根据旋转角度传感器18的输送量的计数值是否达到了目标量。当判断为该计数值尚未达到目标量时，处理进入步骤B10。在步骤B10，采用在步骤B04中获取的第二图像数据2103作为第一图像数据。然后，对于该图像数据，与在步骤B02中相同，将匹配区域2102放置在上游侧的适当位置处。

图19示出放置匹配区域2102以具有存在于打印介质8的表面上的特征图案(在该例子中为四点图案)的例子。然后，提取匹配区域中所包括的图像数据并将该数据作为匹配图案而存储。

之后，处理返回步骤B03以基于新存储的匹配图案进行上述处理。输送打印介质并且重复从步骤B03至步骤B08的步骤，直到在步骤B08中确认输送量达到了与一次步进相对应的目标输送量为止。当在步骤B08中确认输送达到了目标量时，则处理进入步骤B09。

在步骤B09中，计算每次进行步骤B07时所存储的多个实际测量到的移动距离的总和，并将该总和设置为总的实际移动量。然后，处理进入图10所示的流程图中的步骤6。步骤6之后的处理与例1中的处理相同，因而没有进一步对其进行说明。

根据该例子，即使当打印介质的一次输送量(目标输送量)大于直接传感器单元16的检测区域时，在一次输送操作期间也检测多个部分移动距离，由此检测移动距离，从而实现输送控制。结果，即使当直接传感器单元16具有小的摄像元件时，也能够精确地获取移动信息。该例子可适用于在沿Y方向连续输送打印介质的同时进行打印操作的打印机。

例3

例1和例2假定一次目标输送量小于或大于直接传感器单元16的检测区域的情况。另一方面，例3是用于以下情况的控制方法：即使在一个打印作业中，所设置的搜索范围位于第二图像数据的范围内或者不位于该范围内。

该例子中的设备具有与例1的设备相同的结构。除步骤5中的实际输送量检测序列的方法与例1中的方法不同以外，整个序列与图10中的流程图中所述的序列相同。图20是示出该例子中的实际输送量检测序列的流程图。

当开始实际输送量检测序列时，在步骤D01中，CPU 101首先使用直接传感器单元16来获取打印介质8的图像作为第一图像数据。当直接传感器单元16用于对图3的结构中的带19的表面摄像时，第一图像数据和以下的第二图像数据都是带的表面的图像。

接着，在步骤D02中，CPU 101将具有5个像素×5个像素的区域的匹配区域放置在第一图像数据的上游侧的适当位置处。之后，CPU 101提取匹配区域中所包括的图像数据并将该数据作为匹配图案(第一图像数据的一部分的图像图案)而存储。目前为止的处理与例1和2的处理相同。

接着，在步骤D03中，CPU 101判断在步骤D02中所存储的匹配区域中所包括的图像数据是否将由于下一目标量输送操作而超出直接传感器单元16的检测区域。当判断为该图像数据将不超出检测区域时，则处理进入步骤D04以进行序列A。序列A与在例1中所述的图12的流程图中的步骤A03～步骤A07的步骤相同。

另一方面，当在步骤D03中判断为在步骤D02中所存储的图像数据将由于下一输送操作而超出检测区域时，处理进入步骤D05以进行序列B。序列B与在例2中所述的图17的流程图中的步骤B03～步骤B09的步骤相同。在获得了获取各个实际输送量的结果之后，处理返回图10的步骤6。

根据该例子，即使当所设置的搜索范围位于第二图像数据的范围内或者超出该范围时，也能够精确地获取移动信息。

尽管已经参考典型实施例说明了本发明，但是应该理解，本发明不限于所公开的典型实施例。所附权利要求书的范围符合最宽的解释，以包含所有这类修改以及等同结构和功能。

Claims

1.一种物体输送设备，包括：

用于使物体移动的机构；

信息获取单元，用于获取与所述机构的驱动量有关的信息；

传感器，用于拍摄所述物体的表面以获取图像数据；

处理部，用于对使用所述传感器在不同时刻获取到的第一图像数据和第二图像数据进行处理，从而获得所述物体的移动信息；以及

控制单元，用于基于由所述处理部获得的所述移动信息，控制所述机构，

其中，所述处理部进行以下处理：

(a)剪切出所述第一图像数据的一部分的区域的图像图案；

(b)在所述第二图像数据中限定用于基于由所述信息获取单元获取到的所述信息搜索与所述图像图案相似的相似区域的搜索范围；

(c)在所限定的所述第二图像数据中的所述搜索范围内搜索所述相似区域；以及

(d)基于所述第一图像数据中的所述图像图案与所述第二图像数据中的所述相似区域之间的位置关系，获得所述物体的所述移动信息。

2.根据权利要求1所述的物体输送设备，其特征在于，

所述处理部将相对所述第一图像数据的所述图像图案的位置偏离移动距离的估计位置周围的范围设置为所限定的所述第二图像数据中的所述搜索范围，其中所述移动距离是基于由所述信息获取单元获取到的所述信息而估计出的并且是在从获取到所述第一图像数据的时刻至获取到所述第二图像数据的时刻的时间段期间的移动距离。

3.根据权利要求2所述的物体输送设备，其特征在于，

所述处理部将通过向所述物体的移动方向上相对于所述估计位置的上游侧和下游侧添加预定数量的像素而获得的区域设置为所限定的所述搜索范围。

4.根据权利要求3所述的物体输送设备，其特征在于，

所述处理部将通过向与所述物体的移动方向垂直的方向上相对于所述估计位置的两侧进一步添加预定数量的像素而获得的区域设置为所限定的所述搜索范围。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的物体输送设备，其特征在于，

所述信息获取单元具有用于检测所述机构的驱动量的编码器，并且与所述驱动量有关的所述信息是基于所述编码器在从获取到所述第一图像数据的时刻至获取到所述第二图像数据的时刻的时间段期间的输出而获得的值。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的物体输送设备，其特征在于，

所述信息获取单元获取基于所述控制单元中的目标控制值而获得的值作为与所述驱动量有关的所述信息。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的物体输送设备，其特征在于，

所述机构具有步进电动机，并且所述信息获取单元获取基于所述步进电动机的驱动脉冲的数量而获得的值作为与所述驱动量有关的所述信息。

8.根据权利要求1至4中任一项所述的物体输送设备，其特征在于，

所述控制单元基于驱动特征文件来控制所述机构的驱动，以及

所述信息获取单元获取基于所述驱动特征文件而获得的值作为与所述驱动量有关的所述信息。

9.根据权利要求1至4中任一项所述的物体输送设备，其特征在于，

所述机构具有施加有驱动力的辊，并且所述信息获取单元获取与所述辊的旋转量有关的信息。

10.根据权利要求9所述的物体输送设备，其特征在于，

所述机构具有设置在多个位置处的多个辊和张在所述多个辊之间的带，并且所述多个辊的旋转使得所述带旋转，从而使设置在所述带上的所述物体移动，并且所述信息获取单元获取与所述多个辊中的至少一个辊的旋转量有关的信息。

11.根据权利要求1至4中任一项所述的物体输送设备，其特征在于，

所述传感器是以二维方式排列多个光电转换元件而构成的区域传感器。

12.根据权利要求1至4中任一项所述的物体输送设备，其特征在于，还包括打印单元，所述打印单元具有打印头以在作为打印介质的所述物体上进行打印。

13.根据权利要求1至4中任一项所述的物体输送设备，其特征在于，还包括打印单元，所述打印单元具有打印头以在打印介质上进行打印，

其中，所述物体是作为所述机构的一部分的带，所述带在放置有所述打印介质的同时输送所述打印介质。

14.根据权利要求12所述的物体输送设备，其特征在于，在所述传感器获取到所述第一图像数据和获取到所述第二图像数据之间的时间段期间，所述用于使物体移动的机构以步进的方式将所述打印介质输送目标量，并且交替重复由所述机构进行的步进输送和由所述打印头进行的打印以进行打印操作。

15.根据权利要求12所述的物体输送设备，其特征在于，

连续输送所述打印介质，并且同时进行所述输送和由所述打印头进行的打印。

16.根据权利要求13所述的物体输送设备，其特征在于，

在获取到所述第一图像数据和获取到所述第二图像数据之间的时间段期间，以步进的方式将所述打印介质输送目标量，并且交替重复步进输送和由所述打印头进行的打印以进行打印操作。

17.根据权利要求13所述的物体输送设备，其特征在于，