JP2007057453A - 位置情報生成装置、印刷装置、および、位置情報生成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 検出誤差の累積がなく、また、検出分解能の高い位置情報生成装置を提供すること。
【解決手段】 エンコーダから出力されたエンコーダ信号（Ａ相、Ｂ相）に応じて生成された第１のカウント信号（ＡＢＵ、ＡＢＤ）に基づいてカウント動作を行う第１のカウンタ（３２ビットカウンタ１０５ｃ）と、エンコーダから出力されたエンコーダ信号（Ｃ相、Ｄ相）に応じて生成され、第１のカウント信号の１周期中にｎ個のカウントポイントを有する第２のカウント信号（ＣＤＵ、ＣＤＤ）に基づいてカウント動作を行う第２のカウンタ（３３ビットカウンタ１０５ｄ）と、第１のカウンタのカウント値が変化した場合に、当該カウント値を（ｎ＋１）倍して、第２のカウンタにロードするロード回路（３２ビットカウンタ１０５ｃ）と、を有する。
【選択図】 図４

Description

本発明は、位置情報生成装置、印刷装置、および、位置情報生成方法に関する。

従来、制御対象の制御量を検出するために、例えば、リニアエンコーダまたはロータリーエンコーダ等が用いられている。

このようなエンコーダのうち、例えば、ロータリーエンコーダの分解能を向上させる方法としては、特許文献１に示すような技術が開示されている。

特開昭６３−６９３２３号公報（要約書、図１、図２）

ところで、特許文献１に示す技術では、各相のパルス波形の立ち上がり部分および立ち下がり部分（以下、「エッジ」と称する）は、回路の遅延によってエッジ位置が変化したり、エッジの角度が変化したりする、いわば不確定領域となる。このような場合に、制御対象の動作速度が速くなって、各相の不確定領域同士が接近すると、エッジを正確に検出することができなくなり、制御対象の変位を正確に検出することができなくなるという問題点がある。

また、インクリメンタルエンコーダにおいて、不確定領域が接近した場合には、エッジが正確に検出できず、その結果として、検出誤差が累積してしまうという問題点もある。

本発明は、上記の事情に基づきなされたもので、その目的とするところは、検出誤差の累積がなく、また、検出分解能の高い位置情報生成装置、印刷装置、および、位置情報生成方法を提供しよう、とするものである。

上述の目的を達成するため、本発明の位置情報生成装置は、エンコーダから出力されたエンコーダ信号に応じて生成された第１のカウント信号に基づいてカウント動作を行う第１のカウンタと、エンコーダから出力されたエンコーダ信号に応じて生成され、第１のカウント信号の１周期中にｎ個のカウントポイントを有する第２のカウント信号に基づいてカウント動作を行う第２のカウンタと、第１のカウンタのカウント値が変化した場合に、当該カウント値を（ｎ＋１）倍して、第２のカウンタにロードするロード回路と、を有する。

このため、検出誤差の累積がなく、また、検出分解能の高い位置情報生成装置を提供することができる。

また、他の発明の位置情報生成装置は、上述の発明に加えて、ロード回路が、エンコーダによって検出される対象物が所定の方向に変位する場合には、当該カウント値を（ｎ＋１）倍して第２のカウンタにロードし、これとは異なる方向に変位した場合には、当該カウント値を（ｎ＋１）倍するとともに、ｎを加えた値を第２のカウンタにロードするようにしている。このため、対象物がどの方向に変位した場合でも、正確な位置情報を生成することができる。

また、本発明の位置情報生成装置は、エンコーダから出力されたそれぞれ位相が異なるｎ（ｎ≧１）種類のエンコーダ信号に基づいてカウント動作を行う第１のカウンタと、ｎ種類のエンコーダ信号とはそれぞれ位相が異なるｍ（ｍ≧１）種類のエンコーダ信号に基づいてカウント動作を行う第２のカウンタと、第１のカウンタのカウント値が変化した場合に、当該カウント値を（ｍ／ｎ＋１）倍して、第２のカウンタにロードするロード回路と、を有する。

このため、検出誤差の累積がなく、また、検出分解能の高い位置情報生成装置を提供することができる。

また、他の発明の位置情報生成装置は、上述の発明に加えて、ロード回路が、エンコーダによって検出される対象物が所定の方向に変位する場合には、当該カウント値を（ｍ／ｎ＋１）倍して第２のカウンタにロードし、これとは異なる方向に変位した場合には、当該カウント値を（ｍ／ｎ＋１）倍するとともに、ｍ／ｎを加えた値を第２のカウンタにロードするようにしている。このため、対象物がどの方向に変位した場合でも、正確な位置情報を生成することができる。

また、他の発明の位置情報生成装置は、上述の発明に加えて、第１のカウンタに対して初期値を設定する初期設定回路をさらに有する。このため、カウント開始時点におけるカウンタ値を任意に設定することが可能になる。

また、他の発明の位置情報生成装置は、上述の発明に加えて、第２のカウンタは、対象物の移動速度または回転速度が低い場合には、カウント値の全てのビットのデータを位置情報として出力し、対象物の移動速度または回転速度が高い場合には、カウント値の下位の所定数のビットを除いた残りのビットを位置情報として出力するようにしている。このため、移動速度または回転速度に応じた精度を有する位置情報を得ることができる。

また、本発明の印刷装置は、前述の位置情報生成装置を有している。このため、検出誤差の累積がなく、また、検出分解能の高い位置情報生成装置を利用することにより、印刷精度の高い印刷装置を提供することができる。

また、本発明の位置情報生成方法は、エンコーダから出力されたエンコーダ信号に応じて生成された第１のカウント信号に基づいて第１のカウント動作を行い、エンコーダから出力されたエンコーダ信号に応じて生成され、第１のカウント信号の１周期中にｎ個のカウントポイントを有する第２のカウント信号に基づいて第２のカウント動作を行い、第１のカウンタ動作においてカウント値が変化した場合に、当該カウント値を（ｎ＋１）倍して、第２のカウンタ動作のカウンタ値としてロードする。

このため、検出誤差の累積がなく、また、検出分解能の高い位置情報生成方法を提供することができる。

また、本発明の位置情報生成方法は、エンコーダから出力されたそれぞれ位相が異なるｎ（ｎ≧１）種類のエンコーダ信号に基づいて第１のカウント動作を行い、ｎ種類のエンコーダ信号とはそれぞれ位相が異なるｍ（ｍ≧１）種類のエンコーダ信号に基づいて第２のカウント動作を行い、第１のカウンタ動作においてカウント値が変化した場合に、当該カウント値を（ｍ／ｎ＋１）倍して、第２のカウント動作のカウント値としてロードする。

このため、検出誤差の累積がなく、また、検出分解能の高い位置情報生成方法を提供することができる。

以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照して説明する。

図１は、本実施の形態に係る印刷装置の構成例を示す斜視図である。なお、以下の説明においては、下方側とは、印刷装置が設置される側を指し、上方側とは、設置される側から離間する側を指す。また、後述するキャリッジ３１が移動する方向を主走査方向、主走査方向に直交する方向であって印刷用紙１０が搬送される方向を副走査方向とする。また、印刷用紙１０が供給される側を給紙側（後端側）、印刷用紙１０が排出される側を排紙側（手前側）として説明する。

図１において、インターフェース１１２は、制御部１００とホストコンピュータ２００とを電気的に接続し、これらの間で情報の授受を可能とするために信号の表現形式等を変換する機能を有する。制御部１００は、ホストコンピュータ２００から送信されてきた印刷データに基づいて印刷用紙１０に画像を印刷するための制御を行う。なお、制御部１００の詳細については後述する。キャリッジモータ３６は、制御部１００によって制御され、キャリッジ３１を主走査方向に往復動作させる。なお、キャリッジ３１の一部には光学センサ３８が設けられており、この光学センサ３８とスケール３７によってリニアエンコーダが構成されている。制御部１００は、このリニアエンコーダによってキャリッジ３１の現在の位置を知ることができる。紙送りモータ５１は、紙送りローラ５０に駆動力を与えることにより、印刷用紙１０を副走査方向に移動させる。ホストコンピュータ２００は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）２０１を有しており、このＨＤＤ２０１には、印刷用紙１０の印刷に対応させて画像を加工するための画像加工プログラム等が記憶されている。

キャリッジ３１の下部に設けられ、各インクに対応づけられたノズルには、それぞれピエゾ素子（不図示）が配置されている。このピエゾ素子の作動により、インク通路の端部にあるノズルからインク滴を吐出することが可能となっている。なお、記録ヘッド３２は、ピエゾ素子を用いたピエゾ駆動方式に限られず、その他の方式を用いても良い。その他の方式としては、例えば、インクをヒータで加熱し、発生する泡の力を利用するヒータ方式、磁歪素子を用いる磁歪方式、静電気力を利用した静電方式、ミストを電界で制御するミスト方式等が、主な方式として挙げられる。

キャリッジ３１は、印刷用紙１０に対して往復移動自在に構成されている。キャリッジ３１は、シアン、マゼンタ、イエロー、および、ブラックインクが内部に貯留されたインクカートリッジ３０を保持している。キャリッジ３１の下方側には、印刷用紙１０に対向するように、記録ヘッド３２が設けられており、インクカートリッジ３０に貯留されているインクを吸引し、微小なインク滴として吐出可能としている。なお、搭載されるインクカートリッジ３０は、４色に限られるものではなく、６色、７色および８色等、何色分であっても良い。また、インクカートリッジ３０に充填されるインクは、染料系インクには限られず、顔料系インク等、他の種類のインクを搭載しても良い。

キャリッジ３１には、タイミングベルト３５の一部が固着されている。タイミングベルト３５は、プリー３３，３４を連接するように架張されている。プリー３３には、キャリッジモータ３６の駆動力が伝達される。したがって、キャリッジモータ３６が回転されると、キャリッジ３１が図１中に矢印で示すＸ方向（主走査方向）に往復動作する。

キャリッジ３１が往復動作する経路上には、リニアエンコーダを構成するスケール３７が配置されている。キャリッジ３１のスケール３７に対向する面には、光学センサ３８が配置されており、当該光学センサ３８によってスケール３７に印刷されたパターンを検出することにより、キャリッジ３１の位置を特定する。

キャリッジ３１の上流側（紙面の奥側）には、円柱形状を有する紙送りローラ５０が設けられている。紙送りローラ５０には、紙送りモータ（ＰＦモータ）５１の駆動力が伝達される。したがって、紙送りモータ５１が回転されると、紙送りローラ５０が回転され、印刷用紙１０がＹ方向（図中矢印で示す方向）の排紙側に向けて搬送される。

紙送りローラ５０の回転軸には、ロータリーエンコーダを構成するスケール１１４が設けられている。スケール１１４は、円板形状を有する板状部材の中心から一定半径の円周上に、光を透過する部分（透過部）と、光を遮断する部分（遮断部）とが交互に一定の間隔で設けられている。光学センサ１１３は、スケール１１４の外周部分を挟むように配置されており、発光部から光を照射し、スケール１１４の透過部を透過した光を受光部によって受光する。本実施の形態では、透過部と遮断部の間隔は、１／１８０インチとなっているとともに、紙送りモータ５１が１スリット分だけ回転すると、１／１４４０インチだけ印刷用紙１０が搬送されるように構成されている。なお、スリット間隔および搬送ピッチは、これには限られず、種々設定することが可能である。

図２は、図１に示す光学センサ１１３およびスケール１１４の詳細な構成例を示す図である。この図に示すように、光学センサ１１３は、４つの受光部１１３ａ〜１１３ｄおよび発光部１１３ｅを有しており、受光部１１３ａ〜１１３ｄおよび発光部１１３ｅがスケール１１４の透過部１１４ａおよび遮断部１１４ｂが設けられた部分を挟んで対向する位置に配置されている。受光部１１３ａ〜１１３ｄは、例えば、フォトダイオード等によって構成され、スケール１１４の透過部１１４ａを透過した光を受光し、光の強度に応じたレベルを有する信号を生成して出力する。受光部１１３ａ〜１１３ｄは、スケール１１４の円周方向に沿って配置されており、透過部１１４ａおよび遮断部１１４ｂの周期に対してそれぞれ４５度ずれた位置に配置されている。なお、この図では、受光部１１３ａ〜１１３ｄが円周方向に沿って並んで配置されているが、それぞれの位相差が確保できれば、それぞれが円周上の離れた場所に配置されるようにしてもよい。

発光部１１３ｅは、例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等によって構成され、赤外線または可視光線を発生して、スケール１１４に照射する。

図３は、制御部１００の詳細な構成例を示す図である。この図に示すように、制御部１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０２、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０３、ＡＳＩＣ（Application Specified Integrated Circuit）１０４、ＤＣ（Direct Current）ユニット１０５、ＰＦモータドライバ１０７、ＣＲモータドライバ１０８、ヘッドドライバ１０９、不揮発性メモリ１１０、インターフェース１１２、光学センサ１１３、および、スケール１１４を有している。なお、制御部１００には、紙幅検出のためのＰＷ（Paper Width）センサ（不図示）、光学センサ４０、ギャップ検出センサ（不図示）、光学センサ３８、および、光学センサ１１３等が接続され、これらのセンサから入力された信号に基づいて、記録ヘッド３２、紙送りモータ５１、および、キャリッジモータ３６等を制御する。

ここで、初期設定回路としてのＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２や不揮発性メモリ１１０等に記憶されている制御プログラムを実行するための演算処理や、その他の必要な演算処理を行う。また、ＲＯＭ１０２には、印刷装置を制御するための制御プログラムおよび処理に必要なデータ等が記憶されている。また、ＡＳＩＣ１０４は、パラレルインターフェース回路を内蔵しており、インターフェース１１２を介してホストコンピュータ２００から供給される印刷信号を受け取ることができる。

ＲＡＭ１０３は、ＣＰＵ１０１が実行途中のプログラム／演算途中のデータ等を一時的に格納するメモリである。また、不揮発性メモリ１１０は、印刷装置の電源切断後も、保持の必要な各種データを記憶するためのメモリである。

また、ＤＣユニット１０５は、ＤＣモータであるキャリッジモータ３６、紙送りモータ５１の速度制御を行うための制御回路である。ＤＣユニット１０５は、ＣＰＵ１０１から送られてくる制御命令および光学センサ３８，１１４からの出力信号等に基づいて、紙送りモータ５１およびキャリッジモータ３６の速度制御を行うための各種演算を行い、その演算結果に基づいて、紙送りモータドライバ１０７およびキャリッジモータドライバ１０８へ、モータ制御信号を送信する。

ＰＦモータドライバ１０７は、ＤＣユニット１０５から供給されたモータ制御信号に応じて、紙送りモータ５１を駆動する駆動回路である。ＣＲモータドライバ１０８は、ＤＣユニット１０５から供給されたモータ制御信号に応じて、キャリッジモータ３６を駆動する駆動回路である。ヘッドドライバ１０９は、ＡＳＩＣ１０４から供給された印刷信号に応じて記録ヘッド３２に内蔵されているピエゾ素子を駆動し、印刷信号に対応したインク滴を発生して、印刷用紙１０に所望の画像を印刷する。

また、上述の制御部１００における各構成は、バス１００ａによって接続され、各構成の間でデータの授受を可能としている。

また、印刷装置は、インターフェース１１２を具備している。このインターフェース１１２を介して、ホストコンピュータ２００が接続されている。なお、このホストコンピュータ２００は、前述のように、ＨＤＤ２０１を具備しており、このＨＤＤ２０１には、印刷用紙１０の印刷に対応させて画像を加工するための画像加工プログラムが記憶されている。

図４は、ＤＣユニット１０５に内蔵され、光学センサ１１３からの信号に基づいて印刷用紙１０の位置情報を生成するための位置情報生成回路の詳細な構成例を示す図である。この図に示すように、位置情報生成回路は、回転方向判定回路１０５ａ，１０５ｂ、３２ビットカウンタ１０５ｃ、および、３３ビットカウンタ１０５ｄを主要な構成要素としている。

ここで、回転方向判定回路１０５ａは、図２に示す受光部１１３ａ，１１３ｂから出力されるエンコーダ信号を参照し、スケール１１４が正転方向（紙送り方向）に回転しているか、または、逆転方向（紙送り方向とは逆方向）に回転しているかを検出し、正転方向に回転している場合には受光部１１３ａ，１１３ｂからのエンコーダ信号のエッジ部分においてパルス信号が出力されるＡＢＵ信号（第１のカウント信号のひとつ）を出力し、逆転方向に回転している場合には受光部１１３ａ，１１３ｂからの信号のエッジ部分においてパルス信号が出力されるＡＢＤ信号（第１のカウント信号のひとつ）を出力する。回転方向判定回路１０５ｂは、図２に示す受光部１１３ｃ，１１３ｄから出力されるエンコーダ信号を参照し、スケール１１４が正転方向（紙送り方向）に回転しているか、または、逆転方向（紙送り方向とは逆方向）に回転しているかを検出し、正転方向に回転している場合には受光部１１３ｃ，１１３ｄからの信号のエッジ部分においてパルス信号が出力されるＣＤＵ信号（第２のカウント信号のひとつ）を出力し、逆転方向に回転している場合には受光部１１３ｃ，１１３ｄからの信号のエッジ部分においてパルス信号が出力されるＣＤＤ信号（第２のカウント信号のひとつ）を出力する。なお、回転方向判定回路１０５ａから出力されたＡＢＵ信号およびＡＢＤ信号は３２ビットカウンタ１０５ｃに供給される。また、回転方向判定回路１０５ｂから出力されたＣＤＵ信号およびＣＤＤ信号は３３ビットカウンタ１０５ｄに供給される。

第１のカウンタおよびロード回路としての３２ビットカウンタ１０５ｃは、３２ビット幅のレジスタを有しており、回転方向判定回路１０５ａから供給されるＡＢＵ信号またはＡＢＤ信号に含まれているパルスに応じて当該レジスタに格納されている値をカウントする動作を実行する。具体的には、ＡＢＵ信号が出力されている場合（スケール１１４が正転方向に回転している場合）には、ＡＢＵ信号のパルスの立ち上がりエッジに応じてレジスタのカウントアップ動作を実行し、ＡＢＤ信号が出力されている場合（スケール１１４が逆転方向に回転している場合）には、ＡＢＤ信号のパルスの立ち上がりエッジに応じてレジスタのカウントアップ動作を実行する。

３２ビットカウンタ１０５ｃには、アドレス信号、データ信号、ＣＥ（チップイネーブル）信号、および、ＷＲ（ライト）信号が供給されており、ＣＰＵ１０１はこれらの信号を用いることにより、３２ビットカウンタ１０５ｃに所定の値を初期設定することができる。

３２ビットカウンタ１０５ｃからは、データ信号、ｄＷＲ信号、ｄＡＢＵ信号およびｄＡＢＤ信号が出力されている。データ信号は、３２ビットカウンタ１０５ｃのカウント値に応じたデータ信号である。ｄＷＲ信号は３２ビットカウンタ１０５ｃに入力されたＷＲ信号が所定の時間だけ遅延された信号である。ｄＡＢＵ信号およびｄＡＢＤ信号は、３２ビットカウンタ１０５ｃに入力されたＡＢＵ信号およびＡＢＤ信号が所定の時間だけ遅延された信号である。

第２のカウンタとしての３３ビットカウンタ１０５ｄは、３３ビット幅のレジスタを有しており、紙送りローラ５０が正転している場合にはｄＡＢＵ信号のパルスに同期して３２ビットカウンタ１０５ｃのレジスタに格納されているカウント値を２倍してロードする。また、紙送りローラ５０が逆転している場合にはｄＡＢＤ信号のパルスに同期して３２ビットカウンタ１０５ｃのレジスタに格納されているカウント値を２倍してロードするとともに、ＬＳＢ（Least Significant Bit）を“１”の状態にする（すなわち、２倍して１を加算した値をロードする）。また、３３ビットカウンタ１０５ｄは、３２ビットカウンタ１０５ｃに対してＣＰＵ１０１から所定のデータが書き込まれた場合には、ｄＷＲ信号に同期して、３２ビットカウンタ１０５ｃに書き込まれたデータを、例えば、２倍してロードする。なお、３２ビットカウンタ１０５ｃの値を２倍してロードする方法としては、３２ビットデータのＭＳＢ（Most Significant Bit）が３３ビットカウンタ１０５ｄのＭＳＢにくるように１ビットだけ桁をシフトして格納することにより実現できる。

また、３３ビットカウンタ１０５ｄは、紙送りローラ５０が正転している場合には、３２ビットカウンタ１０５ｃからロードされたデータを、ＣＤＵ信号に同期して１ずつカウントアップする。また、紙送りローラ５０が逆転している場合には、３２ビットカウンタ１０５ｃからロードされたデータを、ＣＤＤ信号に同期して１ずつカウントダウンする。

３３ビットカウンタ１０５ｄのカウント値は、ＣＰＵ１０１によって読み出され、紙送りモータ５１を制御する際に参照される。

つぎに、本発明の実施の形態の動作について説明する。

ホストコンピュータ２００において、所定の画像を印刷する指示がなされると、ホストコンピュータ２００は、ＨＤＤ２０１に格納されている画像加工プログラムを起動し、印刷しようとする画像に対して、解像度変換処理、ハーフトーン処理、マイクロウィーブ処理等を施して印刷データを生成する。生成された印刷データは、インターフェース１１２を介して制御部１００に供給される。

制御部１００のＣＰＵ１０１は、ホストコンピュータ２００からの印刷データを受信し、印刷が指示されたことを認識する。ＣＰＵ１０１は、ＡＳＩＣ１０４を介してＤＣユニット１０５に制御信号を送り、キャリッジモータ３６および紙送りモータ５１の初期設定を行う。なお、初期設定の内容としては、例えば、制御用のパラメータ（例えば、ディケイモード）を設定し、インクリメンタル型のエンコーダの初期値を設定する。

紙送り制御の場合には、ＣＰＵ１０１がＣＥ信号およびアドレス信号によって３２ビットカウンタ１０５ｃを選択し、ＷＲ信号によって書き込みを指示しながらデータ信号を供給してカウンタの初期値を書き込む。初期値としては、紙送りローラ５０を正転させる場合には、例えば、“０”を書き込み、逆転させる場合には“ＦＦＦＦＦＦＦＦ”（１６進数）を書き込む。この結果、３２ビットカウンタ１０５ｃに内蔵されたレジスタには、初期値が格納される。

３２ビットカウンタ１０５ｃへの初期値の書き込みが終了すると、３２ビットカウンタ１０５ｃからは所定の時間遅延されたＷＲ信号としてのｄＷＲ信号が出力されるとともに、３２ビットカウンタ１０５ｃのレジスタに格納されている値がデータ信号として出力される。３３ビットカウンタ１０５ｄでは、ｄＷＲ信号の入力を受け、３２ビットカウンタ１０５ｃから出力されるデータのＭＳＢが、レジスタのＭＳＢにくるように格納する。３２ビットカウンタ１０５ｃから供給されるデータは３２ビットであり、３３ビットカウンタ１０５ｄのレジスタは３３ビットであるので、この処理により、３２ビットカウンタ１０５ｃから供給されたデータは、２倍されて３３ビットカウンタ１０５ｄのレジスタに格納される。具体的には、例えば、紙送りローラ５０が正転する場合であって、３２ビットカウンタ１０５ｃに格納されている初期値が“０”であるときは、３３ビットカウンタ１０５ｄには、“０”が格納される。なお、初期値が書き込まれた場合には、３２ビットカウンタ１０５ｃの値を２倍して、３３ビットカウンタ１０５ｄに書き込むようにしたが、２倍して１を加算して書き込むようにしてもよい。

初期設定が完了すると、ＣＰＵ１０１は、キャリッジモータ３６を制御して、キャリッジ３１を印刷開始位置まで移動させるとともに、紙送りモータ５１を制御して、印刷用紙１０を印刷開始位置（例えば、紙検出センサによって紙端が検出される位置）まで移動させる。

図５は、紙送りモータ５１が回転を開始した場合における各部の信号のタイミングを示すタイミング図である。なお、この図の例では、図面を簡略化するためにＡ相〜Ｄ相の信号は、一定周期の信号となっているが、実際には、回転を開始する場合は、紙送りモータ５１の回転数に応じて周期の長い信号から周期の短い信号に徐々に移行していく。また、Ａ相〜Ｄ相の信号のみならず、他の信号についても同様に紙送りモータ５１の回転数に応じて変化する。

図５（Ａ），（Ｂ）に示すＡ相およびＢ相のエンコーダ信号が回転方向判定回路１０５ａに入力されると、回転方向判定回路１０５ａは、Ａ相およびＢ相の位相関係から紙送りモータ５１の回転方向を判定する。具体的には、図６（Ａ）に示すように、紙送りモータ５１の正転時には、各エッジは、「Ａ相の立ち上がりにおいてＢ相がロー」、「Ｂが立ち上がりにおいてＡ相がハイ」、「Ａが立ち下がりにおいてＢ相がハイ」、「Ｂ相が立ち下がりにおいてＡ相がロー」状態となる。また、図６（Ｂ）に示すように、紙送りモータ５１の逆転時には、各エッジは、「Ｂ相の立ち上がりにおいてＡ相がロー」、「Ａが立ち上がりにおいてＢ相がハイ」、「Ｂが立ち下がりにおいてＡ相がハイ」、「Ａ相が立ち下がりにおいてＢ相がロー」状態となる。回転方向判定回路１０５ａは、Ａ相およびＢ相のエッジにおける各相の信号のレベルを参照することにより、紙送りモータ５１の回転方向を判定する。そして、正転している場合には、Ａ相およびＢ相のエッジに対応してパルス波形が出力される信号としてのＡＢＵ信号を出力する。また、逆転している場合には、Ａ相およびＢ相のエッジに対応してパルス波形が出力される信号としてのＡＢＤ信号を出力する。図５の例では、紙送りモータ５１は正転しているので、Ａ相、Ｂ相の立ち上がりおよび立ち下がりエッジにおいてパルス波形が出力される信号がＡＢＵ信号として出力され（図５（Ｅ）参照）、ＡＢＤ信号はローの状態を維持する（図５（Ｆ）参照）。

同様に、回転方向判定回路１０５ｂは、Ｃ相およびＤ相の信号に基づいて、回転方向を判定するとともに、正転している場合にはＣ相およびＤ相のエッジにおいてパルス波形が出力されるＣＤＵ信号を出力し、逆転している場合にはＣ相およびＤ相のエッジにおいてパルス波形が出力されるＣＤＤ信号を出力する。図５の例では、紙送りモータ５１は正転しているので、Ｃ相、Ｄ相の立ち上がりおよび立ち下がりエッジにおいてパルス波形が出力される信号がＣＤＵ信号として出力され（図５（Ｇ）参照）、ＣＤＤ信号はローの状態を維持する（図５（Ｈ）参照）。

回転方向判定回路１０５ａからＡＢＵ信号が入力されると、図５（Ｉ）に示すように、３２ビットカウンタ１０５ｃは、内蔵されているレジスタの値をパルスの入力に応じて“１”だけインクリメントする。なお、図には示していないが、紙送りモータ５１が逆転し、ＡＢＤ信号が出力されている場合には、内蔵されているレジスタの値をパルスの入力に応じて“１”だけデクリメントする。この結果、３２ビットカウンタ１０５ｃのカウント値は、Ａ相およびＢ相の信号の立ち下がりおよび立ち上がりエッジに応じてカウントアップまたはカウントダウンされる。

３２ビットカウンタ１０５ｃのカウント動作が行われると、３２ビットカウンタ１０５ｃからはカウント後のカウント値をデータ信号として出力するとともに、ＡＢＵ信号およびＡＢＤ信号を所定量だけ遅延した信号であるｄＡＢＵ信号およびｄＡＢＤ信号を出力する。３３ビットカウンタ１０５ｄでは、ｄＡＢＵ信号が出力されている場合には、データ信号を２倍して内部のレジスタに読み込む。また、ｄＡＢＤ信号が出力されている場合には、データ信号を２倍するとともに１を加算して内部のレジスタに読み込む。なお、正転と逆転の場合で、１を加算したりしなかったりするのは、正転と逆転が連続した場合に、カウント値の整合性がとれるようにするためであり、詳細については図８を参照して後述する。

図７は、３２ビットカウンタ１０５ｄから３３ビットカウンタ１０５ｄにデータが読み込まれる際の各部の信号波形のタイミングを示すタイミング図である。図７（Ａ）に示すように、３２ビットカウンタ１０５ｃにＡＢＵ信号のパルスが入力されると、図７（Ｂ）に示すように、パルスの立ち下がりのタイミング（カウントポイント）で、３２ビットカウンタ１０５ｃのカウント値が“０”から“１”にインクリメントされる。

３２ビットカウンタ１０５ｃは、ＡＢＵ信号（図７（Ａ）参照）を時間τ遅延して、ｄＡＢＵ信号（図７（Ｃ）参照）として出力する。３３ビットカウンタ１０５ｄは、ｄＡＢＵ信号のパルスを入力すると、パルスの立ち下がりのタイミングで、３２ビットカウンタ１０５ｃから出力されているデータを２倍して読み込む。図７の例では、３２ビットカウンタ１０５ｃのカウント値は、直前で“１”になっているので、３３ビットカウンタ１０５ｄには、“１”が２倍された値“２”がｄＡＢＵパルスの立ち下がりに同期して代入される。このように、ＡＢＵ信号を時間τ遅延したｄＡＢＵ信号を用いることにより、３２ビットカウンタ１０５ｃの値を確実に２倍して、３３ビットカウンタ１０５ｄに代入することができる。なお、３２ビットカウンタ１０５ｃにＡＢＤ信号が入力された場合には、カウント値が１デクリメントされる。そして、３３ビットカウンタ１０５ｄは、３２ビットカウンタ１０５ｃから時間τ遅延されて出力されるｄＡＢＤ信号に同期して、３２ビットカウンタ１０５ｃのカウント値（直前でデクリメントされた値）を２倍して１を加算して得られる値を読み込む。

３３ビットカウンタ１０５ｄは、ＡＢＵ信号に同期して３２ビットカウンタ１０５ｃから読み込まれたカウント値（２倍されたカウント値）を、ＣＤＵ信号のパルスに同期してカウントアップする。その結果、図７（Ｊ）に示すように、３３ビットカウンタ１０５ｄのカウント値は、図７（Ｉ）に示す３２ビットカウンタ１０５ｃのカウント値の２倍の頻度でインクリメントされる。なお、紙送りローラ５０が逆転している場合には、３３ビットカウンタのカウント値は、１ずつデクリメントされていく。

以上の動作により、３２ビットカウンタ１０５ｃに格納されている値は、スケール１１４に刻まれたパターン（透過部および遮断部により形成されるパターン）の１周期につき４カウントする動作を行い、３３ビットカウンタ１０５ｃに格納されている値は、スケール１１４に刻まれたパターンの１周期につき８カウントする動作を行う。ＣＰＵ１０１は、３３ビットカウンタ１０５ｄに格納されている値を読み出し、その値を参照して紙送りモータ５１を駆動する。

紙送りモータ５１を駆動する場合、モータの回転速度を目的速度まで上昇させる加速動作と、目的速度に到達した後に当該速度を保つ定速動作と、所定の位置で停止するための減速動作とを組み合わせて駆動される。したがって、紙送りモータ５１を制御して、印刷用紙１０を所定の位置まで紙送りする場合、ＣＰＵ１０１は、３３ビットカウンタ１０５ｄのカウント値が変化するのに要した時間を測定することにより、紙送りモータ５１の速度を検出し、当該速度が目的の速度に到達したか否かを判定し、到達していない場合には紙送りモータ５１に供給する電圧または電流を増加させることで、紙送りモータ５１を加速する。

そして、目的速度に到達した場合には、電圧または電流を一定の状態にし、定速動作に移行する。つぎに、一定時間が経過した場合、または、３３ビットカウンタ１０５ｄの値が所定の値になった場合には、紙送りモータ５１に供給する電圧または電流を減少させることで、紙送りモータ５１を減速する。つまり、ＣＰＵ１０１は、３３ビットカウンタ１０５ｄの値を参照し、目的位置まで印刷用紙１０が移動したか否かを判定し、移動していない場合には紙送りモータ５１の動作を継続し、目的の位置に到達した場合には動作を停止させ、例えば、ステッピングモータの場合にはホールド電流を流すことにより印刷用紙１０を一定の場所に保持させる。

以上のような一連の制御において、ＣＰＵ１０１は、３３ビットカウンタ１０５ｄのカウント値を参照することにより、紙送りモータ５１による紙送り量を検出し、検出結果に基づいて紙送りモータ５１を駆動する。ところで、紙送りモータ５１の回転数が高くなった場合には、Ａ相およびＢ相と、Ｃ相およびＤ相のエッジが接近してくるため、３２ビットカウンタ１０５ｃから３３ビットカウンタ１０５ｄに値がロードされてから、３３ビットカウンタ１０５ｄがインクリメントされるまでの時間が短くなってしまう。この結果、例えば、３３ビットカウンタ１０５ｄのインクリメントまたはデクリメントが実行されなくなる場合も想定される。しかしながら、本実施の形態では、Ａ相とＢ相は確実に判別できるように設定されていることから、回転数が高くなった場合でも３２ビットカウンタ１０５ｃは確実に動作し、また、カウント値は３３ビットカウンタ１０５ｄに確実に代入される。このことから、Ａ相およびＢ相と、Ｃ相およびＤ相のエッジが接近した場合でも、誤差は常にプラスマイナス１の範囲内となる。ここで、誤差が生じる場合は、紙送りモータ５１が高速で定速回転している場合（定速動作の場合）であり、その場合は検出精度を要求されないので、誤差を含んでいるＬＳＢについては参照しないでもよい。

一方、減速動作の場合には、印刷用紙１０を停止する位置を検出する必要があることから、検出精度を要求される。その場合、減速動作であるので、Ａ相およびＢ相と、Ｃ相およびＤ相のエッジは近接した状態ではないことから、３３ビットカウンタ１０５ｄは正確に動作する。このため、印刷用紙１０の位置を３３ビット精度で検出することができることから、位置精度の分解能を高めることができる。

以上をまとめると、本実施の形態では、エッジを確実に検出することができるＡ相およびＢ相を用いて、３２ビットカウンタ１０５ｃをカウントし、当該カウンタの値を２倍した値を３３ビットカウンタ１０５ｄに代入し、Ｃ相およびＤ相を用いて３３ビットカウンタ１０５ｄをカウントするようにした。このため、Ａ相およびＢ相と、Ｃ相およびＤ相のエッジは近接した状態ではない、例えば、減速動作時または停止時には３３ビット精度で位置情報を得ることができる。また、加速動作時および定速動作時には、３３ビットカウンタ１０５ｄのＬＳＢについては精度を保証できないが、スケール１１４に刻まれたパターンの１周期について８つの位置情報を得ることができるので、位置情報を得ることができる頻度を向上させることが可能になる。

なお、以上の実施の形態では、紙送りモータ５１を正転させる場合を例に挙げて説明したが、逆転させる場合でも本実施の形態は、位置情報を生成することができる。

図８は、紙送りモータ５１を正転させた後、一定期間逆転させ、さらに正転させた場合における各部の信号のタイミングを示すタイミング図である。

まず、正転している場合、Ａ相〜Ｄ相は図８（Ａ）〜（Ｄ）に示すようになり、回転方向判定回路１０５ａは、Ａ相およびＢ相の信号のエッジ位置において、ＡＢＵ信号としてパルスを出力する（図８（Ｅ）参照）。また、回転方向判定回路１０５ｂは、Ｃ相およびＤ相の信号のエッジ位置において、ＣＤＵ信号としてパルスを出力する（図８（Ｇ）参照）。このとき、ＡＢＤ信号およびＣＤＤ信号はローの状態を保持する（図８（Ｆ），（Ｈ）参照）。

３２ビットカウンタ１０５ｃは、回転方向判定回路１０５ａから供給されたＡＢＵ信号のパルスに同期して内部のレジスタに格納されているデータをインクリメントする。この結果、図８（Ｉ）に示すように、３２ビットカウンタ１０５ｃの値は０から１ずつ増加していく。

３３ビットカウンタ１０５ｄは、３２ビットカウンタ１０５ｃの値を２倍した値をＡＢＵ信号のパルスに応じてロードし、ＣＤＵ信号に応じて１ずつインクリメントすることから、図８（Ｊ）に示すように１ずつその値が増加するとともに、３２ビットカウンタ１０５ｃの２倍の頻度でその値が増加していく。

そして、時刻Ｔ１において、紙送りモータ５１が逆方向に回転を始めると、回転方向判定回路１０５ａは、Ａ相およびＢ相の信号のエッジ位置において、ＡＢＤ信号としてパルスを出力する（図８（Ｅ）参照）。また、回転方向判定回路１０５ｂは、Ｃ相およびＤ相の信号のエッジ位置において、ＣＤＤ信号としてパルスを出力する（図８（Ｇ）参照）。このとき、ＡＢＵ信号およびＣＤＵ信号はローの状態を保持する（図８（Ｆ），（Ｈ）参照）。

紙送りモータ５１が逆転している状態では、Ａ〜Ｄ相の位相関係が逆転した状態となるので、ＡＢＤ信号とＣＤＤ信号の位相関係も反転する。そして、逆転開始後に最初のＣＤＤ信号のパルスが３３ビットカウンタ１０５ｄに入力されると、３３ビットカウンタ１０５ｄは、カウンタの値を１だけデクリメントする。直前の値は、１７であることから、デクリメント動作によって３３ビットカウンタ１０５ｄの値は１６になる。

つぎに、ＡＢＤ信号のパルスが入力されると、３２ビットカウンタ１０５ｃは、カウント値を１だけデクリメントする。直前のカウント値は８であることから、デクリメント動作によってカウント値は７となる。３２ビットカウンタ１０５ｃのデクリメント動作が完了すると、３３ビットカウンタ１０５ｄには、３２ビットカウンタ１０５ｄのカウント値を２倍して１を加算した値がロードされる。このとき、３２ビットカウンタ１０５ｃのカウント値は、７であるので、３３ビットカウンタ１０５ｄには１５（＝７×２＋１）が代入される。

つづいて、ＣＤＤ信号のパルスが入力されると、３３ビットカウンタ１０５ｄは、カウント値を１だけデクリメントするので、その値は１４になる。

つづいて、ＡＢＤ信号のパルスが入力されると、３２ビットカウンタ１０５ｃは、カウンタ値を１だけデクリメントするので、カウント値は６となり、３３ビットカウンタ１０５ｄには、３２ビットカウンタ１０５ｃの値を２倍して１を加えて値が格納されることから、１３（＝６×２＋１）が格納される。

つづいて、時刻Ｔ２において、紙送りモータ５１が正転に転じると、ＡＢＵ信号のパルスが入力され、３２ビットカウンタ１０５ｃのカウント値が１だけインクリメントされ、７となる。また、３３ビットカウンタ１０５ｄには３２ビットカウンタ１０５ｃのカウント値が２倍された値が格納されることから、１４が格納される。そして、ＣＤＵ信号のパルスが入力されると、３３ビットカウンタ１０５ｄの値が１だけインクリメントされるので１５となる。そして、同様の動作が繰り返される。

以上に説明したように、本発明の実施の形態では、紙送りモータ５１が正転している場合には、３２ビットカウンタ１０５ｃのカウント値を２倍して３３ビットカウンタ１０５ｄに格納し、逆転している場合には３２ビットカウンタ１０５ｃのカウント値を２倍して１を加えた値を３３ビットカウンタ１０５ｄに格納するようにしたので、正転および反転を繰り返した場合であっても、３２ビットカウンタ１０５ｃおよび３３ビットカウンタ１０５ｄのカウント値の整合性を保つことが可能になる。

なお、以上の実施の形態は、一例であって、これ以外にも種々の変形実施態様が存在する。例えば、以上の実施の形態では、３２ビットカウンタ１０５ｃはＡ相、Ｂ相の２種類の信号に基づいてカウントし、３３ビットカウンタ１０５ｄはＣ相、Ｄ相の２種類の信号に基づいてカウントするようにしたが、例えば、それ以外の種類の信号の組み合わせによってカウントを行うようにしてもよい。具体的には、３２ビットカウンタ１０５ｃは、ｎ（ｎ≧１）種類のエンコーダ信号に基づいてカウント動作を行い、３３ビットカウンタ１０５ｄは、ｍ（ｍ≧１）種類のエンコーダ信号に基づいてカウント動作を行い、３２ビットカウンタ１０５ｃのカウント値が変化した場合には、当該カウント値を（ｍ／ｎ＋１）倍して、３３ビットカウンタ１０５ｄにロードするようにしてもよい。その場合、紙送りモータ５１が正転している場合には、カウント値を（ｍ／ｎ＋１）倍して３３ビットカウンタ１０５ｄにロードし、逆転した場合には、当該カウント値を（ｍ／ｎ＋１）倍するとともに、ｍ／ｎを加えた値を３３ビットカウンタ１０５ｄにロードするようにすればよい。

また、エンコーダ信号の相に注目するのではなく、３２ビットカウンタ１０５ｃと３３ビットカウンタ１０５ｄに入力されるＡＢＵ信号、ＡＢＤ信号、ＣＤＵ信号、および、ＣＤＤ信号に注目した場合にはつぎのようになる。すなわち、３２ビットカウンタ１０５ｃは、エンコーダから出力されたエンコーダ信号に応じて生成された第１のカウント信号に基づいてカウント動作を行い、３３ビットカウンタ１０５ｄは、エンコーダから出力されたエンコーダ信号に応じて生成され、第１のカウント信号の１周期中にｎ個（図４の例ではｎ＝１）のカウントポイントを有する第２のカウント信号に基づいてカウント動作を行い、３２ビットカウンタ１０５ｃのカウント値が変化した場合に、当該カウント値を（ｎ＋１）倍して、３３ビットカウンタ１０５ｄのカウンタにロードする。その場合、紙送りモータ５１が正転している場合には、カウント値を（ｎ＋１）倍して３３ビットカウンタ１０５ｄにロードし、逆転した場合には、当該カウント値を（ｎ＋１）倍するとともに、ｎを加えた値を３３ビットカウンタ１０５ｄにロードするようにすればよい。そして、ｎとしては任意の自然数を選択することができる。

また、以上の実施の形態では、３２ビットカウンタ１０５ｃと３３ビットカウンタ１０５ｄを組み合わせて使用するようにしたが、例えば、これ以外のビット数のカウンタを組み合わせて使用することも可能である。

また、以上の実施の形態では、３３ビットカウンタ１０５ｄからカウント値を読み出す場合には全てのビットを読み出して、回転数に応じてＬＳＢを取捨選択するようにしたが、例えば、ＣＰＵ１０１のデータバス幅が３２ビットの場合には、ＭＳＢを含む３２ビット幅の第１の窓と、ＬＳＢを含む３２ビット幅の第２の窓とを設け、高速で回転している場合には第１の窓のみを利用して３２ビットデータを読み出し、低速回転している場合には第１の窓と第２の窓の双方を用いて３３ビットデータを読み出すようにしてもよい。

また、以上の実施の形態では、紙送りローラ５０に取り付けられたロータリーエンコーダの出力信号に基づいて位置情報を生成するようにしたが、例えば、キャリッジ３１に設けられたリニアエンコーダに基づいて位置情報を生成するようにしてもよい。

また、以上の各実施の形態では、印刷装置はホストコンピュータ２００に接続され、当該ホストコンピュータ２００から印刷データを受信するようにした。しかしながら、例えば、画像の記憶手段、画像の編集手段、および、印刷データの生成手段等を有し、ホストコンピュータ２００を接続しなくても印刷処理が可能ないわゆるスタンドアローンタイプの印刷装置に本発明を適用することも可能である。また、プリンタ（印刷装置）、スキャナ、ファクシミリ、および、コピー機が一体となったディジタル複合機に対しても本発明を適用可能である。

また、以上の実施の形態では、位置情報生成装置を印刷装置に実装した場合について説明したが、印刷装置以外にも、例えば、ＦＡ機器、計測機器、ＯＡ機器、医療機器、および、航空機器等に使用することが可能である。

本発明の実施の形態に係る印刷装置の概略構成例を示す図である。 図１に示す光学センサおよびスケールの詳細な構成例を示す図である。 図１に示す実施の形態の制御系の構成例を示す図である。 図３に示すＤＣユニットに内蔵される位置情報生成装置の構成例である。 図４に示す位置情報生成装置の動作を説明するためのタイミング図である。 正転時および逆転時のＡ相とＢ相の信号の位相の関係を示す図である。 ３２ビットカウンタと３３ビットカウンタの動作を示す図である。 エンコーダが正転、逆転を連続した場合のタイミング図である。

符号の説明

１０１ ＣＰＵ（初期設定回路），１０５ｃ ３２ビットカウンタ（第１のカウンタ、ロード回路），１０５ｄ ３３ビットカウンタ（第２のカウンタ）

Claims (9)

1. エンコーダから出力されたエンコーダ信号に応じて生成された第１のカウント信号に基づいてカウント動作を行う第１のカウンタと、
   上記エンコーダから出力されたエンコーダ信号に応じて生成され、上記第１のカウント信号の１周期中にｎ個のカウントポイントを有する第２のカウント信号に基づいてカウント動作を行う第２のカウンタと、
   上記第１のカウンタのカウント値が変化した場合に、当該カウント値を（ｎ＋１）倍して、上記第２のカウンタにロードするロード回路と、
   を有することを特徴とする位置情報生成装置。
2. 前記ロード回路は、前記エンコーダによって検出される対象物が所定の方向に変位する場合には、当該カウント値を（ｎ＋１）倍して前記第２のカウンタにロードし、これとは異なる方向に変位した場合には、当該カウント値を（ｎ＋１）倍するとともに、ｎを加えた値を前記第２のカウンタにロードすることを特徴とする請求項１記載の位置情報生成装置。
3. エンコーダから出力されたそれぞれ位相が異なるｎ（ｎ≧１）種類のエンコーダ信号に基づいてカウント動作を行う第１のカウンタと、
   上記ｎ種類のエンコーダ信号とはそれぞれ位相が異なるｍ（ｍ≧１）種類のエンコーダ信号に基づいてカウント動作を行う第２のカウンタと、
   上記第１のカウンタのカウント値が変化した場合に、当該カウント値を（ｍ／ｎ＋１）倍して、上記第２のカウンタにロードするロード回路と、
   を有することを特徴とする位置情報生成装置。
4. 前記ロード回路は、前記エンコーダによって検出される対象物が所定の方向に変位する場合には、当該カウント値を（ｍ／ｎ＋１）倍して前記第２のカウンタにロードし、これとは異なる方向に変位した場合には、当該カウント値を（ｍ／ｎ＋１）倍するとともに、ｍ／ｎを加えた値を前記第２のカウンタにロードすることを特徴とする請求項３記載の位置情報生成装置。
5. 前記第１のカウンタに対して初期値を設定する初期設定回路をさらに有することを特徴とする請求項１または３記載の位置情報生成装置。
6. 前記第２のカウンタは、対象物の移動速度または回転速度が低い場合には、カウント値の全てのビットのデータを位置情報として出力し、対象物の移動速度または回転速度が高い場合には、カウント値の下位の所定数のビットを除いた残りのビットを位置情報として出力する、
   ことを特徴とする請求項１または３記載の位置情報生成装置。
7. 請求項１〜６のいずれかに記載の位置情報生成装置を有することを特徴とする印刷装置。
8. エンコーダから出力されたエンコーダ信号に応じて生成された第１のカウント信号に基づいて第１のカウント動作を行い、
   上記エンコーダから出力されたエンコーダ信号に応じて生成され、上記第１のカウント信号の１周期中にｎ個のカウントポイントを有する第２のカウント信号に基づいて第２のカウント動作を行い、
   上記第１のカウンタ動作においてカウント値が変化した場合に、当該カウント値を（ｎ＋１）倍して、上記第２のカウンタ動作のカウンタ値としてロードする、
   ことを特徴とする位置情報生成方法。
9. エンコーダから出力されたそれぞれ位相が異なるｎ（ｎ≧１）種類のエンコーダ信号に基づいて第１のカウント動作を行い、
   上記ｎ種類のエンコーダ信号とはそれぞれ位相が異なるｍ（ｍ≧１）種類のエンコーダ信号に基づいて第２のカウント動作を行い、
   上記第１のカウンタ動作においてカウント値が変化した場合に、当該カウント値を（ｍ／ｎ＋１）倍して、上記第２のカウント動作のカウント値としてロードする、
   ことを特徴とする位置情報生成方法。

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