JP2007278831A

JP2007278831A - 光学式ロータリエンコーダの異物付着検出方法及びプリンタ

Info

Publication number: JP2007278831A
Application number: JP2006105275A
Authority: JP
Inventors: Akihiko Noguchi; 昭彦野口; Tomoyuki Oi; 智之大井
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2006-04-06
Filing date: 2006-04-06
Publication date: 2007-10-25
Anticipated expiration: 2026-04-06
Also published as: JP4983076B2

Abstract

【課題】光学式ロータリエンコーダに製造工程で異物が付着した場合に、これを検査工程で確実に検出する。
【解決手段】光学式ロータリエンコーダを装着した装置に対して異物検出開始コマンドを与え（１０１）、異物検出開始コマンドの検出により光学式ロータリエンコーダを駆動するモータの駆動を開始し（１０２）、モータが定速度にまで駆動されると（１０３、１０４）、光学式ロータリエンコーダから読み取られるセンサ周期を計測し、センサ周期の計測値が所定の正常値域外であった場合に前記光学式ロータリエンコーダに異物が付着したと判定する（１０５、１０６）。外部から異物検出結果読み取りコマンドを受信すると、光学式ロータリエンコーダへの異物付着有無の判定結果を外部に送信する。
【選択図】図１

Description

本発明は紙送りローラに装着される光学式ロータリエンコーダの異物付着検出技術に関する。

ロータリエンコーダはモータの回転数や角度検出を行うためのセンサとして利用されている。特に、光学式ロータリエンコーダは検出器自身が非接触であることで、センサ部分の駆動力が小さくて済み、構造的に単純で製造や保守が容易であることなどの利点があり、プリンタの紙送りモータなどの位置制御に使用されている（例えば、特許文献１）。

図６はプリンタの紙送りモータの位置制御を行う光学式ロータリエンコーダの構造を説明する図である。図６において、６０１は円盤状のロータリエンコーダ、６０２は紙送りローラ、６０３は紙送りローラに装着されたギア、６０４はＬＥＤ部、６０５は受光部である。ロータリエンコーダ６０１は紙送りローラ６０２に装着され、紙送りローラ６０２とともにギア６０３を介して図示しないモータにより駆動される。なお、ロータリエンコーダ６０１には、スリット状の開口部が一定のピッチで円周に沿って形成されている。ＬＥＤ部６０４は平行光線を生成し、ロータリエンコーダを透過した光が受光部６０５で電気信号に変換される。受光部６０５で変換された電気信号はセンサ周期のパルス列となる。このセンサ周期の信号を用いて紙送りモータの位置制御が行われる。
特開２００５−１１１７１２号公報

ところで、紙送りモータの位置制御を行うロータリエンコーダに製造工程で油等の異物が付着することがある。図７はロータリエンコーダに油等の異物が付着した状態を示す図である。図７において、７０１はロータリエンコーダであり、その円周部の拡大図において、７０２は円周に沿って形成されたスリット状の開口部、７０３は開口部に付着した異物である。このような状態で印刷の紙送りを行うと、ＬＥＤ部からの光が開口部に付着した異物７０３で遮られることにより受光部から正確な位置情報が読み取れず、通常の駆動量では紙送り量が不足する。その結果、意図した紙送りができず、白スジ印字や用紙送り方向の印字ムラなど、駆動制御不能に因るさまざまなエラーが発生する。

本発明は、光学式ロータリエンコーダに製造工程で異物が付着した場合に、これを検査工程で確実に検出することを目的とする。

本発明の光学式ロータリエンコーダの異物付着検出方法は、光学式ロータリエンコーダを駆動するモータを定速度に駆動し、前記光学式ロータリエンコーダから読み取られるセンサ周期を計測し、前記センサ周期の計測値が正常値域外であった場合に前記光学式ロータリエンコーダの異物付着を判定する。また、本発明のプリンタは、用紙の紙送りを行う紙送りローラに装着される光学式ロータリエンコーダから読み取られるセンサ周期の信号を用いて紙送り制御を行うプリンタであって、前記光学式ロータリエンコーダを駆動するモータを定速度に駆動する駆動手段と、前記光学式ロータリエンコーダから読み取られるセンサ周期を計測する計測手段と、前記センサ周期の計測値が正常値域外であった場合に前記光学式ロータリエンコーダの異物付着を判定する判定手段とを備える。

光学式ロータリエンコーダのスリットの中にスリット幅よりも小さい異物が付着したときはロータリエンコーダの１スリット周期の計測値が正常値域より小さくなり、スリットに異物が完全に覆い被さり周期が２周期分以上の長さになったときは正常値域より大きくなる。このため、定速度で回転させた光学式ロータリエンコーダのセンサ周期を計測することで光学式ロータリエンコーダの異物付着を検出することができる。

本発明において、前記センサ周期の正常な周期より短い周期で前記センサ周期の計測値を観測することが好ましい。この構成によれば、タイマー周期をセンサ周期の正常な周期より短い周期に設定し、タイマー割り込みのタイミングでセンサ周期の計測値を観測することができるため、光学式ロータリエンコーダに異物が付着した場合に、これを簡易な方法で検出することができる。

本発明において、前記光学式ロータリエンコーダを装着した装置に対して発行される異物検出開始コマンドを検出して前記光学式ロータリエンコーダを駆動するモータを定速度に駆動し、前記光学式ロータリエンコーダを装着した装置に対して発行される異物検出結果読み取りコマンドを検出して前記光学式ロータリエンコーダの異物付着の判定結果を出力する。この構成によれば、上記コマンドの発行により、異物検出を行うことができるため、検査工程に容易に組み込むことができる。

本発明によれば、光学式ロータリエンコーダに異物が付着した場合に、これを確実に検出することができるため、白スジ印刷や印字ムラなど駆動制御不能に因るさまざまなエラーの発生を未然に防ぐことができる。

図１は本発明の一実施の形態に係る、プリンタの紙送りモータの位置制御を行う光学式ロータリエンコーダの異物付着検出方法を示すフローチャートである。ステップ１０１でプリンタがホストから異物検出開始コマンドを受信することにより異物付着検出の処理を開始する。ステップ１０２でプリンタは紙送りモータの駆動を開始する。紙送りモータの駆動を開始するとモータは加速区間を経て定速に達する。ステップ１０３でモータが加速し終わるのを待つ。例えば加速区間相当の時間を計測することにより、加速区間が終了したことを判定する。ステップ１０４では異物検出区間開始の判定を行うために、ロータリエンコーダの回転数が安定する区間に入るのを待つ。

図２は駆動時間の経過に対するロータリエンコーダの回転速度の変化を示す図である。加速区間における急激な加速により回転速度が上昇した後、しばらくして回転数が所定の範囲に安定する定速区間に入る。例えば回転数が安定する十分な時間を計測することにより、定速区間に入ったことを判定する。

プリンタにおいては、ロータリエンコーダの１スリット周期が常時計測されている。図３はロータリエンコーダに異物が付着した場合に観測される回転速度（１スリット周期の逆数）の変化を示す図である。ＬＥＤ部からの光が開口部に付着した異物で遮られると、スリット周期は正常範囲を超えて変化する。異物検出区間が開始されるとステップ１０５でタイマー割込みを待つ。このタイマー割込みにより一定周期のタイミングでロータリエンコーダの１スリット周期の計測値を調べることで異物付着検出処理を行う。

ロータリエンコーダの全スリットの異物を検出するために、タイマー割込み周期は、定速時の１スリット周期より短く設定されている。スリットの中にスリット幅よりも小さい異物が付着したときはロータリエンコーダの１スリット周期の計測値が正常範囲より小さくなり、スリットに異物が完全に覆い被さり周期が２周期分以上になったときは正常範囲より大きくなる。これをステップ１０６で検出したときにエラーとすることでエンコーダの異物付着を検出する。

図４はプリンタのセンサ部とコントローラＡＳＩＣの構成例を示す図である。図４において、４０１はロータリエンコーダ、４０２はＬＥＤ部と受光部からなるセンサ部、４０３はモータコントロールユニット４０４とＣＰＵ４０５からなるコントローラＡＳＩＣである。センサ部４０２の出力はモータコントロールユニット４０４に入力され、ＣＰＵ４０５は外部のホストと接続される。

図５は本発明の光学式ロータリエンコーダの異物付着検出方法を説明するタイミング図である。５０１はセンサ部４０２の出力のエンコーダパルス、５０２は１スリット周期の計測値を記憶する記憶領域、５０３はタイマー割込み周期βを示している。タイマー割込み周期βはモータが定速に達したときの１スリット周期αより小さく設定される。

モータコントロールユニット４０４はエンコーダパルス５０１の１周期の時間（α１、α２、α３、α４）を計測し、その計測値を記憶領域５０２に記録する。その際に記憶領域５０２に最新の計測値が上書きされる。モータコントロールユニット４０４がエンコーダパルス５０１で１周期と見なすのはエッジ０を検出したときである。

ＣＰＵ４０５の制御プログラムはタイマー割込み周期５０３で記憶デバイス５０２に記録されたエンコーダパルス５０１の１周期の計測値を読み込む。読み込んだ計測値が正常範囲内であれば「異物検出なし」とし、正常範囲外であれば「異物検出あり」とする。エンコーダが１周する間に１度も「異物検出あり」を検出しなければ検出結果は「異常なし」となり、１度でも「異物検出あり」を検出した場合は検出結果は「異常」となる。

異物検出区間（異物検出開始からエンコーダ１周分の時間）を過ぎたらステップ１０７で異物検出区間を終了し、ステップ１０８でモータを減速し、停止する。ステップ１０９で異物付着検出の処理を終了し、異物検出結果はコントローラＡＳＩＣ４０３の内部に保存される。

プリンタはホストから異物検出結果読み取りコマンドを検出すると、コントローラＡＳＩＣ４０３の内部に保存された上記異物付着検出の処理による検出結果をホストへの回答として送信する。異物付着検出の処理機能をプリンタに組み込むことにより、ホストからプリンタにコマンドを発行することで、光学式ロータリエンコーダに製造工程で付着した異物を確実かつ容易に検出することが可能になる。

本発明の一実施の形態に係る光学式ロータリエンコーダの異物付着検出方法を示すフローチャート。駆動時間の経過に対するロータリエンコーダの回転速度の変化を示す図。ロータリエンコーダに異物が付着した場合に観測される回転速度の変化を示す図。プリンタのセンサ部とコントローラＡＳＩＣの構成例を示す図。本発明の一実施の形態に係る光学式ロータリエンコーダの異物付着検出方法を説明するタイミング図。プリンタの紙送りモータの位置制御を行う光学式ロータリエンコーダの構造を説明する図。ロータリエンコーダに油等の異物が付着した状態を示す図。

符号の説明

１０１制御開始コマンド受信
１０２モータ駆動開始
１０３加速区間終了確認
１０４異物検出区間開始確認
１０５タイマー割込み待ち
１０６異物付着検出処理
１０７異物検出区間終了確認
１０８モータ減速停止
１０９異物付着検出の処理終了
４０１ロータリエンコーダ
４０２ＬＥＤ部と受光部からなるセンサ部
４０３コントローラＡＳＩＣ
４０４モータコントロールユニット
４０５ＣＰＵ
５０１エンコーダパルス
５０２１スリット周期の計測値を記憶する記憶領域
５０３タイマー割込み周期
６０１ロータリエンコーダ
６０２紙送りローラ
６０３紙送りローラに装着されたギア
６０４ＬＥＤ部
６０５受光部
７０１ロータリエンコーダ
７０２スリット状の開口部
７０３開口部に付着した異物

Claims

光学式ロータリエンコーダを駆動するモータを定速度に駆動し、前記光学式ロータリエンコーダから読み取られるセンサ周期を計測し、前記センサ周期の計測値が正常値域外であった場合に前記光学式ロータリエンコーダの異物付着を判定する光学式ロータリエンコーダの異物付着検出方法。
前記センサ周期の正常な周期より短い周期で前記センサ周期の計測値を観測する請求項１記載の光学式ロータリエンコーダの異物付着検出方法。
前記光学式ロータリエンコーダを装着した装置に対して発行される異物検出開始コマンドを検出して前記光学式ロータリエンコーダを駆動するモータを定速度に駆動し、前記光学式ロータリエンコーダを装着した装置に対して発行される異物検出結果読み取りコマンドを検出して前記光学式ロータリエンコーダの異物付着の判定結果を出力する請求項１または２記載の光学式ロータリエンコーダの異物付着検出方法。
用紙の紙送りを行う紙送りローラに装着される光学式ロータリエンコーダから読み取られるセンサ周期の信号を用いて紙送り制御を行うプリンタであって、
前記光学式ロータリエンコーダを駆動するモータを定速度に駆動する駆動手段と、
前記光学式ロータリエンコーダから読み取られるセンサ周期を計測する計測手段と、
前記センサ周期の計測値が正常値域外であった場合に前記光学式ロータリエンコーダの異物付着を判定する判定手段とを備えるプリンタ。
前記計測手段は、前記センサ周期の正常な周期より短い周期で前記センサ周期の計測値を観測する請求項４記載のプリンタ。
異物検出開始コマンド及び異物検出結果読み取りコマンドを検出する手段と、
前記異物検出開始コマンドの検出により前記光学式ロータリエンコーダを駆動するモータを定速度に駆動させ、前記異物検出結果読み取りコマンドの検出により前記光学式ロータリエンコーダの異物付着の判定結果を出力させる制御手段とを備える請求項４又は５記載のプリンタ。