JP2011056791A - Printer, position detector, and signal selection method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、プリンター、位置検出装置および信号選択方法に関する。 The present invention relates to a printer, a position detection device, and a signal selection method.
インクジェット式のプリンターにおいては、モーターによって、キャリッジおよび印刷媒体が移動させられる。この移動に際して、位置制御および速度制御を行うために、一般にエンコーダーが用いられている(たとえば、特許文献1参照)。エンコーダーは、フォトセンサーとスケールとを備えている。これらのうち、フォトセンサーは、発光素子と受光素子とを備えている。また、スケールは、発光素子で発せられる光を透過する透光部と、発光素子で発せられる光を遮る遮光部とを有していて、これら透光部と遮光部とが一定ピッチで繰り返されている。 In an ink jet printer, a carriage and a print medium are moved by a motor. In this movement, an encoder is generally used to perform position control and speed control (see, for example, Patent Document 1). The encoder includes a photo sensor and a scale. Among these, the photosensor includes a light emitting element and a light receiving element. The scale also has a light-transmitting portion that transmits light emitted from the light-emitting element and a light-shielding portion that blocks light emitted from the light-emitting element, and the light-transmitting portion and the light-shielding portion are repeated at a constant pitch. ing.
特許文献1には、直線状のリニアースケールと、発光素子と受光素子とによってリニアースケールを挟み込むように配置されたフォトセンサーとから構成されるリニアーエンコーダーが開示されている。この特許文献1に記載されたリニアーエンコーダーでは、フォトセンサーが、発光素子から出射された光を平行光にするコリメーターレンズを備え、リニアースケールの透光部を通過した平行光が受光素子で検知されている。また、このリニアーエンコーダーでは、リニアースケールの透光部の幅と遮光部の幅とが等しく形成されている。
ところで、上述の特許文献1に記載されているようなエンコーダーにおいては、A相か、またはB相のいずれかの信号のみが、計算回路に固定的に取り込まれて、矩形状のエンコーダー信号(検出信号)を得てモーターの制御が為されている。この構成では、A相とB相の2つの出力を得るために、2ch以上の受光回路が存在している。ここで、この受光回路における誤差、およびエンコーダー等の光学系の誤差等が存在するため、A相とB相の2つの出力は、均一なものとはなっていない。
By the way, in the encoder as described in
また、プリンターを使用するにつれて、上記の光学系には劣化が生じるため、A相とB相の2つの出力において、基準となる周期に対する誤差(変動率)が大きくなる。 Further, as the printer is used, the above-described optical system is deteriorated, so that an error (variation rate) with respect to a reference period increases in the two outputs of the A phase and the B phase.
本発明は上記の事情にもとづきなされたもので、その目的とするところは、受光部からの検出信号の誤差を低減可能なプリンター、位置検出装置および信号選択方法を提供しよう、とするものである。 The present invention has been made based on the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a printer, a position detection device, and a signal selection method capable of reducing an error of a detection signal from a light receiving unit. .
上記課題を解決するために、本発明のプリンターの第1の側面は、光を発する発光部と、発光部からの光を透過する透光部および発光部からの光を遮断する遮光部が少なくとも交互に形成されているスケールと、スケールを挟んで発光部とは反対側に位置すると共に、被駆動物の駆動に応じて生成される透光部を透過した周期的な特徴を有する光に基づき、位相が異なる少なくとも2つの検出信号を出力する受光部と、少なくとも2つの検出信号が入力されると共に、これらのうちからいずれかの検出信号を選択して出力する制御を行う信号選択出力手段と、信号選択出力手段から出力される検出信号に基づいて、インクを印刷媒体に向けて噴射する印刷ヘッドからのインクの噴射のタイミングを指示するためのタイミング信号を生成するタイミング信号生成手段と、を具備し、信号選択出力手段は、被駆動物が一定速度で駆動させられる状態において、それぞれの検出信号を比較し、そのうち最も基準となる検出信号に近いものを選択して出力するものである。 In order to solve the above problems, a first aspect of the printer of the present invention includes at least a light emitting unit that emits light, a light transmitting unit that transmits light from the light emitting unit, and a light shielding unit that blocks light from the light emitting unit. Based on alternating scales and light that is located on the opposite side of the light-emitting part across the scale and that has a periodic characteristic that is transmitted through a light-transmitting part that is generated in response to driving of the driven object A light receiving unit that outputs at least two detection signals having different phases; and a signal selection output unit that performs control to select and output one of the detection signals from among the two detection signals. And generating a timing signal for instructing the timing of ink ejection from the print head that ejects ink toward the print medium based on the detection signal output from the signal selection output means. And a signal selection output means that compares the detection signals in a state where the driven object is driven at a constant speed, and selects the detection signal closest to the reference signal. Output.
このように構成する場合には、信号選択出力手段には、少なくとも2つの検出信号が入力されるものの、それぞれの検出信号を比較し、そのうち最も基準となる検出信号に近いものを選択して出力している。このため、選択されなかった検出信号を選択/出力する場合と比較して、基準となる検出信号に対する誤差を低減可能となる。また、信号選択出力手段によって選択/出力される検出信号に基づいて、タイミング信号生成手段によってタイミング信号を生成すると、選択されなかった検出信号に基づいてタイミング信号を生成する場合と比較して、インクの噴射のタイミングが、より適正なものへと近づけることが可能となる。そのため、インクの噴射によって印刷媒体に形成される印刷画像の画質を向上させることが可能となる。 In such a configuration, although at least two detection signals are input to the signal selection output means, the respective detection signals are compared, and the one closest to the reference detection signal is selected and output. is doing. For this reason, it is possible to reduce an error with respect to a reference detection signal as compared with the case of selecting / outputting a detection signal that has not been selected. Further, when the timing signal is generated by the timing signal generation unit based on the detection signal selected / output by the signal selection output unit, the ink is compared with the case where the timing signal is generated based on the detection signal not selected. This makes it possible to bring the injection timing closer to a more appropriate one. Therefore, it is possible to improve the image quality of the print image formed on the print medium by ejecting ink.
また、本発明の他の側面は、上述の発明において、検出信号の出力レベルは、所定の閾値を越えるHレベルと、所定の閾値を越えないLレベルとが存在すると共に、信号選択出力手段は、検出信号の基準となる基準周期に対して、それぞれの検出信号の周期のうち誤差が最も小さいものを選択して外部へ出力することが好ましい。 According to another aspect of the present invention, in the above-described invention, the output level of the detection signal includes an H level that exceeds a predetermined threshold and an L level that does not exceed the predetermined threshold, and the signal selection output means includes: It is preferable to select and output the detection signal having the smallest error among the detection signal periods to the reference period serving as the reference of the detection signal.
このように構成する場合には、選択されなかった検出信号を選択/出力する場合と比較して、基準となる検出信号に対する誤差を低減可能となる。それにより、各種の制御において、当該制御の正確性を向上させることが可能となる。 In the case of such a configuration, an error with respect to a reference detection signal can be reduced as compared with the case of selecting / outputting a detection signal that has not been selected. Thereby, in various controls, it becomes possible to improve the accuracy of the control.
また、本発明の他の側面は、上述の各発明において、被駆動物は印刷ヘッドが取り付けられているキャリッジであると共に、発光部および受光部は、キャリッジに取り付けられていて、キャリッジを駆動させる駆動力を与えるモーターと、信号選択出力手段から出力される検出信号に基づいて、モーターの駆動の制御を行うモーター制御手段と、を備えることが好ましい。 According to another aspect of the present invention, in each of the above-described inventions, the driven object is a carriage to which a print head is attached, and the light emitting unit and the light receiving unit are attached to the carriage to drive the carriage. It is preferable to include a motor that applies driving force, and motor control means that controls driving of the motor based on the detection signal output from the signal selection output means.
このように構成する場合には、信号選択出力手段から出力される検出信号に基づいて、キャリッジを駆動させるモーターの制御が為される。このため、キャリッジの速度制御において、速度変動を抑えることが可能となる。また、キャリッジの停止位置制御等の位置制御においても、その精度を向上させることが可能となる。また、速度変動を抑え、さらには位置制御の精度を向上させることにより、印刷媒体に形成される印刷画像の画質を向上させることが可能となる。 In such a configuration, the motor for driving the carriage is controlled based on the detection signal output from the signal selection output means. For this reason, it is possible to suppress speed fluctuations in the carriage speed control. In addition, the accuracy of position control such as carriage stop position control can be improved. In addition, it is possible to improve the image quality of a print image formed on a print medium by suppressing speed fluctuations and further improving the accuracy of position control.
さらに、本発明の他の側面は、上述の各発明において、累積的な経過時間、使用時間または印刷ヘッドで印刷を行った印刷媒体の枚数のうちのいずれかの指標値をカウントするカウント手段を具備すると共に、信号選択出力手段は、カウント手段における指標値が所定の判定閾値に到達した場合に、信号選択出力により、少なくとも2つの検出信号のうちからいずれかの検出信号を選択して出力する制御を行うことが好ましい。 Further, according to another aspect of the present invention, in each of the above-described inventions, there is provided counting means for counting any index value of cumulative elapsed time, usage time, or number of print media printed by the print head. The signal selection output means selects and outputs one of the at least two detection signals by the signal selection output when the index value in the counting means reaches a predetermined determination threshold value. It is preferable to perform control.
このように構成する場合には、プリンターを所定の期間だけ使用し、発光部および受光部の出力に変動が生じていることが考えられる状況において、カウント手段における指標値が所定の判定閾値に到達すると、信号選択出力手段により、いずれかの検出信号を選択して出力する制御が為される。そのため、プリンターの長期間の使用に伴い、何等かの原因(たとえば、スケールへのミストの付着、エンコーダーの劣化等)によって、いずれかの検出信号に変動が生じている場合であっても、基準となる検出信号に最も近い検出信号を選択して、出力させることが可能となる。それにより、発光部および受光部を有する位置検出装置またはエンコーダーの長寿命化を図ることが可能となる。 In such a configuration, the index value in the counting means reaches a predetermined determination threshold value in a situation where the printer is used only for a predetermined period and the outputs of the light emitting unit and the light receiving unit are considered to vary. Then, control for selecting and outputting one of the detection signals is performed by the signal selection output means. Therefore, even if the detection signal fluctuates due to some cause (for example, mist adhesion to the scale, encoder deterioration, etc.) due to long-term use of the printer, It is possible to select and output the detection signal closest to the detection signal to be. Thereby, it is possible to extend the life of the position detection device or encoder having the light emitting unit and the light receiving unit.
また、本発明の他の側面である位置検出装置は、光を発する発光部と、発光部からの光を透過する透光部および発光部からの光を遮断する遮光部が少なくとも交互に形成されているスケールと、スケールを挟んで発光部とは反対側に位置すると共に、被駆動物の駆動に応じて生成される透光部を透過した周期的な特徴を有する光に基づき、位相が異なる少なくとも2つの検出信号を出力する受光部と、少なくとも2つの検出信号が入力されると共に、これらのうちからいずれかの検出信号を選択して出力する制御を行う信号選択出力手段と、を具備し、信号選択出力手段は、被駆動物が一定速度で駆動させられる状態において、それぞれの検出信号を比較し、そのうち最も基準となる検出信号に近いものを選択して出力することが好ましい。 In the position detection device according to another aspect of the present invention, a light emitting unit that emits light, a light transmitting unit that transmits light from the light emitting unit, and a light shielding unit that blocks light from the light emitting unit are alternately formed. The phase is different on the basis of the light having a periodic characteristic that is located on the opposite side of the light emitting unit across the scale and the light transmitting unit that is generated according to the driving of the driven object A light receiving unit that outputs at least two detection signals; and at least two detection signals are input, and a signal selection output unit that performs control to select and output one of these detection signals. The signal selection output means preferably compares the detection signals in a state where the driven object is driven at a constant speed, and selects and outputs the one closest to the reference detection signal.
このように構成する場合には、信号選択出力手段には、少なくとも2つの検出信号が入力されるものの、それぞれの検出信号を比較し、そのうち最も基準となる検出信号に近いものを選択して出力している。このため、選択されなかった検出信号を選択/出力する場合と比較して、基準となる検出信号に対する誤差を低減可能となる。 In such a configuration, although at least two detection signals are input to the signal selection output means, the respective detection signals are compared, and the one closest to the reference detection signal is selected and output. is doing. For this reason, it is possible to reduce an error with respect to a reference detection signal as compared with the case of selecting / outputting a detection signal that has not been selected.
また、本発明の他の側面である信号選択方法は、発光部からの光を透過する透光部と光を遮断する遮光部が少なくとも交互に形成されているスケールの透光部を透過し、かつ被駆動物の駆動に応じて生成された周期的な特徴を有する光に基づき、位相が異なる少なくとも2つの検出信号を受光部から出力し、それらの検出信号のうちからいずれかの検出信号を選択する信号選択方法であって、被駆動物が一定速度で駆動させられる状態において、それぞれの検出信号を比較し、そのうち最も基準となる検出信号に近いものを選択して出力することが好ましい。 Further, in the signal selection method according to another aspect of the present invention, the light transmitting part that transmits light from the light emitting part and the light transmitting part of the scale in which the light shielding parts that block light are alternately formed are transmitted, And based on the light which has the periodic characteristic produced | generated according to the drive of the to-be-driven object, the at least 2 detection signal from which a phase differs is output from a light-receiving part, and any detection signal is output from those detection signals. In the signal selection method to be selected, in a state where the driven object is driven at a constant speed, it is preferable to compare the respective detection signals and select and output the one closest to the reference detection signal.
このように構成する場合には、それぞれの検出信号を比較し、そのうち最も基準となる検出信号に近いものを選択して出力している。このため、選択されなかった検出信号を選択/出力する場合と比較して、基準となる検出信号に対する誤差を低減可能となる。 When configured in this way, the respective detection signals are compared, and the one closest to the reference detection signal is selected and output. For this reason, it is possible to reduce an error with respect to a reference detection signal as compared with the case of selecting / outputting a detection signal that has not been selected.
以下、本発明の一実施の形態に係るプリンター10、このプリンター10が具備する位置検出装置および信号選択方法について、図1から図10に基づいて説明する。なお、本実施の形態のプリンター10は、インクジェット式のプリンターであるが、かかるインクジェット式のプリンターは、インクを噴射して印刷媒体に印刷可能な装置であれば、いかなる噴射方法を採用した装置でも良い。
Hereinafter, a
また、以下の説明においては、下方側とは、プリンター10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媒体Pが搬送される方向を副走査方向とする。また、印刷媒体Pが供給される側を給紙側(後端側)、印刷媒体Pが排出される側を排紙側(手前側)として説明する。
In the following description, the lower side refers to the side where the
図1に示すように、プリンター10は、筐体部20と、キャリッジ駆動機構30と、用紙搬送機構40と、リニアーエンコーダー50と、ロータリーエンコーダー80と、制御部100と、を主要な構成要素としている。
As shown in FIG. 1, the
これらのうち、筐体部20は、設置面に設置されるシャーシ21、このシャーシ21から上方に向かい立設されている支持フレーム22を具備している。また、キャリッジ駆動機構30は、キャリッジ31と、キャリッジモーター(CRモーター32)と、ベルト33と、歯車プーリー34、従動プーリー35およびキャリッジ軸36を備えている。これらのうち、キャリッジ31には、各色のインクカートリッジ37を搭載可能としている。また、図2に示すように、キャリッジ31の下面には、インク滴を噴射可能な印刷ヘッド38が設けられている。また、ベルト33は、無端ベルトであり、その一部がキャリッジ31の背面に固定されている。このベルト33は、歯車プーリー34と従動プーリー35とによって張設されている。
Among these, the housing | casing
上述の印刷ヘッド38には、各インクに対応づけられた不図示のノズル列が設けられていて、このノズル列を構成するノズルには、不図示のピエゾ素子が配置されている。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噴射させることが可能となっている。なお、印刷ヘッド38は、ピエゾ素子を用いたピエゾ駆動方式に限られず、例えばインクをヒーターで加熱し、発生する泡の力を利用するヒーター方式、磁歪素子を用いる磁歪方式、ミストを電界で制御するミスト方式等を採用しても良い。また、カートリッジ37に充填されるインクは、染料系インク/顔料系インク等、いずれの種類のインクを搭載しても良い。
The above-described
図3に示すように、用紙搬送機構40は、印刷媒体P等を搬送するためのPFモーター41(図2他参照)、および普通紙等の給紙に対応する給紙ローラー42を具備している。また、給紙ローラー42よりも排紙側には、印刷媒体Pを搬送/挟持するためのPFローラー対43が設けられている。また、PFローラー対43の排紙側には、プラテン44および上述の印刷ヘッド38が上下に対向する様に配設されている。プラテン44は、PFローラー対43によって印刷ヘッド38の下へ搬送されてくる印刷媒体Pを、下方側から支持する。また、プラテン44よりも排紙側には、上述のPFローラー対43と同様の、排紙ローラー対45が設けられている。この排紙ローラー対45のうち、排紙駆動ローラー45aには、PF駆動ローラー43aと共に、PFモーター41からの駆動力が伝達される。
As shown in FIG. 3, the
また、図2に示すように、リニアーエンコーダー50は、位置検出装置の一部の構成要素として機能させることが可能であり、リニアースケール51と、フォトセンサー60と、を備えている。
Further, as shown in FIG. 2, the
リニアースケール51は、透明な樹脂等の薄板から長尺状(細長の直線状)に形成されている。このリニアースケール51は、主走査方向と平行に支持フレーム22に取り付けられている。すなわち、プリンター10では、リニアースケール51の短手方向を高さ方向とした状態で、リニアースケール51が支持フレーム22に取り付けられている。このリニアースケール51の両端部分には、図4に示すような細長の係止孔53が設けられている。この係止孔53には、支持フレーム22に固定されている係止爪22aが差し込まれ、該係止爪22aによってリニアースケール51は、張設状態で支持される。
The
また、フォトセンサー60は、光の投受光方式のセンサーであり、図5等に示すように、発光部61と受光部62とを備え、図3に示すように、キャリッジ31の背面に固定部材63を介して固定されている。固定部材63は、対向する2つの取付部63a,63bを有していて、この2つの取付部63a,63bの間の空間部に、リニアースケール51が位置している。
The
また、一方の取付部63aには、発光部61が取り付けられていて、他方の取付部63bには、受光部62が取り付けられている。これら発光部61と受光部62とはリニアースケール51を挟んで、互いに対向する状態で配置されている。また、発光部61には、図5に示すような、光が通過するコリメーターレンズ64が取り付けられていて、リニアースケール51に向かう光が平行光となるように整えられる。
Moreover, the
発光部61は、例えば発光ダイオードといった発光素子610を備え、この発光素子610で生じる光は、リニアースケール51に向かって出射される。この発光素子610には、可変抵抗611を介して電流が供給されている。そのため、可変抵抗611によって、発光素子610からの発光量を増減することができる。
The
また、図5および図6に示すように、受光部62は、基板65と、この基板65上に設けられる第1受光素子列66および第2受光素子列67とを有していて、これら第1受光素子列66においては、複数の受光素子66a,66bが一列に配列され、同じく第2受光素子列67においても、複数の受光素子67a,67bが配列されている。受光素子66a〜67bは、例えばフォトトランジスタ、フォトダイオード、フォトIC等のような、受光した光を、その光量に応じた電気信号に変換可能な受光素子を備えている。これらの受光素子66a〜67bは、透光部51aと遮光部51bとで構成される1ピッチにつき、2つ配置さられている。また、本実施の形態では、第1受光素子列66と第2受光素子列67とは、1/4ピッチずつ、ずらされた配置となっている。すなわち、第1受光素子列66と第2受光素子列67の位相差が90度となっている。
Further, as shown in FIGS. 5 and 6, the
ここで、本実施の形態では、透光部51aと遮光部51bとの幅寸法が等しいものとなっているが、その場合、透光部51a/遮光部51bのそれぞれに、1つの受光素子66a〜67bが対応する配置関係となっている。なお、受光素子66a,66b,67a,67bで1セットとすると、本実施の形態では、4セット程度が基板65に設けられている。しかしながら、受光素子66a〜67bは、4セット以上、または4セット以下が基板65に設けられる構成としても良い。
Here, in the present embodiment, the width dimensions of the
また、図5に示すように、複数の受光素子66a〜67bは、信号増幅回路68に接続されていて、この信号増幅回路68によって、受光素子66a〜67bから出力される光量に応じたアナログ波形の信号を増幅した後に、第1コンパレータ69aおよび第2コンパレータ69bに向けて出力する。また、第1コンパレータ69aおよび第2コンパレータ69bは、信号増幅回路68を経由してそれぞれの受光素子列66,67から出力されるアナログ信号に基づいて、パルス波形のデジタル信号(検出信号)を出力する。
As shown in FIG. 5, the plurality of light receiving
ここで、第1コンパレータ69aの+側の端子には、第1受光素子列66の受光素子66aが接続されると共に、−側の端子には同じ第1受光素子列66の受光素子66bが接続される。また、第2コンパレータ69bにおいても、第2受光素子列67の受光素子67a,67bが同様に接続される。そして、例えば、+側の端子に入力されるアナログ信号のレベルが、−側の端子に入力されるアナログ信号のレベルよりも高い場合、ハイレベル(Hレベル)の信号を出力し、逆の場合には、ローレベル(Lレベル)の信号を出力する。それにより、透光部51a/遮光部51bの検出に対応する、図7に示すようなパルス信号(ENC−A,ENC−B;検出信号)を出力することが可能となっている。
Here, the
なお、図7に示すように、受光素子66aから出力されるアナログ信号と、受光素子66bから出力されるアナログ信号とは、半周期だけずれているが、第1受光素子列66に対応する第1コンパレータ69aを経由すると、矩形波であるA相信号ENC−Aが出力される。同様に、1/4ピッチだけずれた配置の第2受光素子列67に対応する第2コンパレータ69bからは、90度だけ位相がずれている矩形波であるB相信号ENC−Bが出力される。以下の説明においては、A相信号ENC−AとB相信号ENC−Bとの両方を称呼する場合、または両方を区別する必要のない場合には、検出信号と称呼する。
As shown in FIG. 7, the analog signal output from the
また、上述のような構成を採用せずに、1つの受光素子列660が存在する、図8に示す構成を採用しても良い。この場合には、受光素子660aが第1コンパレータ69aの+側または−側のいずれかの端子に接続されると共に、受光素子660bが第2コンパレータ69bの+側または−側のいずれかの端子に接続される。
Further, the configuration shown in FIG. 8 in which one light receiving
また、ロータリーエンコーダー80は、図2に示すように、円盤状のロータリースケール81を備えると共に、上述のリニアーエンコーダー50と同様のフォトセンサー82を備えている。なお、ロータリーエンコーダー80においては、その他、リニアーエンコーダー50と同様の構成となっているため、その詳細についての説明は省略する。
Further, as shown in FIG. 2, the
<制御部の構成について>
図2に示すように、制御部100は、CPU101、ROM102、RAM103、EEPROM104、ASIC105、モータードライバー106等を具備していて、これらが例えばバス等の伝送路107を介して接続されている。また、制御部100は、コンピューター120に接続されている。そして、これらのハードウエアと、ROM102やEEPROM104に記憶されているソフトウエアおよび/またはデーターの協働、または特有の処理を行う回路や構成要素の追加等によって、図9のブロック図に示す構成が機能的に実現されている。
<Regarding the configuration of the control unit>
As shown in FIG. 2, the
図9に示すように、制御部100は、ENC信号抽出部110と、誤差算出部111と、ENC信号決定部112と、メモリー113と、ENC信号選択部114と、タイミング信号生成部115と、モーター制御部116と、を備えている。なお、制御部100のうち、ENC信号抽出部110と、誤差算出部111と、ENC信号決定部112と、メモリー113と、ENC信号選択部114とは、信号選択出力手段および位置検出装置の一部の構成要素に対応する。
As shown in FIG. 9, the
これらのうち、ENC信号抽出部110は、A相信号ENC−AおよびB相信号ENC−Bが、それぞれ入力される。そして、このENC信号抽出部110では、これらA相信号ENC−AおよびB相信号ENC−Bについて、所定の周期分だけ取り出す(サンプリングする)。すなわち、ENC信号抽出部110は、A相信号ENC−AおよびB相信号ENC−Bのそれぞれにつき、所定の周期数分だけ、それぞれの周期の時間長さを計測し、A相信号ENC−AおよびB相信号ENC−Bの周期の平均値を算出する。なお、この取り出し(サンプリング)は、CRモーター32が一定の速度で駆動される領域(定速部)において、A相信号ENC−AとB相信号ENC−Bとの周期を、同時(または所定の位相ズレを許容する程度)に計測することにより、行われている。
Among these, the ENC
なお、A相信号ENC−AおよびB相信号ENC−Bの周期の平均値を算出せずに、A相信号ENC−AおよびB相信号ENC−Bの特定の1周期分を取り出すようにしても良い。また、以下の説明においては、ENC信号抽出部110によって算出されたA相信号ENC−Aの周期を周期TAとすると共に、ENC信号抽出部110によって算出されたB相信号ENC−Bの周期を周期TBとする。
It should be noted that a specific one period of the A phase signal ENC-A and the B phase signal ENC-B is taken out without calculating the average value of the periods of the A phase signal ENC-A and the B phase signal ENC-B. Also good. In the following description, the cycle of the A-phase signal ENC-A calculated by the ENC
誤差算出部111は、周期TAと周期TBとが、誤差のない基準となる周期Tに対して、どれだけの誤差があるのかを算出する。具体的には、以下の(式1)および(式2)に基づいて、%で表される周期誤差TAe,TBeをそれぞれ算出する。
TAe=(1−TA/T)×100 …(式1)
TBe=(1−TB/T)×100 …(式2)
The
TAe = (1-TA / T) × 100 (Formula 1)
TBe = (1−TB / T) × 100 (Formula 2)
ENC信号決定部112は、誤差算出部111で算出された周期誤差TAe,TBeの結果から、A相信号ENC−AとB相信号ENC−Bのうちのいずれかの検出信号を出力すべきかを決定する。ここでは、周期誤差TAeと周期誤差TBeの値が、小さい検出信号を出力すべきと決定する。
The ENC
メモリー113は、ENC信号決定部112において、A相信号ENC−AとB相信号ENC−Bのうちのいずれの検出信号を出力すべきと決定されたのかを示す情報を、ENC信号決定部112の指示に基づいて記憶する部分である。なお、メモリー113には、上述のEEPROM104が該当し得るが、その他の、プリンター10の電源オフ状態でも情報を保持可能な記憶可能な記憶媒体をメモリー113としても良い。
The
ENC信号選択部114は、メモリー113にアクセスして、出力すべきと決定された検出信号に関する情報を取得する。また、ENC信号選択部114には、A相信号ENC−AとB相信号ENC−Bの両方が入力されている。そして、ENC信号選択部114は、A相信号ENC−AとB相信号ENC−Bのうち、出力すべきと決定された検出信号の方を出力させる。
The ENC
タイミング信号生成部115(タイミング信号生成手段に対応)には、ENC信号選択部114から出力された検出信号が入力される。そして、タイミング信号生成部115は、入力される検出信号から、タイミング信号PTS(Print Timing Signal)を生成する。このとき、入力される検出信号に対して、所定の逓倍処理を行って、タイミング信号PTSを生成するようにしても良い。
The detection signal output from the ENC
このタイミング信号生成部115で生成されたタイミング信号PTSは、印刷ヘッド38に供給される。そして、このタイミング信号PTSに基づいて、印刷ヘッド38に別途供給される駆動信号のタイミング制御を行っている。
The timing signal PTS generated by the
モーター制御部116には、ENC信号選択部114から出力された検出信号が入力される。そして、モーター制御部116は、入力される検出信号に基づいて、CRモーター32の駆動制御を行う。なお、CRモーター32の駆動制御に際しては、たとえばPID制御のようなフィードバック制御によって、所定の目標速度テーブルまたは所定の目標位置テーブルに追従するように制御しても良い。また、CRモーター32の駆動制御に際しては、所定のオープン制御を行うようにしても良い。また、入力される検出信号に対して、所定の逓倍処理を行って、CRモーター32の駆動制御を行うようにしても良い。
The detection signal output from the ENC
<制御部の構成から生じる動作>
以上のように、A相信号ENC−AおよびB相信号ENC−Bが制御部100に入力されると、信号選択方法に関する動作が実行される。すなわち、A相信号ENC−AおよびB相信号ENC−Bのうちのいずれかの検出信号を出力するように決定されて、その情報がメモリー113に記憶させられる。そして、このメモリー113にENC信号選択部114がアクセスして、出力すべきと決定された検出信号に関する情報を取得する。そして、ENC信号選択部114では、A相信号ENC−AとB相信号ENC−Bのうち、出力すべきと決定された検出信号の方を、タイミング信号生成部115および/またはモーター制御部116に出力する。
<Operations resulting from the configuration of the control unit>
As described above, when the A-phase signal ENC-A and the B-phase signal ENC-B are input to the
それにより、タイミング信号生成部115では、選択された検出信号からタイミング信号PTSが生成される。印刷ヘッド38においては、このタイミング信号PTSに基づいて、別途供給される駆動信号のタイミング制御が為される。また、モーター制御部116では、選択された検出信号に基づいて、CRモーター32の速度制御または位置制御といった駆動制御が為される。
As a result, the
<効果>
このような構成のプリンター10、位置検出装置および信号選択方法によれば、制御部100のENC信号抽出部110には、2つの検出信号が入力され、誤差算出部111で周期誤差TAe,TBeを算出し、ENC信号決定部112でいずれの検出信号を出力するのかを決定し、それをメモリー113に記憶させる。そして、ENC信号選択部114では、出力すべきと決定された検出信号を出力させる。
<Effect>
According to the
このようにすることにより、選択されなかった検出信号を選択/出力する場合と比較して、基準となる検出信号に対する誤差を低減可能となる。この状態を、図10を用いて説明する。図10は、発光部61に導通させる電流を変化させた場合の、A相信号ENC−AとB相信号ENC−Bとが、基準となる周期Tに対して、どれだけの誤差を有しているのかを示す実験結果である。
By doing so, it is possible to reduce an error with respect to a reference detection signal as compared with the case of selecting / outputting a detection signal that has not been selected. This state will be described with reference to FIG. FIG. 10 shows how much error the A-phase signal ENC-A and the B-phase signal ENC-B have with respect to the reference period T when the current conducted to the
実験結果(A)では、A相信号ENC−Aにおける誤差の方が、B相信号ENC−Bにおける誤差よりも、概ね4%台後半ほど小さくなっている。この状況下で、ENC信号選択部114から出力させる検出信号をA相信号ENC−Aとなるように決定すれば、出力される検出信号の周期が、他の検出信号を選択する場合と比較して、概ね4%台後半の誤差の分だけ誤差を小さくすることが可能となる。また、実験結果(B)では、B相信号ENC−Bにおける誤差の方が、A相信号ENC−Aにおける誤差よりも、概ね3%台弱ほど小さくなっている。この状況下で、ENC信号選択部114から出力させる検出信号をB相信号ENC−Bとなるように決定すれば、力される検出信号の周期が、他の検出信号を選択する場合と比較して、概ね3%台弱の誤差の分だけ誤差を小さくすることが可能となる。
In the experimental result (A), the error in the A-phase signal ENC-A is smaller by about 4% than the error in the B-phase signal ENC-B. Under this situation, if the detection signal to be output from the ENC
また、本実施の形態では、ENC信号選択部114から出力される検出信号に基づいて、タイミング信号生成部115によってタイミング信号PTSを生成すると、選択されなかった検出信号に基づいてタイミング信号PTSを生成する場合と比較して、インクの噴射のタイミングが、より適正なものへと近づけることが可能となる。そのため、インクの噴射によって印刷媒体Pに形成される印刷画像の画質を向上させることが可能となる。
In the present embodiment, when the timing signal PTS is generated by the timing
さらに、本実施の形態では、制御部100(ENC信号抽出部110〜ENC信号選択部114)は、検出信号の基準となる基準周期に対して、それぞれの検出信号の周期のうち誤差が最も小さいものを選択して外部へ出力している。このため、選択されなかった検出信号を選択/出力する場合と比較して、基準となる検出信号に対する誤差を低減可能となる。それにより、各種の制御において、当該制御の正確性を向上させることが可能となる。
Furthermore, in the present embodiment, the control unit 100 (ENC
また、本実施の形態では、制御部100(ENC信号抽出部110〜ENC信号選択部114)から出力される検出信号に基づき、モーター制御部116によって、キャリッジ31を駆動させるCRモーター32の制御が為されている。このため、キャリッジ31の速度制御において、速度変動を抑えることが可能となる。また、キャリッジ31の停止位置制御等の位置制御においても、その精度を向上させることが可能となる。また、速度変動を抑え、さらには位置制御の精度を向上させることにより、印刷媒体Pに形成される印刷画像の画質を向上させることが可能となる。
Further, in the present embodiment, the
また、本実施の形態では、検出信号の誤差の小さな、高価なリニアーエンコーダーを用いなくても、本実施の形態における制御部100を備えることにより、廉価なリニアーエンコーダーを用いる場合でも、検出信号の誤差を小さくすることができるので、コストの低減が可能となる。
Further, in the present embodiment, even if an inexpensive linear encoder is used by providing the
<変形例>
以上、本発明の一実施の形態について述べたが、本発明は、種々変形可能である。以下、それについて述べる。
<Modification>
Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention can be variously modified. This will be described below.
上述の実施の形態では、A相信号ENC−AおよびB相信号ENC−Bの2つの検出信号の中から、誤差の小さな検出信号の方を、ENC信号選択部114から出力するようにしている。しかしながら、検出信号は2つに限られるものではなく、3つ以上の検出信号が存在するものに対して本発明を適用することは、勿論可能である。
In the above-described embodiment, the detection signal with a smaller error is output from the ENC
さらに、上述の実施の形態では、プリンター10を長期に亘って使用した場合において、検出信号の出力変動が生じる点については、触れられていない。しかしながら、プリンター10の長期に亘る使用により、検出信号の出力変動が生じる場合にも、対応させる構成としても良い。以下、この場合について説明する。
Furthermore, in the above-described embodiment, the point that output fluctuation of the detection signal occurs when the
図11に示す制御部100Aは、カウント手段に対応するカウント部117を有している。カウント部117は、プリンター10の使用開始からの累積的な経過時間、使用時間または印刷ヘッド38で印刷を行った印刷媒体Pの枚数のうちのいずれかの指標値に関する信号が入力され、カウント部117では、指標値のカウントを行う。また、カウント部117は、上述の指標値が、カウント部117の記憶部位または別途のメモリーに記憶されている判定閾値に到達したか否か(判定閾値より大きくなったか否か、または判定閾値以上となったか否か)を判定する。この判定の結果、指標値が判定閾値に到達したと判定される場合には、カウント部117からの指令によりENC信号抽出部110での差動が開始され、2つ(または複数)の検出信号の中から、出力させるべき検出信号が決定される。
The
このように構成する場合には、プリンター10の長期間の使用に伴い、何等かの原因(たとえば、リニアースケール51へのミストの付着、リニアーエンコーダー50の劣化等)によって、いずれかの検出信号に変動が生じている場合であっても、基準となる検出信号に最も近い検出信号を選択して、出力させることが可能となる。それにより、発光部61および受光部62を有するリニアーエンコーダー50の長寿命化を図ることが可能となる。
In the case of such a configuration, any detection signal is caused by any cause (for example, mist adhesion to the
また、上述の実施の形態では、制御部100(ENC信号抽出部110〜ENC信号選択部114)は、リニア−エンコーダー50に関して、それぞれの検出信号の周期のうち誤差が最も小さいものを選択して外部へ出力している。しかしながら、本発明の適用は、リニアーエンコーダーに限られるものではなく、たとえばロータリーエンコーダー80に本発明を適用することは、勿論可能である。また、それ以外のA相の検出信号とB相の検出信号、またはそれ以上の複数の検出信号を出力するエンコーダーに対して、本発明を適用することは、勿論可能である。
In the above-described embodiment, the control unit 100 (ENC
また、上述の実施の形態では、制御部100は、プリンター10に存在しているものとして説明している。しかしながら、制御部100の一部の構成要素を、別途の測定機器に搭載して用いるようにしても良い。たとえば、ENC信号抽出部110、誤差算出部111、ENC信号決定部112を、別途の測定機器に搭載して用いるようにしても良い。ここで、制御部100の一部の構成要素を、別途の測定機器に搭載する場合であっても、(プリンター10のうち一部の構成要素を除いたもの)と(一部の構成要素を搭載する別途の測定機器)とによって、本実施の形態におけるプリンター10と同様のもの(プリンターシステム)を構成することが可能となる。
In the above-described embodiment, the
また、上述の実施の形態においては、制御部100における各構成は、ソフトウエア的に実現されるものでも良く、また回路的に実現される構成であっても良い。
In the above-described embodiment, each configuration in the
また、上述の各実施の形態では、プリンター10をインクジェット式のプリンター10としている。しかしながら、プリンター10は、インクジェット式のプリンター10に適用される場合には限られず、例えば、ジェルジェット方式のプリンター、トナー方式のプリンター、ドットインパクト方式のプリンター等、種々のタイプのプリンターとしても良い。また、プリンター以外のスキャナー装置、ファックス装置、コピー装置等を備える複合機を、本発明のプリンターとしても良い。
In each of the above-described embodiments, the
また、上述の実施の形態におけるプリンター10の概念には、インク以外の他の液体(液体そのものや、機能材料の粒子が液体に分散又は混合されてなる液状体、ゲルのような流動性を有する材質を含む)を噴射したり吐出したりする流体噴射装置を含むようにすることもできる。そのようなものとしては、液晶ディスプレイ、EL(エレクトロルミネッセンス)ディスプレイ及び面発光ディスプレイの製造などに用いられる電極材や色材(画素材料)などの材料を分散または溶解のかたちで含む液体を噴射する液状体噴射装置、バイオチップ製造に用いられる生体有機物を噴射する流体噴射装置、精密ピペットとして用いられ試料となる液体を噴射する流体噴射装置等がある。
Further, the concept of the
さらに、本発明のプリンター10の概念に含まれるものとしては、時計やカメラ等の精密機械にピンポイントで潤滑油を噴射する流体噴射装置、光通信素子等に用いられる微小半球レンズ(光学レンズ)などを形成するために紫外線硬化樹脂等の透明樹脂液を基板上に噴射する流体噴射装置、基板などをエッチングするために酸又はアルカリ等のエッチング液を噴射する流体噴射装置、ゲル(例えば物理ゲル)などの流状体を噴射する流状体噴射装置等がある。
Further, the concept of the
10…プリンター、20…筐体部、21…シャーシ、22…支持フレーム、30…キャリッジ駆動機構、31…キャリッジ、32…CRモーター、38…印刷ヘッド、40…用紙搬送機構、41…PFモーター、50…リニアーエンコーダー、51…リニアースケール(スケールに対応)、51a…透光部、51b…遮光部、60…フォトセンサー、61…発光部、62…受光部、66a〜67b,660a,660b…受光素子、66,67,660…受光素子列、80…ロータリーエンコーダー、81…ロータリースケール、82…フォトセンサー、100,100A…制御部(信号選択出力手段に対応)、110…ENC信号抽出部、111…誤差算出部、112…ENC信号決定部、113…メモリー、114…ENC信号選択部、115…タイミング信号生成部(タイミング信号生成手段に対応)、116…モーター制御部、117…カウント部(カウント手段に対応)、120…コンピューター、610…発光素子、P…印刷媒体、PTS…タイミング信号
DESCRIPTION OF
Claims (6)
上記発光部からの光を透過する透光部および上記発光部からの光を遮断する遮光部が少なくとも交互に形成されているスケールと、
上記スケールを挟んで上記発光部とは反対側に位置すると共に、被駆動物の駆動に応じて生成される上記透光部を透過した周期的な特徴を有する光に基づき、位相が異なる少なくとも2つの検出信号を出力する受光部と、
少なくとも2つの上記検出信号が入力されると共に、これらのうちからいずれかの検出信号を選択して出力する制御を行う信号選択出力手段と、
上記信号選択出力手段から出力される上記検出信号に基づいて、インクを印刷媒体に向けて噴射する印刷ヘッドからの上記インクの噴射のタイミングを指示するためのタイミング信号を生成するタイミング信号生成手段と、
を具備し、
上記信号選択出力手段は、上記被駆動物が一定速度で駆動させられる状態において、それぞれの上記検出信号を比較し、そのうち最も基準となる検出信号に近いものを選択して出力する、
ことを特徴とするプリンター。 A light emitting unit that emits light;
A scale in which at least alternating light-transmitting parts that transmit light from the light-emitting part and light-shielding parts that block light from the light-emitting part are formed;
Based on light having a periodic characteristic that is located on the opposite side of the light emitting unit with the scale interposed and transmitted through the light transmitting unit generated in response to driving of the driven object, the phase is different from at least 2 A light receiving unit that outputs two detection signals;
At least two detection signals are input, and a signal selection output unit that performs control to select and output one of these detection signals,
Timing signal generation means for generating a timing signal for instructing the timing of ejection of the ink from the print head that ejects ink toward the print medium based on the detection signal output from the signal selection output means; ,
Comprising
The signal selection output means compares the detection signals in a state where the driven object is driven at a constant speed, and selects and outputs the one closest to the reference detection signal.
A printer characterized by that.
前記検出信号の出力レベルは、所定の閾値を越えるHレベルと、所定の閾値を越えないLレベルとが存在すると共に、
前記信号選択出力手段は、前記検出信号の基準となる基準周期に対して、それぞれの前記検出信号の周期のうち誤差が最も小さいものを選択して外部へ出力する、
ことを特徴とするプリンター。 The printer according to claim 1,
The detection signal output level includes an H level exceeding a predetermined threshold and an L level not exceeding the predetermined threshold,
The signal selection output means selects the one having the smallest error among the periods of the detection signals with respect to a reference period serving as a reference of the detection signal, and outputs the selected one to the outside.
A printer characterized by that.
前記被駆動物は前記印刷ヘッドが取り付けられているキャリッジであると共に、
前記発光部および前記受光部は、上記キャリッジに取り付けられていて、
上記キャリッジを駆動させる駆動力を与えるモーターと、
上記信号選択出力手段から出力される上記検出信号に基づいて、上記モーターの駆動の制御を行うモーター制御手段と、
を備えることを特徴とするプリンター。 The printer according to claim 1 or 2,
The driven object is a carriage to which the print head is attached,
The light emitting unit and the light receiving unit are attached to the carriage,
A motor for providing a driving force for driving the carriage;
Motor control means for controlling the drive of the motor based on the detection signal output from the signal selection output means;
A printer comprising:
累積的な経過時間、使用時間または前記印刷ヘッドで印刷を行った印刷媒体の枚数のうちのいずれかの指標値をカウントするカウント手段を具備すると共に、
前記信号選択出力手段は、上記カウント手段における上記指標値が所定の判定閾値に到達した場合に、前記信号選択出力により、少なくとも2つの前記検出信号のうちからいずれかの検出信号を選択して出力する制御を行う、
ことを特徴とするプリンター。 The printer according to any one of claims 1 to 3,
A counting means for counting an index value of any one of cumulative elapsed time, usage time or the number of print media printed by the print head;
The signal selection output means selects and outputs one of at least two detection signals by the signal selection output when the index value in the counting means reaches a predetermined determination threshold. Do control,
A printer characterized by that.
上記発光部からの光を透過する透光部および上記発光部からの光を遮断する遮光部が少なくとも交互に形成されているスケールと、
上記スケールを挟んで上記発光部とは反対側に位置すると共に、被駆動物の駆動に応じて生成される上記透光部を透過した周期的な特徴を有する光に基づき、位相が異なる少なくとも2つの検出信号を出力する受光部と、
少なくとも2つの上記検出信号が入力されると共に、これらのうちからいずれかの検出信号を選択して出力する制御を行う信号選択出力手段と、
を具備し、
上記信号選択出力手段は、上記被駆動物が一定速度で駆動させられる状態において、それぞれの上記検出信号を比較し、そのうち最も基準となる検出信号に近いものを選択して出力する、
ことを特徴とする位置検出装置。 A light emitting unit that emits light;
A scale in which at least alternating light-transmitting parts that transmit light from the light-emitting part and light-shielding parts that block light from the light-emitting part are formed;
Based on light having a periodic characteristic that is located on the opposite side of the light emitting unit with the scale interposed and transmitted through the light transmitting unit generated in response to driving of the driven object, the phase is different from at least 2 A light receiving unit that outputs two detection signals;
At least two detection signals are input, and a signal selection output unit that performs control to select and output one of these detection signals,
Comprising
The signal selection output means compares the detection signals in a state where the driven object is driven at a constant speed, and selects and outputs the one closest to the reference detection signal.
A position detecting device characterized by that.
上記被駆動物が一定速度で駆動させられる状態において、それぞれの上記検出信号を比較し、そのうち最も基準となる検出信号に近いものを選択して出力する、
ことを特徴とする信号選択方法。 Periodic light transmitted through a light transmitting part of a scale in which light transmitting parts that transmit light from the light emitting part and light shielding parts that block light are alternately formed and generated according to driving of the driven object A signal selection method for outputting at least two detection signals having different phases based on light having characteristics from a light receiving unit and selecting one of the detection signals from the detection signals,
In the state where the driven object is driven at a constant speed, the detection signals are compared, and the one closest to the reference detection signal is selected and output.
And a signal selection method.
Priority Applications (1)
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JP2009208983A JP2011056791A (en) | 2009-09-10 | 2009-09-10 | Printer, position detector, and signal selection method |
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