JPH0141924B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、光学的位置感知装置に係り、特に直
流漏洩電圧の存在中で時間とともに大きさが変化
する格子位置検出信号を正確に検出し得る回路に
関する。閾値電圧は先行する信号の山頂部の電圧
レベルと谷部の電圧レベルとの関数であり、検出
信号と比較されてこの信号と所定の周波数関係を
有する波形が出力される。

例えば、工作機械、プリンタ等の自動化された
機械においては、位置指示装置として線格子対を
使用することは周知である。一般に、格子は相対
的に移動され、この間これらの格子を通るように
光が照射され、これにより格子は交番的明暗バ
ー・パターンを発生させる。このバー・パターン
は格子の反対側に配置されたフオトセルのような
検出器によつて感知される。そして、フオトセル
によつて発生された信号は格子の移動距離を示す
ものであり、これを時間について微分すれば、格
子対間の相対運動の速度を得ることができる。

このような従来の装置にはある欠点がある。例
えば、各格子の線が互いに正確に並列に整列する
ように２つの格子を位置決めするのが困難であ
る。また、２つの格子面は、はつきりしたパター
ンを形成するために互いに十分近接して取り取け
られなければならない。２つの格子が整列してい
なければ、明暗パターンはぼやけたものとなり、
検出器から正確な出力を得ることができない。こ
のように不整列すなわち光学歪があると、検出器
出力によつて制御される機械に問題が生じる。２
つの移動する線格子間の公差は、外部環境の変化
ならびに移動部品の経年変化があつても、また格
子がともに移動し互いに接触することによつて１
つまたはそれ以上の格子線の損傷ならびに欠除が
生じる可能性があつても、一定に保持されなけれ
ばならない。さらに、格子が光学部品に接触して
例えば検出器あるいはレンズに損傷を生じさせる
可能性があるため不正確な明暗パターンを発生さ
せて誤動作を生じさせるおそれがあり、また高価
な格子を交換しなければならない場合も生じる。

米国特許第3524067号には、小型の線格子位置
感知装置が開示されている。この装置は、可動線
格子と、この格子の同じ側にともに取付けられた
照射源および検出器と、格子の背後からの照射に
よつて作られる格子像を検出器の前方のある点に
向けて偏向し且つ結像させる装置とを具備する。
単一の格子が光源および検出器の横方向であつて
且つ格子線に対して垂直方向に移動されると、格
子線と像線との干渉によつて検出器に対して照射
と非照射が交互に生じる。

同様に、特願昭36−11793号、特にその第３図
には、格子と、格子の同じ側に配置された光源お
よび検出器とを含む光学的位置感知装置が示され
ている。レンズおよびプリズムを含む光学装置
は、格子の背後の光源によつて作り出される像を
検出器に対向する位置へ向けて反射して結像させ
る。この出願に開示されているように、格子が光
源、光学装置および検出器に対して移動されると
き、光源によつて作られる格子像は検出器に対向
する位置に配設された格子に重ね合わされる。し
たがつて、格子線と像線との干渉が生じ、これに
より照射像と非照射像が検出器に与えられる。こ
の構成において、レンズは格子線像を格子位置に
結像させるために焦点距離の２倍の距離の位置に
配設され、プリズムはこれらレンズの背後におい
て焦点距離に等しい距離に配置される。米国特許
第3524067号および特願昭36−11793号に示された
装置は位置感知を行えるのみである。

米国特許第3496364号には、光学像形成によつ
て生じる縞パターンを有するリニア・エンコーダ
が示されている。この特許には光学装置を使用す
る罫が引かれた単一スケールが示されており、上
記光学装置は、スケールの一部の回転像をスケー
ルの別の部分に重ね合わせるように作用する。な
お、上記像はスケール平面において180゜回転す
る。スケールがある方向に動くとスケール像は反
対方向に動く。この結果、スケールの第２部分を
通過する光はスケールの罫と罫の像との相対移動
によつて変調される。２つまたはそれ以上の光検
出器を、スケールの第２部分を通過する光に応じ
て位相のずれた電気信号を発生するのに適した距
離だけ離隔させてスケールの長手方向に沿うよう
にスケールの第２部分に配置すれば、上記信号の
位相を検出することによつてスケールの移動方向
が判明し、また該信号のサイクル数がスケールの
移動量を示すようになる。このような装置におい
て、移相情報は、エンコーダ・スケールの動きと
速度または方向あるいはその双方において異なる
動きをするモアレ干渉パターンを発生させること
によつて得られる。しかし、このような手法にお
いては、像を拡大する必要がある。

1978年１月発行のIBM Technical Disclosure
Bulletin、Vol.20、No.８の第3199頁および第3200
頁には、正ピーク値追従器および負ピーク値追従
器を含む動的閾値回路が開示されている。正ピー
ク値追従器はビデオ信号の背景レベルに追従し、
負ピーク値追従器黒情報レベルに属する最大ビデ
オ情報に追従する。２つの可変レベルを有する比
分配器は、入力信号がビデオ信号かあるいは背景
信号かに応じて２進の判断値を出力する比較器の
他の入力端に対して動的な閾値を設定する。さら
に、雑音抑止回路が設けられ、この回路は正ピー
ク追従器からの調整可能可変レベル出力に応じて
比分配器にクランプ・レベルを与えてビデオ・レ
ベルを背景雑音以下の所定レベルに保持して比較
器の入力端に最小比を与える。この回路は比較的
高い信号周波数レベルに対しては所要の態様で動
作するが、直流レベルまたは直流に近いレベルす
なわち直流に相当するような周波数範囲では適切
に動作しない。さらに、電圧基準すなわちピー
ク・レベル電圧が信号の１サイクルの信号振動を
含むように増加するとは限らない。

本発明は、直流漏洩電圧の存在中で時間ととも
に大きさが変化する信号の閾値電圧を、上記信号
の最新の最大値（山頂部）と最小値（谷部）に対
応したものにすることができる閾値設定装置を提
供することを目的とする。

この目的を達成するために、本発明は、閾値電
圧を連続的に導出するための増減可能な第１およ
び第２電圧基準を発生し、上記信号が第１電圧基
準より大きくなつたときに第１電圧基準を増加さ
せ、上記信号が閾値電圧より大きくなつたときに
第１電圧基準を低減させ、上記信号が第２電圧基
準より小さくなつたときに第２電圧基準を低減さ
せ、上記信号が閾値電圧より小さくなつたときに
第２電圧基準を増加させるものである。

すなわち、本発明は、第１電圧基準が上記信号
の最新の最大値より小さい値に設定されてしまう
ことのないように、上記信号が第１電圧基準より
小さくなつても第１電圧基準を低減することはせ
ず、上記信号が第１電圧基準より大きくなつたと
きに第１電圧基準を増加させるだけである。そし
て、上記信号の次のサイイクルにおいて、上記信
号が第１電圧基準と確実に交差するように、上記
信号が閾値電圧より大きくなつたときに第１電圧
基準を低減するものである。第２電圧基準につい
ても同様である。

本発明の別の目的は、入力信号の山頂部の値が
次のサイクルで小さくなつても、あるいは入力信
号の谷部の値が次のサイクルで大きくなつても、
それに追従できる閾値設定装置を提供することに
ある。

これらの目的を達成するために、本発明は、入
力信号の山頂部の値の増加とともに計数値が増加
する第１カウンタと、入力信号の谷部の値の減少
とともに計数値が減少する第２カウンタとを設
け、これら２つのカウンタの値から閾値を導出す
るようにし、増加中の入力信号が閾値に一致した
ときに、第１カウンタの計数値を減少させ、減少
中の入力信号が閾値に一致したときに、第２カウ
ンタの計数値を増加させるものである。

図面、特に第１図には、本発明による回路装置
を組込み得る例えばインクジエツト・プリンタの
一部のような機械１０が示されている。図示の機
械において、搬送体１１は軸１２に関して滑動す
るように取付けられている。このような搬送体に
は例えばIBM6640書類印刷装置のようなインク
ジエツト印刷の標準装置が組込まれている。搬送
体１１は、一搬に、ノズル、帯電用電極、偏向
板、および（非帯電流体滴用）溝とを有し、プラ
テン（図示せず）によつて担持されるインク滴受
取媒体に印刷を行うためにインク滴をプラテンに
向けて運動させる。搬送体１１は駆動装置１３に
よつて軸に沿つて駆動される。駆動装置１３は動
作軸１７に対して回転するように取付けられたケ
ーブル・ドラム１６に駆動ベルト１５を介して結
合されるモータ１４を含む。ケーブル１８はドラ
ム１６に巻かれ、ベルト車１９および２０の外周
に係合して搬送体１１に接続されるとともに、ベ
ルト車２１と２２の外周に係合して反対側から搬
送体１１に接続されている。したがつて、モータ
１４が回転すると、搬送体１１は軸１２に沿う２
つの方向のうちどちらかに向けて駆動される。

印刷動作においては、(1)搬送体の正確な位置
（したがつてインクジエツトに関係するノズルの
正確な位置）が左側から右側への搬送体の移動の
あらゆる点において知られていること、および(2)
搬送体の移動方向を示す情報が印刷を行うインク
流の形成に関係する電子回路に与えられているこ
と、が基本的に必要である。この目的のために、
不透明線および透明線からなる第１セツト３２お
よび第２セツト３３を有する格子３１を使用する
光学的位置感知装置３０が、格子３１の一方の側
に設けられた光源−検出器アセンブリ３５および
格子３１の反対側に設けられた像反射要素４５と
協動するようになつている。第１図に最も良く示
されているように、格子３１は、写真処理によつ
て形成される不透明線を有する可撓性帯状マイラ
ーから構成され得る。搬送体１１は格子３１を駆
動する装置とともに静止状態となり得、また格子
３１は移動中の搬送体１１に対して静止し得るよ
うに取付けられる。格子３１は搬送体１１中の適
当なスロツト１１ａを貫通するように配設され、
光源−検出器アセンブリ３５と像反射要素４５は
互いに格子の反対側にくるように搬送体１１に取
付けられる（これらの相対位置については第２図
参照）。

本発明の装置に使用され得る典型的格子が第３
Ａ図および第３Ｂ図に示されている。後に詳細に
説明する理由により、第３Ａ図に示された格子３
１は像反射面の焦点距離が短い光学的位置感知装
置に使用され、第３Ｂ図に示された格子３１′は
長い焦点距離を有する装置に使用され得る。第３
Ａ図および第３Ｂ図には、格子３１に関連した不
透明線および透明線３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３
３ｂからなるセツト３２と３３と、格子３１′に
関連した不透明線および透明線３２a′，３２b′，
３３a′および３３b′からなるセツト３２′と３
３′とからなる２つのセツトが示されている。図
示のように、一方のセツト、例えばセツト３２お
よび３２′は他の不透明および透明線のセツト３
３および３３′とずれて配置されており、格子の
一方のセツトは他方のセツトの上に置かれてい
る。オフセツトは90゜であることが好ましい。そ
の理由については後に詳述する。

像反射要素４５および光源−検出器アセンブリ
３５の格子３１または３１′に対する相対位置は
第４図に最も良く示されている。像形成反射面は
部分球面または凹面４６であることが好ましく、
1Xの倍率を得るために、格子３１または３１′は
鏡軸４７に対して垂直であつて球面の中心を通る
面に配置され、軸４７に沿う部分球反射面４６と
格子３１との距離は部分球面の曲率半径に等しく
設定される。

光源−検出器アセンブリ３５は第５Ａ図および
第５Ｂ図に最も良く示されている。このアセンブ
リは複数対の光源および検出器Ｓ１，Ｄ１および
Ｓ２，Ｄ２を含み、光源Ｓ１と像形成反射面４６
の中心軸４７との距離は検出器Ｄ１と中心軸４７
との距離に等しく、光源Ｓ２と中心軸４７との距
離は検出器Ｄ２と中心軸４７との距離に等しくな
つている。第５Ａ図において、光源−検出器対は
中心軸４７から等しい距離だけ離隔しているよう
に示されているが、各対が像形成反射面４６の中
心軸から等距離に配置されている限り、装置は正
確に動作する。さらに、第３Ａ図に示されている
ように、少くとも１つの対のうちの一方の構成要
素この例の場合では光検出器Ｄ１は光を遮断する
不透明及び透明線３２ａ，３２ｂのセツト３２に
対向しなければならず、上記対の他方の構成要素
この例の場合では光源Ｓ１は格子３１の光遮断用
不透明及び透明線３３ａ，３３ｂからなる他のセ
ツト３３と対向しなければならない。他の光源−
検出器対は不透明及び透明線のセツトのいずれか
一方と対向し、この例では対Ｓ２−Ｄ２がセツト
３３と対向する。従つて、対向する光源によつて
照射される領域の像は像形成反射面４６によつて
各検出器の前方の格子領域に向けて投影される。
この例のように照射領域が同相であれば、投影像
もまた同相である。しかし、２つのセツトの格子
線には90゜のオフセツトがあるので検出器Ｄ１と
Ｄ２の前の格子線にも90゜のオフセツトがあるる。
これにより、検出器からの出力信号はインクジエ
ツト・プリンタにおける搬送体１１の移動方向を
感知し得るような位相関係を有するものとなる。

第５Ａ図および第５Ｂ図に最も良く示されてい
るように、光源−検出器アセンブリ３５は搬送体
の配線に接続が容易となるような構成とするため
に回路基板に取付けられることが好ましい。ただ
し、上述のように、接続点だけでなく素子および
デバイスは一般的手段によつて中心線４７に対し
て上記規則に従つた位置に配設される。第５Ａ図
および第５Ｂ図に最も良く示されているように、
回路基板は光源Ｓ１とＳ２を電流制限抵抗器Ｒを
介して接地する基板領域３６と３７を有すること
ができる。検出器チツプ（フオト・トランジス
タ）Ｄ１およびＤ２は導電体３８を介して電源＋
Ｂに接続され、この正電源はまた配線接合材３９
と４０によつて光源Ｓ１とＳ２に接続されてい
る。この例では、光源は発光ダイオードである。
一般的場合と同様に、感光素子Ｄ１とＤ２は出力
端４１と４２を有する。基板にはレンズ４３が取
付けられるのが好ましい。このレンズは例えば光
源Ｓ１およびＳ２から発せられる光および像形成
反射面４６から受ける光の双方を結像させ且つ格
子を通過させるために各デバイス全体にわたつて
レンズ部４４およびカバーとして働くメチル・ア
ーサクリラート（methyl merthacrylate）から
構成される。第５Ｂ図に最も良く示されているよ
うに、各レンズ部４４に関係する中心線４４ａ
は、放射した光および受取つた光の双方を収差な
く最大に利用するために各デバイスの中心軸から
部分球面４６の中心軸４７へ向けてわずかにずれ
ている。

短い焦点距離の部分球面すなわち凹面鏡を使用
する場合、非点収差の影響を減少させるために不
透明および透明線が45゜の角度に設定される第３
Ａ図の格子３１を使用するのが好ましい。このよ
うな収差の基本的原因については1977年９月に発
行された“Electro Optical System Design”の
第27頁以下に掲載された“Astigmatism and
Spherical Mirror”という題名の論文に説明さ
れている。したがつて、像品質が重要である場
合、ｆ数（ｆ数＝焦点距離／鏡の直径）が２以下
であれば、第３Ａ図に示された格子３１を使用す
べきである。これにより検出器Ｄ１およびＤ２の
出力のピークが光軸の同じ点にくることとなる。

逆に、焦点距離が長い場合すなわち非点収差の
影響が重要でない場合、格子３１′を使用するこ
とができる。倍率が１である場合（すなわち像を
拡大しない場合）、搬送体と格子との相対運動に
よつて干渉パターンすなわちシヤツタ効果が生じ
不透明線の幅を60％で透明線の幅を40％とするこ
とにより、安定且つ良好なシヤツタ効果すなわち
干渉パターンを得ることができる。ただし、かな
らずしもこのような比をとる必要はなく、大部分
の用途に対しては、50：50あるいはそれ以下の比
でも十分である。さらに、光源−検出器対の一方
の構成要素が一方の透明線と不透明線のセツトと
整列している限り、２つのセツトは同じ幅である
必要はない。例えば、セツト３２または３２′が
格子幅の1/3を占有し、セツト３３または３３′が
残りの2/3を占有するようにできる。

格子が連続的に設けられていれば、検出器Ｄ１
およびＤ２すなわちフオト・トランジスタの出力
が適当に増幅され、クリツプされて、搬送体と格
子との相対運動の方向および位置が検出される。
しかし、インクジエツト・プリンタのような装置
においては、格子が高品質であること（例えば１
cmにつき94本（１インチにつき240本））および位
置検出ならびに移動方向の検出が正確であること
が不可欠である。したがつて、予め設定された閾
値電圧をもちいて時間とともに振幅が変動する信
号を正確に検出することが不可能であれば、問題
が生じる。

本発明による回路は、直流漏洩電圧の存在中で
時間とともに大きさが変動する検出信号の閾値電
圧を設定し、閾値電圧と検出信号とを比較し、入
力信号の周波数と所定の関係を有する例えば矩形
波のような整形された信号を出力するものであ
る。

第６図には典型的な検出信号出力が示されてい
る。検出器Ｄ１またはＤ２のいずれかから出力さ
れる信号波形は基本的に丸みをもつた山頂部４９
ａと谷部４９ｂを有する三角波である。格子の後
方に反射された像のシヤツタ効果が不完全なため
に波形の振幅が変化し、また波形の谷部が直流信
号の零ボルト振幅線より直流漏洩電圧に等しい値
だけ上にある。所要の閾値電圧VTHは先行する
信号の最大値と最小値すなわち格子信号４８の山
頂部４９ａと谷部４９ｂに比例するように調整さ
れる。直流漏洩電圧、線の幅および間隔幅が不完
全であること、ほこり、傷等帯状格子に生じる問
題または光源−検出器アセンブリそれ自体に自じ
る問題のために、閾値電圧は直流漏洩電圧および
信号変動によつて変化する。後述するように、閾
値電圧VTHが漏洩電圧および信号電圧に追従す
るので、適当なレベルで検出を行うことができ
る。この能力は位相情報が保持された状態で矩形
状格子信号を検出する上で重要である。

全体の電気回路５０は第７図に示されており、
検出器Ｄ１とＤ２の出力はチヤネルＡとＢの回路
に直接与えられ、出力端５１または５２には第１
４図に示された所定信号５１ａ及び５２ａが得ら
れる。矩形波出力は入力信号の周波数に対して所
定の関係がある事、この例では同一周波数である
ことに留意されたい。遅延型フリツプフロツプ５
３は、チヤネルＢの出力を受けるクロツク入力端
（Ｃ／Ｋ）と、チヤネルＡの出力を受ける第２入
力端Ｄと、搬送体この例ではインクジエツト・プ
リンタの搬送体１１が第１４図の矢印５１ｂに示
されるように右から左に移動するかあるいは搬送
体１１が例えばその復帰サイクルに於て矢印５１
ｃの方向に移動しているかを示す出力端Ｑとを有
する。例えば、搬送体の移動方向が矢印５１ｂで
示された方向である場合、フリツプフロツプ５３
は、矩形波５１ａが高レベルのときに信号５２ａ
の立上り端をチヤネルＢから受けてその出力を論
理“１”にする。逆に、フリツプフロツプ５３は
出力信号５１ａが低レベルであるときに信号５２
ａの立上り端を受けると、その出力Ｑを論理
“０”にして搬送体の移動方向が矢印５1cの方向
であることを示す。さらに、チヤネルＢの出力す
なわち信号５２ａはカウンタ５４に与えられる。
また、カウンタ５４は線５３ａを介してフリツプ
フロツプ５３のＱ出力端から入力を受ける。フリ
ツプフロツプ５３のＱ出力端の信号はカウンタ５
４が計数値を増加させるべきか減少させるべきか
を示すものである。したがつて、カウンタ５４の
出力は搬送体が左から右に移動している間あるい
は右から左に移動している間のあらゆる時点にお
ける搬送体の正確な位置をデイジタル的に示す。

チヤネルＡとチヤネルＢの回路は同一なので、
ここではチヤネルＡの回路についてのみ第８図乃
至第１３図を参照して説明する。これらの図を参
照して説明する検出回路は従来技術に示された各
種交流検出方法に関連した低周波数検出の問題を
解決するものである。以下に述べる回路は格子に
対して搬送体を始動させるときに生じる直流およ
び低周波数に対しても動作し得る。

第８図および第９図に示された回路は、格子信
号の山頂部４９ａと谷部４９ｂそれぞれに量子的
ステツプで追従する電圧基準VR１およびVR２
を発生する。第６図に示された信号４８のような
格子信号は基本的に第５Ａ図に示された基板領域
４１から得られ、比較器COMP１，COMP２お
よびCOMP３の入力端に印加される。比較器
COMP１およびCOMP２の出力信号は第１２図
に示された感知低下回路に印加される。感知低下
回路については後に詳細に説明する。比較器
COMP１の出力は可逆カウンタＣ１に印加され
た後デイジタル−アナログ変換器Ｄ／Ａ１に与え
られ電圧基準VR１が得られる。同様に比較器２
の出力は第１２図に示された感知低下回路に印加
された後、カウンタＣ２、次にデイジタル−アナ
ログ変換器Ｄ／Ａ２に与えられて電圧基準VR２
が得られる。比較器COMP１およびCOMP３、
カウンタＣ１およびＤ／Ａ１は第６図に示された
信号波形４６の山頂部４９ａのような格子信号の
ピーク値を標本化し且つ保持する機能を有する。
同様に、比較器COMP２およびCOMP３、カウ
ンタＣ２およびＤ／Ａ２は格子信号の谷部４９ｂ
を標本化し且つ保持する機能を有する。抵抗器Ｒ
１およびＲ２は閾値電圧VTHを発生するのに使
用される。後に詳述するように、閾値電圧VTH
は、 VTH＝VR1・R2＋VR2・R1／R1＋R2 なる式に基いて計算することができる。比R1：
R2は所要の出力衝撃係数が得られるように格子
信号波形に応じて選択される。例えば、三角波格
子信号に対して50％の衝撃係数を得るには、Ｒ１
をＲ２に等しくする必要がある。

搬送体１１が固定格子３１に対して左から右に
移動するものとすると、正のスロープを有する格
子信号は閾値電圧VTHと交差する。閾値電圧
VTHは比較器COMP３に供給され、一方、電圧
基準VR１およびVR２はそれぞれ比較器COMP
１およびCOMP２に供給されており、比較器
COMP３はその状態を変化させてカウンタＣ１
の計数値を１つ減少させる。これにより、電圧基
準VR１は例えば第９図の信号４８の山頂部４９
ａのような次に生じるピーク値より下に減少す
る。格子信号がさらに増加すると、該信号は今減
少した電圧基準VR１と交差して比較器COMP１
の状態を変化させカウンタＣ１の計数値を１つ増
加させる。これにより電圧基準VR１が増大す
る。（もちろん、論理速度はアナログ格子信号の
変化より速くなければならず、この点において格
子信号周波数は制限を受ける。）このように、格
子信号は繰り返し電圧基準VR１を増加させる
が、かかる動作は電圧基準VR１が新しい信号ピ
ーク値４９ａより大きくなりその値に維持される
まで行なわれる。同様に、負のスロープを有する
格子信号が閾値電圧VTHと交差すると、比較器
COMP２は状態を変化させてカウンタＣ２の計
数値を閾値電圧VTHに向けて１つ増加させ、こ
れにより電圧基準VR２は次の信号の谷部４９ｂ
より大きくなる。格子信号が減少し続けると（閾
値VTHに対して負の方向に向うと）、該信号は
新しい電圧基準VR２と交差し、これにより比較
器COMP２がその状態を変化させカウンタＣ２
の計数値を１つ減少させる。これにより電圧基準
VR２が所定量減少し、電圧基準VR２と閾値
VTHとの差が再び信号振幅より大きくなる。電
圧基準VR２はそれが新しい信号谷部４９ｂより
小さな値になるまで繰り返し減少する。このよう
に、閾値検出時点における電圧VTHは先行する
信号の山頂部と谷部の値に比例する。これは、発
生される電圧基準が信号の１つの完全サイクルの
振幅を包含する値を有するからである。この点に
関し、電圧基準VR１とVR２は交流信号の値が
減少しているときには１サイクルに１ステツプず
つその差を縮めるような値をとることができ、交
流信号の値が増大しているときには１サイクルに
複数ステツプずつその差を増大させるような値を
とることができることに留意されたい。

例えば始動時に上記回路が確実に信号を調整し
且つ正しい調整が達成されるまで第１４図に示さ
れるような矩形波出力の発生を禁止するために、
電源オンリセツト（以下PORと略称す）論理回
路が電源オンリセツト時点においてカウンタＣ１
およびＣ２をプリセツトする。したがつて、第８
図に示されたPOR論理回路５５は、電圧基準VR
１およびVR２を確実に信号の山頂部４９ａと谷
部４９ｂに追従し得るようにするために必要なも
のである。この点に関し、閾値電圧VTHが信号
の山頂部と谷部の間にない場合には出力信号が発
生せず且つ２つの電圧基準VR１およびVR２の
調整が行なわれないように電圧基準VR１および
VR２の初期値が選択されることに留意された
い。

第１０図はPOR論理回路５５の詳細構成を示
し、第１１図は第８図に示された１つのチヤネル
の他の回路に関連付けてPOR論理回路の動作を
説明するのに使用されるタイムチヤートである。
周知のように、電子装置の電源投入時には、機械
の動作準備が完了する前に、電子装置内の論理回
路の初期設定を行なわなければならない。一般
に、初期設定信号は電源オンリセツト信号すなわ
ちPOR信号と指称される。今、電源が投入され
たとすると、第１１図のタイムチヤートに示され
たように電源オンリセツト信号PORが高レベル
になる。第１０図に示されるように、POR論理
回路は、比較器３からの入力（第８図参照）、電
圧基準VR２および電圧基準VR１を受ける。比
較器COMP３の出力は第1ORゲート５６に印加
され、比較器COMP３の反転出力は第2ORゲー
ト５７に印加される。比較器COMP３の出力の
反転はインバータ５８によつて行なわれる。電圧
基準VR１およびVR２は第４比較器COMP４に
印加される。比較器COMP４の出力端は遅延型
フリツプフロツプ５９の遅延入力端Ｄに接続され
ている。Ｄフリツプフロツプ５９のクロツク出力
ＱはORゲート５６と５７にそれぞれ第２入力と
して印加される。したがつて、電源オンリセツト
信号が高レベルであるときには、Ｄフリツプフロ
ツプ５９は高レベルにプリセツトされ、ORゲー
ト作用によつて矩形波出力信号が高レベルにな
る。時点Ｔ１までの時間の間（すなわち第１１図
のタイムチヤートの影が付された領域において
は）、比較器COMP３の状態はわからない。POR
信号が高レベルである間、すなわち機械が初期設
定される時点Ｔ０までの間、電圧基準VR１は最
小値に設定され、電圧基準VR２は最大値に設定
される。（すなわち、タイムチヤートに示された
ように、電圧基準VR１は信号の山頂部の最小値
より低く設定され、電圧基準VR２は信号の谷部
の最大値より高く設定される。）電源オンリセツ
トの間、比較器COMP４の高レベル出力は遅延
型フリツプフロツプ５９のＤ入力端に与えられ
る。時点Ｔ０にPOR信号が低レベルになると、
比較器COMP１およびCOMP２双方の出力が高
レベルなので、カウンタＣ１とＣ２はタイムチヤ
ートに示されているように電圧基準VR１および
VR２をそれぞれ増加および減少させる。電圧基
準VR１はそれが信号電圧より大きくなるまです
なわちタイムチヤートに示された静止位置の信号
のすぐ上にくるまで増大する（このことは、搬送
体１１がこの時点で格子に対して移動していない
ために生じる）。電圧基準VR１が信号値より大
きくなると、比較器COMP１（第８図）が低レ
ベルになる。同様に、電圧基準VR２が信号値よ
り小さくなると、比較器COMP２が低レベルに
なる。時点Ｔ１において搬送体１１と格子とが相
対的に移動を開始し、信号がはじめ正の方向へ増
大するものとすれば、電圧基準VR１が信号にス
テツプ状に追従する。時点Ｔ２において電圧基準
VR１が電圧基準VR２より１ボルトだけ大きく
なると、比較器COMP４の出力が低レベルにな
る。時点Ｔ３において信号が閾値電圧VTHと交
差すると、比較器COMP３の出力が低レベルと
なり、電圧基準VR２が負のスロープの信号にス
テツプ状に追従して信号の谷部の値に維持され
る。時点Ｔ４において、正方向に遷移する信号が
閾値レベル検出電圧VTHを通るので、比較器
COMP３はＤ型フリツプフロツプ５９のクロツ
ク入力端に低レベルから高レベルへ遷移する電圧
を与える。フリツプフロツプ５９のクロツク入力
がこのように立上るときそのＤ入力（比較器
COMP４の出力）は低レベルなので、このとき
フリツプフロツプ５９のＱ出力は低レベルにな
る。このＱ出力が低レベルのとき、矩形波出力は
比較器COMP３の出力に追従する。さらに、OR
ゲート５６および５７からの出力によつてカウン
タＣ１は計数値を減少させカウンタＣ２は計数値
を増加させる。矩形波出力が時点Ｔ５においては
じめて高レベルから低レベルに遷移すると、カウ
ンタＣ２は時点Ｔ５においてはじめて計数値を増
大させ、カウンタＣ１は時点Ｔ６においてはじめ
て計数値を減少させる。したがつて、時点Ｔ４以
後基準電圧VR１およびVR２が信号の山頂部お
よび谷部の値に保持されて正確な動作が保証され
る。

フオトトランジスタすなわち検出器Ｄ１および
Ｄ２から出力される信号は、格子の単位長さ当り
のライン数が大きくなつたときに第８図の回路が
正確な動作を行なえるほど整つてはいない。例え
ば、比較器COMP１，COMP２，COMP３に印
加される信号は複合スプリアス雑音を含む可能性
がある。この雑音は比較器COMP１および
COMP２ならびにカウンタＣ１およびＣ２が正
常時の倍数にあたる数を計数するように作用し、
この結果、デイジタル−アナログ変換器Ｄ／Ａ１
およびＤ／Ａ２は追従に必要な単一の離散的ステ
ツプ波形ではなくこの倍のステツプ波形を発生す
る。したがつて、カウンタＣ１およびＣ２が必要
以上の計数を行なわないようにし且つデイジタル
−アナログ変換器Ｄ／Ａ１およびＤ／Ａ２が余計
な動作を行なわないようにするために、比較器
COMP１およびCOMP２と各カウンタとの間に
自動感度低下回路が介挿される。第１２図には、
初期比較遷移動作の後、特定の時間間隔の間はね
かえり雑音すなわちスプリアス雑音を除去する回
路が示されている。第１２図および第１３図に
は、上記装置への格子入力信号の倍数の出力を有
するクロツクが示されている。図示の例におい
て、ラツチＬ１は、ともに高レベルの比較器
COMP１およびクロツク信号CLOCKがNAND
ゲート６０に印加されてNANDゲート６０の出
力が低レベルとなつたときにセツトされる（ラツ
チＬ１のセツト条件はである）。図示されてい
るように、タイマすなわちタイマ−カウンタ７０
はラツチＬ１がセツトされると同時にORゲート
７１を介してロードされる。ラツチＬ２は
NANDゲート６１を介してラツチＬ１の出力と
反転クロツク信号によつてセツトされ
る。ラツチＬ１の出力はインバータ６２によつて
反転されたラツチＬ２の出力とNANDがとられ、
これによりカウンタＣ１に低レベルのパルスすな
わちダウン信号が印加される。図示のように、ラ
ツチＬ１およびＬ２はタイマ−カウンタ７０の出
力QDが低レベルになることによつてリセツトさ
れる。かかる処理は、ｎ個のクロツクパルスの休
止期間が終了した後、比較器出力が高レベルにな
るまで繰り返し行なわれる。休止期間が過ぎた後
比較器の出力が高レベルに維持されている場合
（すなわち、休止期間終了前高レベルであつた場
合）、サイクルが繰り返されている間ｎ個のクロ
ツクパルスそれぞれに対応してパルスが発生す
る。この実施例においては、タイマ−カウンタ７
０は例えば予じめ計数値15にセツトされ値７まで
計数値が低下するようになつている（ここでｎは
８である）。計数値が７になると、タイマ−カウ
ンタ７０のQD出力は低レベルとなつてラツチＬ
１およびＬ２をリセツトする。

自動感度低下回路は同表に比較器COMP２の
出力に応じて動作する。比較器COMP２の出力
はNANDゲート６３においてクロツク信号との
NANDがとられてラツチＬ３に印加される。し
たがつて、タイマ−カウンタ７０はORゲート７
１を介してラツチＬ３の出力によつてセツトされ
る。ラツチＬ４は、ラツチＬ３の出力と反転クロ
ツク信号が同時にNANDゲート６４に入
力されるときにセツトされる。ラツチＬ３とＬ４
のＱ出力は、カウンタＣ２の逆カウンタにパルス
を与える前にNANDがとられる。これらのラツ
チＬ３とＬ４は比較器COMP１の出力と同様に
タイマ−カウンタ７０の出力QDによつてリセツ
トされる。

第１３図は上述した比較器とラツチの典型的動
作を示すタイムチヤートである。ラツチＬ１の出
力はラツチＬ３の出力と同一であるとともに、ラ
ツチＬ２の出力はラツチＬ４の出力と同一であ
る。例えば、計数値ははじめ15にセツトされて
徐々に減少して７になる（ここでｎは８である）。

以上の説明から明らかなように、本発明の検出
回路は、DC漏洩電圧の存在中で時間とともに振
幅が変化するような信号に適用しても、信号の位
置および信号の移動方向を検出し得る。このこと
は、導出した閾値電圧と信号とを比較して、例え
ば入力信号の周波数に関係した周波数を有する矩
形波のような所定信号を発生させることによつて
達成される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明により構成された回路とともに
動作可能な典型的装置を組込んだ例えばインクジ
エツト・プリンタのような機械の一部を断片的に
示す斜視図、第２図は第１図に示された装置の特
定部分の位置を示す説明図、第３Ａ図は本発明の
回路によつて処理される信号を発生するのに使用
され得る帯状格子の一実施例の一部を断片的に示
すとともに上記帯状格子を見通したとき見える光
源−検出器アセンブリの相対位置を示す拡大図、
第３Ｂ図は本発明の回路によつて処理される信号
を発生するのに使用され得る帯状格子の別の実施
例を断片的に示す拡大図、第４図は第２図に示さ
れた装置の側面図であつてある光源からある検出
器への簡単な光反射を示す側面図、第５Ａ図は本
発明に使用することのできる典型的光源−検出器
アセンブリを示す拡大側面図、第５Ｂ図は第５Ａ
図の線５Ｂ−５Ｄに沿う部分断面図、第６図は光
源−検出器アセンブリの検出器の１つから出力さ
れる信号を示す波形図、第７図は第１図に示され
た装置の移動方向と位置の双方を示す出力を得る
ために検出器対に接続され且つ本発明による回路
装置を取入れた装置を示す概略ブロツク図、第８
図は第７図に示されたチヤネルの一方の回路を示
す概略ブロツク図、第９図は第７図および第８図
の回路の適正な動作のために閾値レベルがどのよ
うにして得られるかを示す第６図と同様な波形
図、第１０図は第８図に概略的に示されたPOR
論理回路をより詳細に示すブロツク図、第１１図
は特に第８図と第１０図に示された回路に関連し
たあるサイクルの特定の時点における種々の信号
を示す波形図、第１２図は第８図の回路に組込ま
れた感度低下回路を示すブロツク図、第１３図は
第１２図の回路に関係したタイミング図、第１４
図は第７図乃至第１３図に示された回路に関係し
た出力を示す波形図である。 ３１，３１′……格子、３２，３２′，３３，３
３′……透明線と不透明線のセツト、３５……光
源−検出器アセンブリ、４３……レンズ、４６…
…像形成反射面、５３，５９……フリツプフロツ
プ、５５……電源オンリセツト論理回路、Ｓ１，
Ｓ２……光源、Ｄ１，Ｄ２……検出器、Ｃ１，Ｃ
２……カウンタ、COMP１，COMP２，COMP
３，COMP４……比較器、Ｄ／Ａ１，Ｄ／Ａ２
……デイジタル−アナログ変換器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 直流漏洩電圧の存在中で時間とともに大きさ
   が変化する信号の閾値電圧を設定する閾値設定装
   置において、 増減可能な第１電圧基準を発生する第１電圧基
   準発生手段と、 増減可能な第２電圧基準を発生する第２電圧基
   準発生手段と、 前記信号と前記第１電圧基準とを比較し、前記
   信号が前記第１電圧基準より大きくなつたときに
   前記第１電圧基準を増加させるように前記第１電
   圧基準発生手段を制御する第１比較制御手段と、 前記信号と前記第２電圧基準とを比較し、前記
   信号が前記第２電圧基準より小さくなつたときに
   前記第２電圧基準を低減させるように前記第２電
   圧基準発生手段を制御する第２比較制御手段と、 前記第１および第２電圧基準とともに変化しこ
   れら２つの電圧基準の中間の値をとる閾値電圧を
   前記２つの電圧基準から連続的に導出する手段
   と、 前記信号と前記閾値電圧とを比較し、前記信号
   が前記閾値電圧より大きくなつたときに前記第１
   電圧基準を低減するように前記第１電圧基準発生
   手段を制御し、前記信号が前記閾値電圧より小さ
   くなつたときに前記第２電圧基準を増加させるよ
   うに前記第２電圧基準発生手段を制御する第３比
   較制御手段と、 を具備する閾値設定装置。