JPH10318790A - 位置エンコーダ - Google Patents
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- JPH10318790A JPH10318790A JP10091779A JP9177998A JPH10318790A JP H10318790 A JPH10318790 A JP H10318790A JP 10091779 A JP10091779 A JP 10091779A JP 9177998 A JP9177998 A JP 9177998A JP H10318790 A JPH10318790 A JP H10318790A
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- 239000003550 marker Substances 0.000 claims description 12
- 230000004044 response Effects 0.000 abstract description 3
- 238000011002 quantification Methods 0.000 description 6
- 230000008859 change Effects 0.000 description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 3
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 2
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J11/00—Devices or arrangements of selective printing mechanisms, e.g. ink-jet printers or thermal printers, for supporting or handling copy material in sheet or web form
- B41J11/36—Blanking or long feeds; Feeding to a particular line, e.g. by rotation of platen or feed roller
- B41J11/42—Controlling printing material conveyance for accurate alignment of the printing material with the printhead; Print registering
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
- G01D5/244—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains
- G01D5/245—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains using a variable number of pulses in a train
- G01D5/2454—Encoders incorporating incremental and absolute signals
- G01D5/2455—Encoders incorporating incremental and absolute signals with incremental and absolute tracks on the same encoder
- G01D5/2457—Incremental encoders having reference marks
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/26—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
- G01D5/32—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
- G01D5/34—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
- G01D5/36—Forming the light into pulses
- G01D5/366—Particular pulse shapes
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optical Transform (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】増分エンコーダの複雑さとコストを大幅に高め
ることなくコード・ホイールの絶対位置を識別すること
ができる位置エンコーダ・システムを提供する。 【解決手段】本発明の一実施例によれば、位置エンコー
ダ・システム（１０）は、埋め込み基準位置識別子（８
０）を定義する増分標識（２３）を有するトラック（２
２）を備えた媒体（２０）を使用するシステムを提供す
る。媒体（２０）が動くとき、センサ（３Ｏ）が、増分
標識（２３）の通過を検出し、それぞれの標識（２３）
が、媒体（２０）の所定の動きを示す。センサ（３０）
は、また、埋め込み基準位置識別子（８０）を検出し、
それに対応して媒体（２０）の絶対位置の決定するため
の認識可能なインデックス・パルスを提供する。
ることなくコード・ホイールの絶対位置を識別すること
ができる位置エンコーダ・システムを提供する。 【解決手段】本発明の一実施例によれば、位置エンコー
ダ・システム（１０）は、埋め込み基準位置識別子（８
０）を定義する増分標識（２３）を有するトラック（２
２）を備えた媒体（２０）を使用するシステムを提供す
る。媒体（２０）が動くとき、センサ（３Ｏ）が、増分
標識（２３）の通過を検出し、それぞれの標識（２３）
が、媒体（２０）の所定の動きを示す。センサ（３０）
は、また、埋め込み基準位置識別子（８０）を検出し、
それに対応して媒体（２０）の絶対位置の決定するため
の認識可能なインデックス・パルスを提供する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一般に、位置エンコー
ダに関し、より詳細には、埋め込み基準位置識別子を定
義する増分標識を備えたコード・ホイールまたはコード
・ストリップによって割り出しを行う位置エンコーダに
関する。本発明は、広い用途に利用できるが、特にプリ
ンタに適していることが分かっており、以下ではインク
ジェット方式のプリンタの文脈で説明する。
ダに関し、より詳細には、埋め込み基準位置識別子を定
義する増分標識を備えたコード・ホイールまたはコード
・ストリップによって割り出しを行う位置エンコーダに
関する。本発明は、広い用途に利用できるが、特にプリ
ンタに適していることが分かっており、以下ではインク
ジェット方式のプリンタの文脈で説明する。
【０００２】
【従来の技術】従来のインクジェット方式のプリンタに
おいて、シート媒体は、１つ以上のフィード・ローラー
を使ってシートを所定のシート媒体経路に沿ってプリン
タ内で導くフィード機構によってプリンタ内で送られ
る。ローラーは、通常、投入トレイ内の媒体と摩擦で噛
み合うように構成され、連続したシートが、投入トレイ
から引き出され、印刷を行う印字領域に導かれる。ロー
ラーは、シートを正確に配置し、それに対応してシート
上に画像を正確に配置するために高い精度で動かされ
る。
おいて、シート媒体は、１つ以上のフィード・ローラー
を使ってシートを所定のシート媒体経路に沿ってプリン
タ内で導くフィード機構によってプリンタ内で送られ
る。ローラーは、通常、投入トレイ内の媒体と摩擦で噛
み合うように構成され、連続したシートが、投入トレイ
から引き出され、印刷を行う印字領域に導かれる。ロー
ラーは、シートを正確に配置し、それに対応してシート
上に画像を正確に配置するために高い精度で動かされ
る。
【０００３】したがって、印刷の品質は、ローラー位置
の正確な識別に依存し、その作業は、通常、位置エンコ
ーダなどを使って行われる。そのような位置エンコーダ
は、通常、隣接するコード・ホイール（またはコード・
ストリップ）のトラックに沿った増分標識を識別する１
つ以上のセンサを使用する。コード・ホイール（通常は
円盤）は、好ましくはフィード・ローラーとコード・ホ
イールの両方の中心軸のまわりに、フィード・ローラー
と共に回転するように取り付けられる。コード・ホイー
ルが回転すると、センサとその付随構造が、通過する増
分標識の数を数え、各標識が、コード・ホイールの所定
の角度の動きを示す。これにより、コード・ホイールと
ローラーとそれによって搬送されるシートの相対的な動
きを識別することができる。
の正確な識別に依存し、その作業は、通常、位置エンコ
ーダなどを使って行われる。そのような位置エンコーダ
は、通常、隣接するコード・ホイール（またはコード・
ストリップ）のトラックに沿った増分標識を識別する１
つ以上のセンサを使用する。コード・ホイール（通常は
円盤）は、好ましくはフィード・ローラーとコード・ホ
イールの両方の中心軸のまわりに、フィード・ローラー
と共に回転するように取り付けられる。コード・ホイー
ルが回転すると、センサとその付随構造が、通過する増
分標識の数を数え、各標識が、コード・ホイールの所定
の角度の動きを示す。これにより、コード・ホイールと
ローラーとそれによって搬送されるシートの相対的な動
きを識別することができる。
【０００４】従来の位置エンコーダに関する１つの問題
点は、コード・ホイールの絶対位置（相対位置と対照的
な）を識別する難しさに関連していた。たとえば、従来
の位置エンコーダは単にコード・ホイールの位置の増分
変化をカウントすることは理解されよう。これは、コー
ド・ホイールの実際の位置を識別できる基準を提供しな
い。しかしながら、そのような情報は、固有のエンコー
ダ位置決め誤差（たとえば、コード・ホイールの偏心
性)に対処しそれに対応してシート上の画像の適切な配
置を保証するのに重要である。
点は、コード・ホイールの絶対位置（相対位置と対照的
な）を識別する難しさに関連していた。たとえば、従来
の位置エンコーダは単にコード・ホイールの位置の増分
変化をカウントすることは理解されよう。これは、コー
ド・ホイールの実際の位置を識別できる基準を提供しな
い。しかしながら、そのような情報は、固有のエンコー
ダ位置決め誤差（たとえば、コード・ホイールの偏心
性)に対処しそれに対応してシート上の画像の適切な配
置を保証するのに重要である。
【０００５】過去において、前述の問題には、コード・
ホイールに依存しないインデックス・パルス検出器によ
って検出するためのインデックス・パルスを生成するこ
とによって対処していた。インデックス・パルスは、ロ
ーラーまたは印刷予定シートあるいはその両方の所定の
位置を示すことは理解されよう。この手法は、有効な可
能性もあるが、一般に高精度の光学系を必要とし、イン
デックス・パルスをコード・ホイールの正確な位置と関
連づける必要がある。これらの要件は、エンコーダの複
雑さを高め、多くの商用プリンタ用途ではコスト的に許
容されないことがある。
ホイールに依存しないインデックス・パルス検出器によ
って検出するためのインデックス・パルスを生成するこ
とによって対処していた。インデックス・パルスは、ロ
ーラーまたは印刷予定シートあるいはその両方の所定の
位置を示すことは理解されよう。この手法は、有効な可
能性もあるが、一般に高精度の光学系を必要とし、イン
デックス・パルスをコード・ホイールの正確な位置と関
連づける必要がある。これらの要件は、エンコーダの複
雑さを高め、多くの商用プリンタ用途ではコスト的に許
容されないことがある。
【０００６】もう１つの手法は、コード・ホイールに別
のトラックを追加し、それに対応するチャネルを位置エ
ンコーダに加えることである。したがって、位置エンコ
ーダは、コード・ホイールの基準位置を識別するための
個別の割出しサブシステムを備える。しかしながら、シ
ステムが別々の割出しサブシステムと増分サブシステム
を使用するため、回路を追加しなければならない。した
がって、この手法は、位置エンコーダの複雑さとプリン
タ全体のコストの両方を高くする。
のトラックを追加し、それに対応するチャネルを位置エ
ンコーダに加えることである。したがって、位置エンコ
ーダは、コード・ホイールの基準位置を識別するための
個別の割出しサブシステムを備える。しかしながら、シ
ステムが別々の割出しサブシステムと増分サブシステム
を使用するため、回路を追加しなければならない。した
がって、この手法は、位置エンコーダの複雑さとプリン
タ全体のコストの両方を高くする。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の増分
エンコーダの複雑さとコストを大幅に高めることなくコ
ード・ホイールの絶対位置を識別することができる位置
エンコーダ・システムを提供することを目的とする。
エンコーダの複雑さとコストを大幅に高めることなくコ
ード・ホイールの絶対位置を識別することができる位置
エンコーダ・システムを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】以上の問題点に対処する
ため、埋め込み基準位置識別子を定義する増分標識を有
するトラックを備えた位置エンコーダ・システムが提供
される。トラックが動くとき、センサが増分標識の通過
を検出し、そのような標識がトラックの所定の動きを示
す。センサは、また、埋め込み基準位置識別子を検出
し、それに対応して、トラックの絶対位置を定義する基
準となる認識可能なインデックス・パルスを提供する。
ため、埋め込み基準位置識別子を定義する増分標識を有
するトラックを備えた位置エンコーダ・システムが提供
される。トラックが動くとき、センサが増分標識の通過
を検出し、そのような標識がトラックの所定の動きを示
す。センサは、また、埋め込み基準位置識別子を検出
し、それに対応して、トラックの絶対位置を定義する基
準となる認識可能なインデックス・パルスを提供する。
【０００９】プリンタにおいて、トラックは、一般に、
コード・ホイールの角度方向の動きがローラーの角度方
向の動きに対応しまたそれと関連したシートの動きに対
応するように、プリンタのフィード・ローラーと一緒に
回転するように取り付けられたコード・ホイール上に形
成される。コード・ホイールが回転するとき、センサ
は、増分標識の通過を検出し、コード・ホイールの動き
を定量化するために利用できる対応する一対の位相がず
れた周期的波形を生成する。また、センサは、好ましく
は波形のピーク振幅の所定の変化を識別することによっ
て、埋め込み基準位置識別子を検出する。そのような変
化は、１つ以上の増分標識の所定の特性を変更すること
によって達成することができる（たとえば、選択された
標識の不透明度を高めることにより）。したがって、変
更された標識は、コード・ホイールの基準位置を定義す
る基準となるコード・ホイールの絶対位置を定義すると
考えることができる。
コード・ホイールの角度方向の動きがローラーの角度方
向の動きに対応しまたそれと関連したシートの動きに対
応するように、プリンタのフィード・ローラーと一緒に
回転するように取り付けられたコード・ホイール上に形
成される。コード・ホイールが回転するとき、センサ
は、増分標識の通過を検出し、コード・ホイールの動き
を定量化するために利用できる対応する一対の位相がず
れた周期的波形を生成する。また、センサは、好ましく
は波形のピーク振幅の所定の変化を識別することによっ
て、埋め込み基準位置識別子を検出する。そのような変
化は、１つ以上の増分標識の所定の特性を変更すること
によって達成することができる（たとえば、選択された
標識の不透明度を高めることにより）。したがって、変
更された標識は、コード・ホイールの基準位置を定義す
る基準となるコード・ホイールの絶対位置を定義すると
考えることができる。
【００１０】本発明の以上その他の目的および利点は、
図面および以下に説明する好ましい実施形態の詳細な説
明を検討することによりさらに容易に理解されよう。
図面および以下に説明する好ましい実施形態の詳細な説
明を検討することによりさらに容易に理解されよう。
【００１１】
【実施例】最初に、図１を参照すると、本発明の好まし
い実施形態にしたがって構成された位置エンコーダ・シ
ステムの概略が１０で示され、このシステムは、物体の
位置を定義するためにそのトラッキングを受ける物体と
一緒に動くことができるトラッキング媒体を使用する。
図のシステムは幅広い用途を有するが、本明細書では、
フィード・ローラー位置の正確な決定が必要なインクジ
ェット式プリンタなどの装置に使用されるシステムにつ
いて説明する。たとえば、フィード・ローラー位置を不
正確に決定すると、カラーバンドが付いたり、間隔が不
適切になったり、さらには文字の印刷ラインが重なった
りする様々な問題を引き起こす可能性があることが理解
されよう。
い実施形態にしたがって構成された位置エンコーダ・シ
ステムの概略が１０で示され、このシステムは、物体の
位置を定義するためにそのトラッキングを受ける物体と
一緒に動くことができるトラッキング媒体を使用する。
図のシステムは幅広い用途を有するが、本明細書では、
フィード・ローラー位置の正確な決定が必要なインクジ
ェット式プリンタなどの装置に使用されるシステムにつ
いて説明する。たとえば、フィード・ローラー位置を不
正確に決定すると、カラーバンドが付いたり、間隔が不
適切になったり、さらには文字の印刷ラインが重なった
りする様々な問題を引き起こす可能性があることが理解
されよう。
【００１２】図示したように、図の位置エンコーダ・シ
ステムは、プリンタのフィード・ローラー（図示せず）
の角度位置の決定に使用するように構成され、ローラー
は、通常、軸Ａのまわりに回転するように構成される。
図示した実施形態では、これは、トラッキング媒体をコ
ード・ホイール２０（好ましくは円盤）の形で利用し、
また軸Ａのまわりに回転するように取り付けることによ
って達成される。コード・ホイールは、通常、フィード
・ローラーに連結され、コード・ホイールの対応する動
きを追跡することによってフィード・ローラーの動きを
追跡する。
ステムは、プリンタのフィード・ローラー（図示せず）
の角度位置の決定に使用するように構成され、ローラー
は、通常、軸Ａのまわりに回転するように構成される。
図示した実施形態では、これは、トラッキング媒体をコ
ード・ホイール２０（好ましくは円盤）の形で利用し、
また軸Ａのまわりに回転するように取り付けることによ
って達成される。コード・ホイールは、通常、フィード
・ローラーに連結され、コード・ホイールの対応する動
きを追跡することによってフィード・ローラーの動きを
追跡する。
【００１３】コード・ホイール２０は、ディスクの外辺
部に延びるトラック２２を一連の増分標識２３として定
義する。標識は、間隔が狭くかつ均一であり、それぞれ
の標識が、コード・ホイールの外周に沿った所定の移動
の増分を示す。したがって、標識を調べることにより、
コード・ホイールの増分的な角度方向の動きを識別する
ことができる。これを利用して、コード・ホイール（コ
ード・ホイールの前の位置に対するその現在位置）と、
それと関連したフィード・ローラー（図示せず）の相対
位置を決定することができる。
部に延びるトラック２２を一連の増分標識２３として定
義する。標識は、間隔が狭くかつ均一であり、それぞれ
の標識が、コード・ホイールの外周に沿った所定の移動
の増分を示す。したがって、標識を調べることにより、
コード・ホイールの増分的な角度方向の動きを識別する
ことができる。これを利用して、コード・ホイール（コ
ード・ホイールの前の位置に対するその現在位置）と、
それと関連したフィード・ローラー（図示せず）の相対
位置を決定することができる。
【００１４】エンコーダは、また、コード・ホイールが
回転するときに増分標識の通過を検出するセンサ３０を
備える。センサ（通常は光学センサ）は、位相がずれた
１対の周期的出力３２、３４を生成し、それぞれの出力
は、トラックに沿った増分標識の分解能に対応する周波
数をもつ。それぞれの出力の周期は、Ｎをトラックに沿
った増分標識の数としたときに、１／Ｎである。それぞ
れの周期は、センサが初期標識を識別する初期位置から
センサが隣りの次の標識を識別する次の位置までのコー
ド・ホイールの所定の動きに対応する。したがって、連
続する標識は、参照波形の隣接する周期によって識別さ
れる。
回転するときに増分標識の通過を検出するセンサ３０を
備える。センサ（通常は光学センサ）は、位相がずれた
１対の周期的出力３２、３４を生成し、それぞれの出力
は、トラックに沿った増分標識の分解能に対応する周波
数をもつ。それぞれの出力の周期は、Ｎをトラックに沿
った増分標識の数としたときに、１／Ｎである。それぞ
れの周期は、センサが初期標識を識別する初期位置から
センサが隣りの次の標識を識別する次の位置までのコー
ド・ホイールの所定の動きに対応する。したがって、連
続する標識は、参照波形の隣接する周期によって識別さ
れる。
【００１５】センサ出力は、通常、位相が９０度ずれた
アナログ信号であり、それぞれの信号は、概略的に正弦
波によって特徴付けられる（図３）。これらの信号は位
相がずれているため、当業者は、正弦波の立ち上がりと
立ち下がりに沿った対応する点（すなわち、同じ振幅の
点）を区別できることを理解されよう。この区別と信号
振幅を利用して、その波形の所定周期内のすべての点を
識別することができる。したがって、位相がずれたセン
サ出力によって、増分標識の断片的な定量化が行われ、
それに対応してコード・ホイールの連続位置を確認する
ことができる。
アナログ信号であり、それぞれの信号は、概略的に正弦
波によって特徴付けられる（図３）。これらの信号は位
相がずれているため、当業者は、正弦波の立ち上がりと
立ち下がりに沿った対応する点（すなわち、同じ振幅の
点）を区別できることを理解されよう。この区別と信号
振幅を利用して、その波形の所定周期内のすべての点を
識別することができる。したがって、位相がずれたセン
サ出力によって、増分標識の断片的な定量化が行われ、
それに対応してコード・ホイールの連続位置を確認する
ことができる。
【００１６】さらに図１を参照すると、それぞれのセン
サ出力が、増幅器４０を介して、増分標識を予備的に定
量化するアップ／ダウン・カウンタ５０に送られる。図
示したように、増幅器は、通常、センサ出力を正弦波信
号（図３）と見なすが、対応する増幅器出力４２、４４
を、次にカウンタ５０に入力するための方形波信号（図
４）の形で生成する。同様に、増幅器を利用して、他の
アナログ波形（たとえば、三角波信号）をカウンタに入
力する方形波信号に変換することができる。これによ
り、カウンタは、増分標識の数をカウントし、その計数
値をさらに定量化するためにマイクロプロセッサ７０
（図では「μＰ」と呼ばれる）に渡すことができる。
サ出力が、増幅器４０を介して、増分標識を予備的に定
量化するアップ／ダウン・カウンタ５０に送られる。図
示したように、増幅器は、通常、センサ出力を正弦波信
号（図３）と見なすが、対応する増幅器出力４２、４４
を、次にカウンタ５０に入力するための方形波信号（図
４）の形で生成する。同様に、増幅器を利用して、他の
アナログ波形（たとえば、三角波信号）をカウンタに入
力する方形波信号に変換することができる。これによ
り、カウンタは、増分標識の数をカウントし、その計数
値をさらに定量化するためにマイクロプロセッサ７０
（図では「μＰ」と呼ばれる）に渡すことができる。
【００１７】好ましい実施形態において、カウンタは、
トラックに沿った増分標識の分解能に対してエンコーダ
の分解能を高めるために、方形波信号（両方の信号）の
立ち上がりと立ち下がりの両方をカウントする。したが
って、カウンタは、個々の増分標識が通過している間に
４回カウントすることになる。分解能は、センサ出力の
振幅を考慮することによってさらに高められ、そのよう
な振幅は、一般に波形の所定部分に沿って繰り返さない
（たとえば、正弦波信号のこれらの部分は、方形波信号
の連続的な立ち上がりと立ち下がりの回数に対応す
る）。
トラックに沿った増分標識の分解能に対してエンコーダ
の分解能を高めるために、方形波信号（両方の信号）の
立ち上がりと立ち下がりの両方をカウントする。したが
って、カウンタは、個々の増分標識が通過している間に
４回カウントすることになる。分解能は、センサ出力の
振幅を考慮することによってさらに高められ、そのよう
な振幅は、一般に波形の所定部分に沿って繰り返さない
（たとえば、正弦波信号のこれらの部分は、方形波信号
の連続的な立ち上がりと立ち下がりの回数に対応す
る）。
【００１８】また、センサ出力は、信号振幅のディジタ
ル表示を提供するために、アナログ−デジタル変換器６
０（図では「Ａ／Ｄ」と呼ばれる）に送られる。信号振
幅は、コード・ホイールの増分標識をさらに定量化（断
片的定量化）するためにマイクロプロセッサ７０に渡さ
れる。したがって、センサ出力の振幅をカウンタ５０に
よって生成されたカウントと組み合わせることによっ
て、事実上コード・ホイールの回転経路に沿った任意の
コード・ホイール位置を識別することができる。
ル表示を提供するために、アナログ−デジタル変換器６
０（図では「Ａ／Ｄ」と呼ばれる）に送られる。信号振
幅は、コード・ホイールの増分標識をさらに定量化（断
片的定量化）するためにマイクロプロセッサ７０に渡さ
れる。したがって、センサ出力の振幅をカウンタ５０に
よって生成されたカウントと組み合わせることによっ
て、事実上コード・ホイールの回転経路に沿った任意の
コード・ホイール位置を識別することができる。
【００１９】コード・ホイールの絶対位置を識別するた
めに、エンコーダは、コード・ホイールの動きを割り出
すために使用できる基準位置インジケータを利用する。
基準位置インジケータは、通常コード・ホイールによっ
て定義され、通常コード・ホイールの１つ以上の増分標
識に埋め込まれる。これにより、連続的なプリンタ動作
のために、コード・ホイールの位置を、一定の基準位置
に対して定義することができる。さらに、コード・ホイ
ールの基準位置を一度識別した後は、検出したコード・
ホイールの増分動作に基づいてローラーの次の絶対位置
を識別することができる。
めに、エンコーダは、コード・ホイールの動きを割り出
すために使用できる基準位置インジケータを利用する。
基準位置インジケータは、通常コード・ホイールによっ
て定義され、通常コード・ホイールの１つ以上の増分標
識に埋め込まれる。これにより、連続的なプリンタ動作
のために、コード・ホイールの位置を、一定の基準位置
に対して定義することができる。さらに、コード・ホイ
ールの基準位置を一度識別した後は、検出したコード・
ホイールの増分動作に基づいてローラーの次の絶対位置
を識別することができる。
【００２０】図示した実施形態では、基準位置インジケ
ータがトラック２２に沿って定義され、１つ以上の増分
標識が、他の標識の位置を定義する基準となる指標を示
すように適合される。したがって、基準位置インジケー
タを検出するセンサの次のセンサで検出された標識の定
量化によって、絶対的なコード・ホイール位置の識別を
実現することができる。しかしながら、基準位置インジ
ケータは標識の定量化に対して透明であり、したがっ
て、コード・ホイールの分解能を損なわずにコード・ホ
イールの絶対位置を決定することができることを理解さ
れよう。
ータがトラック２２に沿って定義され、１つ以上の増分
標識が、他の標識の位置を定義する基準となる指標を示
すように適合される。したがって、基準位置インジケー
タを検出するセンサの次のセンサで検出された標識の定
量化によって、絶対的なコード・ホイール位置の識別を
実現することができる。しかしながら、基準位置インジ
ケータは標識の定量化に対して透明であり、したがっ
て、コード・ホイールの分解能を損なわずにコード・ホ
イールの絶対位置を決定することができることを理解さ
れよう。
【００２１】図２に、コード・ホイール２０の拡大部分
を示し、この部分は、前述のコード・ホイール・トラッ
クの一部分を含む。図示したように、トラックは、複数
の等間隔の増分標識によって定義され、それぞれがほぼ
透明（または半透明）な台形の形をとる。したがって、
センサは、透明な標識の光の通過に対応する出力を生成
することによって増分標識を識別する。出力は、本明細
書に説明するような増分標識の定量化に使用するため
に、増幅器４０によって方形波信号４２、４４（図４）
に変換できる１対の移相正弦波信号３２、３４（図３）
の形をとる。
を示し、この部分は、前述のコード・ホイール・トラッ
クの一部分を含む。図示したように、トラックは、複数
の等間隔の増分標識によって定義され、それぞれがほぼ
透明（または半透明）な台形の形をとる。したがって、
センサは、透明な標識の光の通過に対応する出力を生成
することによって増分標識を識別する。出力は、本明細
書に説明するような増分標識の定量化に使用するため
に、増幅器４０によって方形波信号４２、４４（図４）
に変換できる１対の移相正弦波信号３２、３４（図３）
の形をとる。
【００２２】本発明によれば、通常、コード・ホイール
の所定の特性を変更することによって、付加的な情報を
伝えるようにコード・ホイールを適合させることができ
る。たとえば、光センサを使用する場合、情報は、コー
ド・ホイールの光学濃度を適合することによって提供す
ることができる。これは、通常、１つ以上の増分標識の
不透明度を区別することによって達成される。したがっ
て、コード・ホイールの標識は、コード・ホイール位置
を定義できる基準位置（または標識）を識別する埋め込
み基準位置インジケータ８０を含むと考えることができ
る。基準位置インジケータを１つだけ図示したが、当業
者は、付加的な情報（位置の情報など）を提供するため
に追加のインジケータを利用することができることを理
解されよう。
の所定の特性を変更することによって、付加的な情報を
伝えるようにコード・ホイールを適合させることができ
る。たとえば、光センサを使用する場合、情報は、コー
ド・ホイールの光学濃度を適合することによって提供す
ることができる。これは、通常、１つ以上の増分標識の
不透明度を区別することによって達成される。したがっ
て、コード・ホイールの標識は、コード・ホイール位置
を定義できる基準位置（または標識）を識別する埋め込
み基準位置インジケータ８０を含むと考えることができ
る。基準位置インジケータを１つだけ図示したが、当業
者は、付加的な情報（位置の情報など）を提供するため
に追加のインジケータを利用することができることを理
解されよう。
【００２３】増分標識の区別した不透明度に対応して出
力信号３２、３４の特性が変化する。通常、この変化
は、センサ出力信号のピーク振幅の微分によって具体化
される。このピーク振幅の微分は、アナログーデジタル
変換器６０によって検出され、解釈のためのマイクロプ
ロセッサ７０に送られる
力信号３２、３４の特性が変化する。通常、この変化
は、センサ出力信号のピーク振幅の微分によって具体化
される。このピーク振幅の微分は、アナログーデジタル
変換器６０によって検出され、解釈のためのマイクロプ
ロセッサ７０に送られる
【００２４】好ましい実施形態において、基準位置イン
ジケータは、不透明度を区別した一連の標識によって定
義され、そのような標識は、ピーク振幅が標識の不透明
度によって変化するセンサ出力信号をセンサに生成させ
るように構成される。したがって、標識の不透明度が変
化すると、センサ出力信号のピーク振幅が、所定のピー
ク振幅範囲から外れた振幅に低下する（または上昇す
る）ことがある。図の位置エンコーダ・システムのピー
ク振幅範囲は、所定の不透明度しきい値を越える不透明
度を有する標識の識別に適応するように選択される。そ
のしきい値は、標識の不透明度が約５０パーセントのよ
りも高いときに越えることが好ましい。増分標識８２
は、たとえば、不透明度が約７５パーセントであり、所
定のピーク振幅範囲から外れた（それよりも低い）ピー
ク振幅をもつ出力信号パルス９２を生成する。
ジケータは、不透明度を区別した一連の標識によって定
義され、そのような標識は、ピーク振幅が標識の不透明
度によって変化するセンサ出力信号をセンサに生成させ
るように構成される。したがって、標識の不透明度が変
化すると、センサ出力信号のピーク振幅が、所定のピー
ク振幅範囲から外れた振幅に低下する（または上昇す
る）ことがある。図の位置エンコーダ・システムのピー
ク振幅範囲は、所定の不透明度しきい値を越える不透明
度を有する標識の識別に適応するように選択される。そ
のしきい値は、標識の不透明度が約５０パーセントのよ
りも高いときに越えることが好ましい。増分標識８２
は、たとえば、不透明度が約７５パーセントであり、所
定のピーク振幅範囲から外れた（それよりも低い）ピー
ク振幅をもつ出力信号パルス９２を生成する。
【００２５】また、標識８２のまわりの増分標識は、イ
ンデックス標識を透明から実質上不透明に徐々に移行さ
せるため多少不透明でもよい。したがって、標識８２の
不透明度は約７５パーセントであり、標識８４の不透明
度は約５０パーセントであり、標識８６の不透明度は約
２５パーセントであり、標識８８は実質上透明である。
また、残りの標識（コード・ホイールの周囲に延びる）
は、実質上透明である。
ンデックス標識を透明から実質上不透明に徐々に移行さ
せるため多少不透明でもよい。したがって、標識８２の
不透明度は約７５パーセントであり、標識８４の不透明
度は約５０パーセントであり、標識８６の不透明度は約
２５パーセントであり、標識８８は実質上透明である。
また、残りの標識（コード・ホイールの周囲に延びる）
は、実質上透明である。
【００２６】本発明の１つの実施形態において、隣り合
った出力信号パルスのピーク振幅が、マイクロプロセッ
サ７０によって平均され、その平均ピーク振幅がインデ
ックス・パルスのより信頼性の高い指示を提供する。た
とえば、センサが１つの増分標識の検出に失敗しても、
所定のレベルよりも低い平均ピーク振幅を有する一連の
標識の検出に失敗することはほとんどありえないことを
理解されよう。しかしながら、前述のような標識の不透
明度の移行のため、エンコーダの割り出しの分解能は変
化しない。
った出力信号パルスのピーク振幅が、マイクロプロセッ
サ７０によって平均され、その平均ピーク振幅がインデ
ックス・パルスのより信頼性の高い指示を提供する。た
とえば、センサが１つの増分標識の検出に失敗しても、
所定のレベルよりも低い平均ピーク振幅を有する一連の
標識の検出に失敗することはほとんどありえないことを
理解されよう。しかしながら、前述のような標識の不透
明度の移行のため、エンコーダの割り出しの分解能は変
化しない。
【００２７】いずれにしても、増分標識８２は、まわり
の増分標識８４、８６、８８の不透明度よりもかなり高
い不透明度に定義される。これに対応して、標識８２
は、周囲の増分標識よりも少ない光しか通過させない。
したがって、センサ３０は、正弦波出力信号３２、３４
（図３）を生成し、そのうちの少なくとも１つ信号は、
周辺のパルス９４、９６、９８のピーク振幅よりもかな
り低いピーク振幅を有するインデックス・パルス９２を
含む。したがって、インデックス・パルスを利用して、
コード・ホイールの将来の位置を定義する基準となる基
準位置を識別することができる。マイクロプロセッサが
所定レベルよりも低いピーク振幅を検出するとき、コー
ド・ホイールの基準位置が定義される。
の増分標識８４、８６、８８の不透明度よりもかなり高
い不透明度に定義される。これに対応して、標識８２
は、周囲の増分標識よりも少ない光しか通過させない。
したがって、センサ３０は、正弦波出力信号３２、３４
（図３）を生成し、そのうちの少なくとも１つ信号は、
周辺のパルス９４、９６、９８のピーク振幅よりもかな
り低いピーク振幅を有するインデックス・パルス９２を
含む。したがって、インデックス・パルスを利用して、
コード・ホイールの将来の位置を定義する基準となる基
準位置を識別することができる。マイクロプロセッサが
所定レベルよりも低いピーク振幅を検出するとき、コー
ド・ホイールの基準位置が定義される。
【００２８】当業者は、増分標識の不透明度を変化させ
ることが、コード・ホイールに情報を記録する唯一の方
法ではないことを理解されよう。たとえば、標識の形状
またはサイズを変更しても同様の効果を得ることができ
ることを理解されよう。また、出力信号（たとえばピー
ク領域）の未使用部分を形成してマイクロプロセッサに
他の情報を伝えることもできる。
ることが、コード・ホイールに情報を記録する唯一の方
法ではないことを理解されよう。たとえば、標識の形状
またはサイズを変更しても同様の効果を得ることができ
ることを理解されよう。また、出力信号（たとえばピー
ク領域）の未使用部分を形成してマイクロプロセッサに
他の情報を伝えることもできる。
【００２９】したがって、前述のシステムは、図５に全
体を１００で示した方法に従う。その方法は、対象媒体
の絶対位置を確認するために、（１）トラッキング媒体
が相対運動するときにトラッキング媒体を調べて、少な
くとも１つの標識が所定の特性を有する増分標識を検出
する段階と（全体を１０２で示した）、（２）増分標識
の検出に応答して、所定の特性を示す属性を含む出力を
生成する段階と（全体を１０４で示した）、（３）その
出力を調べて所定の特性を有する標識を示す属性を識別
する段階と（全体を１０６で示した）、（４）属性の識
別によって媒体の基準位置を定義する段階と（全体を１
０８で示した）、（５）属性を識別した後で基準位置検
出する増分標識を定量化して、トラッキング媒体の基準
位置に対する絶対位置を識別する段階と（全体を１１０
で示した）を含む。
体を１００で示した方法に従う。その方法は、対象媒体
の絶対位置を確認するために、（１）トラッキング媒体
が相対運動するときにトラッキング媒体を調べて、少な
くとも１つの標識が所定の特性を有する増分標識を検出
する段階と（全体を１０２で示した）、（２）増分標識
の検出に応答して、所定の特性を示す属性を含む出力を
生成する段階と（全体を１０４で示した）、（３）その
出力を調べて所定の特性を有する標識を示す属性を識別
する段階と（全体を１０６で示した）、（４）属性の識
別によって媒体の基準位置を定義する段階と（全体を１
０８で示した）、（５）属性を識別した後で基準位置検
出する増分標識を定量化して、トラッキング媒体の基準
位置に対する絶対位置を識別する段階と（全体を１１０
で示した）を含む。
【００３０】本実施形態において、所定の属性は不透明
度である。所定の範囲内の不透明度をもつ標識（または
一連の標識）を識別することにより、基準位置が定義さ
れ、増分標識の定量化が開始される。通常、標識は、正
弦波センサ出力信号をカウンタに入力できる方形波信号
に変換することによって定量化される。また、センサ出
力信号は、信号振幅のアナログ−ディジタル変換器に送
られる。次に、マイクロプロセッサが、標識の断片的な
定量化に使用するカウンタとアナログ−デジタル変換器
からデータを受け取る。これを利用して、コード・ホイ
ールの絶対位置を定義することができる。
度である。所定の範囲内の不透明度をもつ標識（または
一連の標識）を識別することにより、基準位置が定義さ
れ、増分標識の定量化が開始される。通常、標識は、正
弦波センサ出力信号をカウンタに入力できる方形波信号
に変換することによって定量化される。また、センサ出
力信号は、信号振幅のアナログ−ディジタル変換器に送
られる。次に、マイクロプロセッサが、標識の断片的な
定量化に使用するカウンタとアナログ−デジタル変換器
からデータを受け取る。これを利用して、コード・ホイ
ールの絶対位置を定義することができる。
【００３１】本発明を、以上の動作原理と好ましい実施
形態を参照して示し説明したが、当業者には、形態およ
び詳細における他の変更を行えることが明らかであろ
う。たとえば、前述のコード・ホイールの代わりに、リ
ニア・トラックを定義する増分標識を含むコード・スト
リップの形をとることもできる。したがって、センサが
増分標識を検出してコード・ストリップの所定の直線的
な動きを識別できるようにリニア・トラックの動きを適
応させることができる。
形態を参照して示し説明したが、当業者には、形態およ
び詳細における他の変更を行えることが明らかであろ
う。たとえば、前述のコード・ホイールの代わりに、リ
ニア・トラックを定義する増分標識を含むコード・スト
リップの形をとることもできる。したがって、センサが
増分標識を検出してコード・ストリップの所定の直線的
な動きを識別できるようにリニア・トラックの動きを適
応させることができる。
【００３２】以上、本発明の実施例について詳述した
が、以下、本発明の各実施態様の例を示す。
が、以下、本発明の各実施態様の例を示す。
【００３３】[実施態様１]所定の１つが固有の特性をも
つ増分標識（２３）有するトラック（２２）と、前記ト
ラック（２２）が相対運動するときの前記トラック（２
２）に沿った増分標識（２３）を検出し、かつ前記固有
の特性を有する前記増分標識の所定の１つ（８２）を識
別するように構成されたセンサ（３０）と、前記センサ
（３０）に接続され、前記固有の特性を識別した後で前
記センサ（３０）によって検出される増分標識（２３）
を定量化するカウンタ（５０）と、を備えて成る位置エ
ンコーダ・システム（１０）。
つ増分標識（２３）有するトラック（２２）と、前記ト
ラック（２２）が相対運動するときの前記トラック（２
２）に沿った増分標識（２３）を検出し、かつ前記固有
の特性を有する前記増分標識の所定の１つ（８２）を識
別するように構成されたセンサ（３０）と、前記センサ
（３０）に接続され、前記固有の特性を識別した後で前
記センサ（３０）によって検出される増分標識（２３）
を定量化するカウンタ（５０）と、を備えて成る位置エ
ンコーダ・システム（１０）。
【００３４】[実施態様２]前記センサ（３０）が、前記
増分標識（２３）の不透明度を示すピーク振幅を有する
パルス（９２、９４、９６、９８）を含む出力信号（３
２、３４）を生成することを特徴とする実施態様１に記
載の位置エンコーダ・システム（１０）。
増分標識（２３）の不透明度を示すピーク振幅を有する
パルス（９２、９４、９６、９８）を含む出力信号（３
２、３４）を生成することを特徴とする実施態様１に記
載の位置エンコーダ・システム（１０）。
【００３５】[実施態様３]前記固有の特性が、所定のし
きい値を越える不透明度であることを特徴とする実施態
様２に記載の位置エンコーダ・システム（１０）。
きい値を越える不透明度であることを特徴とする実施態
様２に記載の位置エンコーダ・システム（１０）。
【００３６】[実施態様４]前記増分標識（８２）の前記
所定の１つの不透明度が、約７５パーセントであること
を特徴とする実施態様３に記載の位置エンコーダ・シス
テム（１０）。
所定の１つの不透明度が、約７５パーセントであること
を特徴とする実施態様３に記載の位置エンコーダ・シス
テム（１０）。
【００３７】[実施態様５]前記増分標識（８２）の前記
所定の１つを除く全ての不透明度が、約５０パーセント
未満であることを特徴とする実施態様４に記載の位置エ
ンコーダ・システム（１０）。
所定の１つを除く全ての不透明度が、約５０パーセント
未満であることを特徴とする実施態様４に記載の位置エ
ンコーダ・システム（１０）。
【００３８】[実施態様６]前記増分標識（２３）の不透
明度が、透明から不透明度約７５パーセントまで徐々に
遷移することを特徴とする実施態様４に記載の位置エン
コード・システム（１０）。
明度が、透明から不透明度約７５パーセントまで徐々に
遷移することを特徴とする実施態様４に記載の位置エン
コード・システム（１０）。
【００３９】[実施態様７]前記出力信号（３２、３４）
の各パルス（９２、９４、９６、９８）が、前記トラッ
ク（２２）の所定の相対的な動きを表すことを特徴とす
る実施態様２に記載の位置エンコード・システム（１
０）。
の各パルス（９２、９４、９６、９８）が、前記トラッ
ク（２２）の所定の相対的な動きを表すことを特徴とす
る実施態様２に記載の位置エンコード・システム（１
０）。
【００４０】[実施態様８]前記カウンタ（５０）が、前
記出力信号パルス（９２、９４、９６、９８）を数える
ことによって増分標識（２３）を定量化することを特徴
とする実施態様７に記載の位置エンコード・システム
（１０）。
記出力信号パルス（９２、９４、９６、９８）を数える
ことによって増分標識（２３）を定量化することを特徴
とする実施態様７に記載の位置エンコード・システム
（１０）。
【００４１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明を用いるこ
とにより、増分エンコーダの複雑さとコストを大幅に高
めることなくコード・ホイールの絶対位置を識別するこ
とができる。
とにより、増分エンコーダの複雑さとコストを大幅に高
めることなくコード・ホイールの絶対位置を識別するこ
とができる。
【図１】本発明の好ましい実施形態にしたがって構成さ
れた位置エンコーダ・システムのある程度概略的な図で
ある。
れた位置エンコーダ・システムのある程度概略的な図で
ある。
【図２】図１に示す位置エンコーダ・システムの一部分
を構成するコード・ホイールの部分拡大図である。
を構成するコード・ホイールの部分拡大図である。
【図３】図１に示す位置エンコーダ・システムの一部分
を構成するセンサによって生成される例示的なアナログ
波形を示す図である。
を構成するセンサによって生成される例示的なアナログ
波形を示す図である。
【図４】図３のアナログ波形から得られる例示的なディ
ジタル波形を示す図である。
ジタル波形を示す図である。
【図５】本発明の好ましい実施形態により位置エンコー
ダ・システムの割出しを行う方法を例示するフローチャ
ートである。
ダ・システムの割出しを行う方法を例示するフローチャ
ートである。
１０：位置エンコード・システム ２０：コード・ホイール ２２：トラック ２３：増分標識 ３０：センサ ３２：正弦波出力信号 ３４：正弦波出力信号 ４０：増幅器 ４２：方形波信号 ４４：方形波信号 ５０：カウンタ ６０：アナログーデジタル変換器 ７０：マイクロプロセッサ ８０：基準位置インジケータ ８２：増分標識 ８４：増分標識 ８６：増分標識 ８８：増分標識 ８６：標識 ８８：標識 ９２：出力信号パルス ９２：出力信号パルス ９４：出力信号パルス ９６：出力信号パルス ９８：出力信号パルス
Claims (1)
- 【請求項１】所定の１つが固有の特性をもつ増分標識有
するトラックと、 前記トラックが相対運動するときの前記トラックに沿っ
た増分標識を検出し、かつ前記固有の特性を有する前記
増分標識の所定の１つを識別するように構成されたセン
サと、 前記センサに接続され、前記固有の特性を識別した後で
前記センサによって検出される増分標識を定量化するカ
ウンタと、 を備えて成る位置エンコーダ・システム。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/840,079 US5929789A (en) | 1997-04-09 | 1997-04-09 | Single channel incremental position encorder with incorporated reference mark |
| US840,079 | 1997-04-09 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10318790A true JPH10318790A (ja) | 1998-12-04 |
| JP3734205B2 JP3734205B2 (ja) | 2006-01-11 |
Family
ID=25281398
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09177998A Expired - Fee Related JP3734205B2 (ja) | 1997-04-09 | 1998-04-03 | 位置エンコーダ |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5929789A (ja) |
| EP (1) | EP0871013B2 (ja) |
| JP (1) | JP3734205B2 (ja) |
| DE (1) | DE69815919T3 (ja) |
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| JP2010002418A (ja) * | 2008-06-23 | 2010-01-07 | Xerox Corp | エンコーダ・ホーム位置信号を処理する方法及びシステム、並びに、コンピュータ使用可能媒体 |
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