JPS60260812A - デイジタル制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、少なくとも１つの送光器および少なくとも２
つのビーム路に設けられた変換器を有する光電型増分セ
ンサを用い、送光器と変換器との間でそれぞれ１つの光
ビームに対して部分的に不透光性で部分的に透光性なマ
ーク軌跡を直線的または回転運動可能にし、移相された
信号を発生するために送光器および変換器がマークに対
して錯角を形成するように設置されている機械または装
置１例えば、与トリックスゾリンクのディジタル制御用
装置に関する。

従来技術 この種のディジタル機械制御においては、速度制御もし
くは調整のため・の被制御駆動モータの直線または回転
運動が基本となる。この場合、実測速度は増分センサに
よって走査される。

発生された信号は、位置計数器の作動に用いられ、該計
数器の計数状態を基にして、駆動モータはシーケンシャ
ルな制御パルス列で補正される。

増分センサは、主に光電変換原理に基づいて実現されて
いるが、希れには、磁気作用原理に基づいて実現されて
いるものもある。この種の増分センサは、位相が９００
変位された２つのクロック信号を発生し、成る種の事例
においては零・ξルスをも発生する、移相の記号が運動
方向を決定する。

マトリックスプリンタの印字ヘラｒ担持キャリッジもし
くはその駆動モータの速度の制御もしくは調整において
、異なった走査原理で動作する光電型増分センサな、ホ
トトランジスタからなる変換器と組合せて使用すること
は公知である（西独特許願公開公報第３０１４８２１号
参照）。

ホトトランジスタには、増幅率が温度の増加および周波
数の変化で減少すると言う由々しい欠点がある。光源と
して発光ダイオ−Ｐを用いれば、その光出力が温度の増
加と共に減少するので、それによりホトトランジスタの
温度依存性を補償することができる。しかしながら、ホ
トトランジスタの温度上昇を回路技術的にダイオ−ｒの
温度上昇と結合することはできず、しかもまたホトトラ
ンジスタの増幅特性をダイオード°ノ光出力降下の特性
と一致させることができないので、上記のような補償は
寧ろ偶発的な事象と見做される。このような場合、ダイ
オ−Ｐは、ホトトランジスタの温度特性に適するように
選択しなければならない。公知の事例においては、移相
された信号を零度信号および９０’信号として発生する
ことにより対処している。

発光ダイオ−Ｐの光電流を追従制御するために１マーク
軌跡の外側に位置しておって、光ビームを受ける第３の
変換器が用いられている。しかしながら、このシステム
ｆは温度影響を補償できないことが判明した。

発明の目的 したがって、本発明の課題は用いられる構成要素の加熱
にも関わらず、正確な測定もしくは制御もしくは調整信
号を発生することができ。

さらに動作点の特別な補償ならびに特別な補償手段を不
必要にすることにある。

発明の構成 上記の課題は、反対位相の信号を発生するための外部に
位置する光ビームを設けて、該光ビーム間の中間に、基
準信号として外側に位置する光ビームの信号に対し９０
　の位相角だけ進むかまたは遅れる基準ビームを設ける
ことにより解決される。

本発明の発展態様として、１つの送光器だけを設け、そ
して少なくとも３つの光ビームな少なくとも３つの対向
位置する変換器と組合わせ、外側の変換器にはそれぞれ
信号のための外側のアナロメ光ビームを入射し、中間の
変換器には、基準信号のだめの中間アナログ光ビームを
入射することが提案される。共通の送光器を用いれば、
温度上昇による作用、したがってまた変化するビーム出
力の作用を阻止することができる。と言うのは、同じ面
積のビーム場においては送光器の交番変化する総合出力
に関係なく同じ面出力が現われるからである。したがっ
て、この実施例においては、上述のような補償手段が不
用となる。

本発明は、唯一の送光器と言う観点から、３つの光ビー
ムをそれぞれ１つのマーク軌跡に対応して設け、各光ビ
ームを同じ送光器、例えば発光ダイオ−Ｐから送出し、
そして３つの変換器を１つのトリプレット　ホトダイオ
−Ｐから構成することが提案される。送光器および受光
器（変換器）において、ビームの面積が同じであると言
う条件下ｆは、ホトダイオ−Ｐには同じ大きさの電気信
号が発生され、この電気信号は、特別な補償手段や動作
点の補償を必要としない。

得られる信号のディジタル化ならびに正弦波信号の矩形
波信号への変換は、マーク軌跡の外側で発生されるほぼ
正弦波の信号および基準信号を、それぞれ増幅器回路で
増幅してインピーダンス変換器に供給し、比較回路で９
０°移相一 された矩形信号に変換することにより達成される。

本発明による装置で発生された信号は、各マーク軌跡に
対して１つの送光器が相関され、各送光器から３つの光
導波体をマーク軌跡のための運動間隙まで導き、そして
対向運動間隙側から軸線を同じにして３つの同じ光導波
体を３つの変換器まで導くことにより、多重の使用が可
能となる。

この場合２つ以上のマーク軌跡に対し送光器、光導波体
および変換器を１つの構造単位として組立てるのが有利
１ある。この構造単位によれば、特に重要な要素、例え
ば光導波体の位置の精度が保証される。

実施例 本発明の装置は、光電型増分センサ１の形態にあり、そ
の下側をマーク軌跡２が運動する。

マーク軌跡２は光透過性のスリン）２ａ、線ラスタもし
くは同様物および光不透過性のウェブ２ｂから構成され
ている。このマーク軌跡２は、直線運動する定規または
本実施例の場合のようにマトリックス　プリンタのキャ
リッジのための駆動モータ軸（図示せず）上に同軸的に
取付けられた円形の円板２Ｃ上に固定されている。なお
、マーク軌跡２は、スリットと金属製のウェブから形成
することもできるしあるいは透明材料の相応の印刷によ
り形成することもできる。光電型増分センサは、赤外線
で動作するのが好ましい。増分上ンサ１の軸線は平行な
スリット２ａもしくは平行なウェブ２ｂに対して鋭角３
を形成するように延びている。この角度３がない場合に
は信号Ｓ１およびＳ２は同じ位相となってしまう。増分
センサ１が回転する中心となる走査軸線４は、円板２Ｃ
の平面に対して垂直１基準信号ＲＥＦの中心に位置する
光ビーム８と一致するようにするのが好ましい。

装置は、２つの光ビーム６および７が走査軸線４の外側
に位置し、光ビーム８が中心に位置するように構成され
る。第１図および第２図において、マーク軌跡２は矢印
９の方向に運動する。光ビーム８は、第１図の位置にお
いて完全にスリン）２ａを通り、その結果基準信号ＲＥ
Ｆは個所１０で最大値に達する。角度３は、光ビーム６
および７の輝面のほぼ半分が同じスリット２ａ内に入り
、したがって、逆相の信号Ｓ１およびＳ２の波形（破線
および点鎖線）で示す）が点１１で交差するような大き
さに選択されている。点１１は、零線上に位置し、基準
信号ＲＥＦの最大値に対応する。基準信号ＲＥＦと信号
Ｓ１との交差点１２で、交差点１３にまで達する信号持
続期間が開始する。

基準信号ＲＥＦに対する信号Ｓ１および５２０９０°の
遅れおよび進みは第２図にさらに明瞭ニ示しである。第
２図において、光ビーム６はウェブ２ｂにより完全に遮
切られ、したがって信号Ｓｌは点１４で最小値になる。

基準信号ＲＥＦは、光ビーム８が断面の半分だけ遮切ら
れるので、点１５において零線を通る。また信号Ｓ２は
光ビーム７の位置からして点１６で最大値に達する（第
３図）。第３図に示す波形で現われる信号ＳｌおよびＳ
２の第３図の下部に示すような矩形信号Ｓ１′　および
Ｓ２′　への変換については第５図と関連して追って説
明する温度および／または周波数に左右されない同じ輝
度もしくはビーム密度で光ビームを送出するデバイスは
唯一の送光器１７によって実現されている。この送光器
１７は、１つのマーク軌跡２と組合せて設けるかあるい
はまた１つの送光器１７を３つまたは４つ以上のこのよ
うなマーク軌跡と組合せて設けることができる。個々の
送光器１７は、多重信号発生が要求される制御駆動の場
合のように、増分センサｌを個別に投入または遮断する
と言う利点を有する。各送光器には、マーク軌跡２の後
流側にそれぞれ１つの変換器１８が組合せて設けられて
いる。

第４図に示すように、３つのマーク軌跡１９ａ、１９ｂ
お、］−び１９ｃ（円板２ｃのスｌＪッ）２ａならびに
ウェブ２ｂは図示されていない）が別の実施例として示
されている。送光器１７（１７ａ、１７ｂ、１７ｃ）は
、回路記号テ示した謂ゆるトリプレット発光ダイオ−Ｐ
２Ｏがら構成されている。変換器１８（１８ａ、１８ｂ
、１８ｃ）はトリプレットホトダイオ−Ｐ２１から構成
されている。なお、これらホトダイオ−Ｐ２１も回路記
号として関連の変換器１８ａ、１８ｂ、１８Ｃ（７）横
に示しである（第４図参照）ｏｆｊＫ、各−ｑ−り軌跡
１９ａ、１９ｂ。

１９ｃ毎に、それぞれ１つの送光器１７ａ、１７ｂ、１
７ｃをオンまたはオフすることができる。この目的で、
総ての送光器がら光導波体を介して、基準信号は共通の
変換器１８ｂに、信号Ｓ１は共通の変換器１８ａに、そ
して信号Ｓ２は共通の変換器１８Ｃに供給される。

送光器１７（１７ａ、１７ｂ、１７ｃ；１７’）　カラ
ノ光ノｖ−り軌跡２　（１９ａ、１９　ｂ。

１９Ｃ）への伝送は、担体２３を通りその運動ギャップ
２４、特に運動ギャップ側面２４ａに達している光導波
体２２ａ、２２ｂおよび２２Ｃを介して行なわれる。同
様の光導波体２２ａ、２２ｂおよび２２Ｃが、対向位置
する運動ギャップ側面２４ｂがら同軸的に再び担体２３
を通り対応の変換器１８ａ、１８ｂおよび１８ｃまで延
びている。

装置の高い精度は、送光器１７（１７ａ、１７ｂ、１７
Ｃ；１７’　）％光導波体２２ａないし２２ｃおよび変
換器１８を１つの構造単位２５に一体イピする構造によ
り有利に実現される。

この場合、光導波体２２ａないし２２Ｃの端は、担体２
３の形態で鋳込み、事後的に運動ギャップ２４を加工す
ることにより軸線に関し極めて高い精度で仕上げられる
。

赤外線はトリプレットホトダイオ−Ｒ２１で受信される
。

これらホトダイオ−Ｐの光感知面積＆言、その幾何学的
形態または絞りを用℃・るなどして、トリプレットホト
ダイオ−２２１力！ス１ノツト２ａに対して平行に位置
し、該スリットを介して照射される場合に、３つの面（
スリツ）２ａまたはウェブ２ｂ）の各々が同じ光量を受
けるようにマーク軌跡２に対して適合される。この条件
下ｆは、トリプレ、ットホトダイオ−Ｙ　２１　＆ｉ同
じ大きさの信号を発生する。

への変換に関し第５図を参照し説明する。

第５図に示した回路装置は以下に述べるような電圧比較
器により信号Ｓ１およびＳ２をディジタル化する。

信号Ｓ１は、基準信号ＲＥＦと比較され、そして信号Ｓ
２も基準信号ＲＥＦと比較される。

この目的マ、トリプレットホトダイオ−ｒ２１ｃＤ個ｈ
ｆ）ホトフイ、ｊｒ−＋Ｆ２１ａ、；７１ｂ、２１ＣＫ
、それぞれ増幅器に１．に２およびに３＞”設けられ、
信号Ｓ１は増幅器にｌにより、基準信号ＲＥＦは増幅器
に２により、そして信号Ｓ２は増幅器に３により増幅さ
れる。個々のホトダイオ−Ｒ２１ａないし２１Ｃは、増
幅器に１ないしに３のマイナス接続端子にそれぞれ接続
される。出力端子２５ａ、２５ｂおよび２５Ｃには帰還
抵抗器Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３が接続されて〜・る。はぼ正弦
波状の比較信号５１，５２＆を緩衝用インピーダンス変
換器に４に供給され、次い受信号ディジタル化用の比較
器に５およびに６に供給される。比較器に５およびに６
に＆ま、帰還結合抵抗器Ｒ４およびＲ５ならびに減結合
抵抗器Ｒ６およびＲ８ならびに動作抵抗器Ｒ７およびＲ
９が接続されて〜・る。信号Ｓ１　およびＳ２　は、こ
のようにして、第３図に示すように、９０００位相外れ
の矩形信号として取出される。

発明の効果 本発明によれば、調整および検査もしくは試、験費用が
節減され、それに相応の経済的利点が得られる。基準信
号は、制−に用いられるのｔはなく、直接零度信号およ
び９０°信号の発生に用いられる。この場合、温度上昇
および発光ダイオ−Ｐの経年劣化の作用は抑圧される。

と言うのは、例えばマーク軌跡の揺動などにより同様な
変化を受けるからである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、校正された増分セ／すに対する第１の位置に
おけるマーク軌跡を示す図、第２図は増分センサに対す
る第２の位置フマークセンサを示す図、第３図は、信号
Ｓｌ、Ｓ２および基準信号ＲＥＦを矩形波信号への変換
と共に示す信号波形図、第４図は、送光器、光導波体、
担体および変換器の構造単位を示す図、そして第５図は
、基準信号ＲＥＦを用いて正弦波信号ｓ１．Ｓ２を矩形
波信号Ｓ　１’　および８２′　に処理もしくは変換す
る回路装置を示す回路図！ある。 １・・・光電型増分センサ、１７・・・しＥＤ、１８．
２１ａ、２１ｂ、２１Ｃ・ｔ、トダ４オーｔＦ。 ２．１９・・・マーク軌跡、に１．に２．に３・・・増
１［器、に４・・・インピーダンス変換器、Ｋ５．に６
・・・比較器、６，７．８・・・光ビーム、２２・・・
オプチカル・ファイノζ、２ａ・・・光透過性スリット
、２ｂ・・・光不透過ウェブ、２Ｃ・・・円板、４・・
・走査軸線、２０・・・トリプレット発光ダイオ−Ｐ。 １８ａ、１８ｂ、１８ｃ・・・変換器、１７，１７ａ、
１７ｂ、１７ｃ・・・送光器、２１・・・トリプレット
ホトダイオ−）’、２２ａ、２２ｂ、２２ｃ・・・光導
波体、Ｒ４，Ｒ５：・・帰還結合抵抗器、Ｒ６、Ｒ８・
・・減結合抵抗器、Ｒ７，Ｒ９・・・動作抵抗器。 第１頁の続き ＠発明者　ヨハン・シュテムプフ　トイレ　フエ ソ連邦共和国プファフエンホーフエンーエルビスホーン
・ハウス・ヌマー・１９

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、少な（とも１つの送光器および少なくとも２つの、
   ビーム路に設けられた変換器を有する光電型増分センサ
   を用い、送光器と変換器との間でそれぞれ１つの光ビー
   ムに対して部分的に不透過性１部分的に透過性なマーク
   軌跡を直線的または回転運動可能にし、移相された信号
   を発生するために送光器および変換器がマーク軌跡に対
   して鋭角を形成するよう罠設置されている機械または装
   置機器、例えばマトリックスプリンタのディジタル制御
   用装置において、反対位相の信号（ＳＬ、Ｓ２）を発生
   するための夫々外側に位置する光ビーム（６，７）を設
   けて、該光ビーム間の中間に、基準信号（ＲＥＦ）とし
   て、前記外側に位置する光ビーム（６，７）の信号（Ｓ
   ｌ、Ｓ２）に対し９０°　の位相角だけ進むもしくは遅
   れる光ビーム（８）を夫々設けることを特徴とするディ
   、フタル制御装置。 ２、唯一の送光器（１７，１７）を設け、少なくとも３
   つの光ビーム（６，７，８）を少なくとも３つの対向位
   置する変換器（１８ａ、１８ｂ、１８ｃ）に対して設け
   、外側の変換器（１８ａ、１８ｃ）Ｋそれぞれ信号（Ｓ
   ｌ、Ｓ２）のための外側のアナログ光ビーム（６，８）
   を入射可能に、そして中間の変換器（１８ｂ）には、基
   準信号（ＲＥＦ　）のための中間のアナログ光ビーム（
   ７）を入射可能にした特許請求の範囲第１項記載のディ
   ジタル制御装置。 ３．３つの光ビーム（６，７，８）にそれぞれ１つのマ
   ーク軌跡（１９ａ、　１９　ｂ、１９　ｃ）を対応して
   設け、そして各党ビーム（６゜７．８）を同じ送光器、
   例えば発光ダイオ−）’（２０）から送出し、３つの変
   換器（１８ａ、１８ｂ、１８ｃ）をトリプレットホトダ
   イオ−ｒ（２１）から構成した特許請求の範囲第１項ま
   たは第２項記載のディジタル制御装置。 ４゜　マ“−り軌跡（２）において外側に発生されるほ
   ぼ正弦波の信号（Ｓｌ、Ｓ２）おヨヒ基準信号（ＲＥ　
   Ｆ　）を、それぞれ増幅回路（に１、に２．、に３）で
   増幅してプンビーダンス変換器（Ｋ４）に供給し、比較
   器回路（Ｋ５、に６）で９０’　移相された矩形波信号
   （Ｓｌ、Ｓ２）に変換する特許請求の範囲第１項ないし
   第３項のいずれかに記載のディジタル制御装置（第３図
   および第５図）。 ５、各マーク軌跡（１９ａ、１９ｂ、１９ｃ）に対して
   １の送光器（１７ａ、１７ｂ、１７Ｃ）を設け、各送光
   器（１７ａ、１７ｂ、１７　ｃ、）から３つの光導波体
   （２２ａ、、２２ｂ２２Ｃ）をマーク軌跡（１９ａ、１
   ９ｂ。 １９Ｃ）のための運動間隙（２４）まで延在して設けて
   、対向する運動間隙側（２４ｂ）から軸線を等しくして
   ３つの光導波体（２２ａ、２２ｂ、２２Ｃ）を３つの変
   換器（１８ａ、ｌ　８　ｂ、１８．ｃ　）まで設けた特
   許請求の範囲第１項ないし第４項のいずれかに記載のデ
   ィジタル制御装置。 ６、送光器（１７）、光導波体（２２ａ、２２ｂ、２２
   Ｃ）および２つ以上のマーク軌跡（２；１９ａ、１９ｂ
   、１９Ｃ）のための変換器（１８）を１つの構造単位（
   ２５）として組合せた特許請求の範囲第１項ないし第５
   項記載のディジタル制御装置。