JPS6015167A - 制御信号発生装置 - 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】 発明の属する技術分野 本発明は、物体の位置を検出する検出手段、例えばプリ
ンタの印字位置の検出に用いられるエンコーダからの出
力パルスを用いて制御対象に加えられる制御信号を発生
させる制御信号発生装置に関する。

従来技術 近年、インクジェット式記録技術を用いてプリント画像
を得るプリンタが出現しているが、画像品質の一層の向
上をはかるために記録密度は高くなるばかりである。

記録密度に合わせたインクジェットの吐出タイミングを
エンコーダの出力パルスから得るには、１００〜１５０
μｍ程度の細かなピッチ間隔を持つエンコーダが必要と
なってくる。このような細かなピッチ間隔をもつエンコ
ーダにフォトカプラを用いた場合には、後で説明するが
、エンコーダにおける光の透過、遮蔽を行なうパターン
のピッチが細かくなり過ぎて、ＳＮ比の高いエンコーダ
出力を得ることが困難となる。

その他に、エンコーダのピッチ間隔に何ら手を加えずに
、エンコーダの出力パルスによりカウンタを作動させ、
エンコーダのピッチ間隔の１／２の距離までクロックパ
ルスを計数した時点で制御パルスを発生させる技術も知
られているが、エンコーダに速度変動を生じた場合には
、エンコーダのピッチ間隔の１／２の距離を境にしてそ
れよりも前又は後に制御パルスを発生させてしまうとい
う欠点がある。

発明の目的 本発明は、従来技術の持つ欠点を解消するもので、動作
状態にある物体の位置を検出する検出手段であるエンコ
ーダから発生される出力パルスの１周期前の周期の時間
幅における所定の時点においてパルスを発生させる制御
信号発生装置を提供することを目的とする。

発明の構成 本発明は、動作状態にある物体の位置を検出する検出手
段と、前記検出手段の検出出力の発生周期を計測するた
めに第１の発生周期にて入力されるクロック信号を計数
する第１のカウンタと、前記第１の発生周期にて入力さ
れるクロック信号と所定関係にある第２の発生周期にて
入力されるクロック信号を計数する第２のカウンタとを
備え、前記第１のカウンタの計数値と前記第２のカウン
タの計数値とを所定関係にすると共に前記第２のカウン
タの計数出力により制御信号を発生させる制御信号発生
装置を特徴とする。

以下に説明する本発明の制御信号発生装置の実施例にお
いて、物体の位置を検出する検出手段であるエンコーダ
からの検出出力の１周期前の周期の時間幅の１／２の時
点において制御信号を発生させる場合について述べであ
るが、なんら１／２に限定されるものではなく、第１の
カウンタに入力されるクロック信号の発生周期と第２の
カウンタに入力されるクロック信号の発生周期との所定
関係を整数倍に設定することにより、前記した作動中の
物体の位置を検出する検出手段の検出出力の１周期前の
周期の時間幅において、１−／２　、　１／３　、　１
／４、〜１／ｒｌ又はミルへの所定の時点において制御
信号を発生させることができる。

以下において、従来技術と本発明の制御信号発生装置の
実施例について説明する。

従来技術（第１図〜第３図） 第１図から第３図は従来のエンコーダによる制御信号発
生装置を示し、第１図はエンコーダを用いたプリンタ機
構の斜視図、第２図はエンコーダに設けられたホトカプ
ラの回路図、第３図は第２図に示されたホトカプラから
検出された信号の波形図を示す。

第１図において、紙送り機構ＬＦと、エンコーダとへラ
ドキャリッジ機構ＣＲについて説明する。

同図において、１は紙送り用のプラテンで、ゴムなどの
高摩擦材で構成されている。２はピンチローラで、プラ
テン１の方向に付勢されている。３は第２の可動ピンチ
ローラ、８はゴムなどで構成される給紙ローラである。

１０は紙送す用パルスモータで、プラテン１と給紙ロー
ラ８とを駆動するものである。１１〜１５はギアで、パ
ルスモータ１０のトルクを伝達し、プラテン１を回転さ
せる。１６は一方面クラッチで、プラテン１とギア１５
とを連結し、Ｃ方向にのみプラテン１を回転させる。１
７〜２０はギアで、パルスモータ１０のトルクを伝達し
、給紙ローラ８を駆動する。２１は一方面クラッチで、
給紙ローラ８とギア２０を連結し、Ｄ方向にのみ給紙ロ
ーラ８を駆動する。２２〜２６はギアで、パルスモータ
ｌＯのトルクを伝達し、可動ピンチローラ３を八又はＢ
に移動させる。

ギア２３と２４は摩擦クラッチ２５によシ連結されてい
て、可動ピンチローラ３に一定以下のトルクを伝達する
。ギア２６にはビン２６ａが固設され、レバー２７を駆
動する。レバー２７は可動ピンチローラ３を支持し、ま
たギア２６と同軸に嵌合されている。２７ａと２７ｂは
しバー２７の枝部であって、相互の間に開き角度θを有
する。

次にエンコーダとへラドキャリッジ機構ＣＲとについて
説明する。２９はキャリッジモータ、３０はキャリッジ
本体である。そして、検出器３５はキャリッジ本体３０
に取付けられ、キャリッジモータ２９がキャリッジ本体
３０内に格納されている。３１と３２はガイドであり、
キャリッジ本体３０と嵌合している。３３はラックギア
で、キャリッジ本体３０を走査方向に移動させる。３５
はキャリッジ本体３０の走査方向の位置を検出する検出
装置であり、リニアエンコーダ３６には不図示の発光素
子と受光素子とによるホトカプラが設けられている。３
９は地板であり、ガイド３１と３２、ラック３３、エン
コーダ３６を支持している。

次に、その作用を説明する。

可動ピンチロー２３はＡに位置するように設定され、ピ
ン２６ａはレバー２７ａを時計方向に押しつける状態に
なっているとする。不図示のスイッチがオンになると、
バルスモ・−夕１０は矢印Ｃ方向に回転し、ギア１１〜
１３．１７〜２０と一方面クラッチ２１を介して給紙ロ
ーラ８を矢印り方向に駆動させ、紙ＰＡをプラテン１の
方向に移動させる。パルスモータ１０を一う２とプラテ
ン１との接触点で止まる。一方、パルスモータ１００回
転は、ギア１１，１２゜２２〜２４と摩擦クラッチ２５
を介してギア２６に伝達される。これによシ、ピン２６
ａｉ！ニレバー２７の枝ｓ２７　ｍを離れて回転し、枝
部２７ｂを押すので、ピンチローラ３はＡからＢに移動
し、Ｂに達すると枝部２７ｂは不図示のストツハヒンに
接触し、可動ピンチローラ３の移動とギア２６．２４の
回転が停止する。

マタ、パルスモータ１００回転は、ギア１１〜１４を介
してギア１５に伝達されるが、ギア１５０回転方向が矢
印方向Ｃと逆方向であって一方面クラッチ１６によりギ
ア１５の回転がプラテン１に伝達されないだめ、プラテ
ン１は停止状態に保持される。

次に、パルスモータ１０を矢印Ｈ方向に所定量回転させ
ると、ギア１５はギア１１〜１４を介して矢印Ｃ方向に
回転し、一方向クラッチ１６によりプラテン１を所定量
回転させる。この回転に伴なって、前記した待機状態で
停止している紙ＰＡはプラテン１に送られてくる。

この動作に伴なってギア２６もＣ方向に回転し、ピン２
６ａがレバー２７の枝部２７ｂから離れて枝部２７ａに
達し、さらにパルスモータ１０の回転により可動ピンチ
ローラ３をＢの位置からＡの位置に移動させる。可動ピ
ンチローラ３は、その移動の途中で、プラテン１０回転
に伴なって送られてきた紙ＰＡに接すると共に、紙ＰＡ
をプラテン１に巻きつけ、紙ＰＡを記録可能位置にセッ
トする。紙ＰＡが記録可能位置にセットされると、記録
動作を開始する。即ち、キャリッジモータ２９が回転し
、キャリッジ３０は、ラック３３とピニオン３４の噛み
合いによリガイド３１と３２に沿って移動し、記録が行
なわれる。その際、エンコーダ３６に設けられたスリッ
トを検出し、この検出信号を制御信号として、インク吐
出のタイミングを得ている。

第２図は、前記したエンコーダに設けられたホトカプラ
を示す。同図において、１００は赤外光発光ダイオード
で、抵抗１０１を介して不図示の電源に接続されていて
、赤外光を発光している。１０３はフォトトランジスタ
であり、そのコレクタは抵抗１０２を介して不図示の電
圧源に接続されており、またコレクタは比較回路１０４
の比較入力端子に接続されている。比較回路１０４には
、基準電圧源１０５が接続されている。１０６はエンコ
ーダに設けられたフィルムで、スリットが刻まれている
。このフィルム１０６を、赤外光発光ダイオ−１−１０
０とフォトトランジスタ１０３が走査することにより、
スリットを透過した光パルスがフォトトランジスタ１０
３のベースに加えられる。

第３図１−１とｔｂｌは、第２図に示すフオトカプラか
ら検出された信号の波形図を示す。

ＷＪ３図ｔａ＋に示す信号は、フォトトランジスタ１０
３のベースに加えられた信号により発生された信号で、
比較回路１０４に加えられる。点線には、基準電圧１０
５のレベルを示し、比較回路１０４からは第３図ｆｂｌ
に示すパルスが出力される。

ここで、いまエンコーダに設けられたフィルム１０６に
Ｕ＋　すれたスリットを、インク吐出ピッチの２倍に設
定したとすると、第３図１ｂ＋に示すパルスの周期は２
倍となり、従って第３図ｆｂｌに示す一周期のパルス区
間中に２個のパルスを発生させることができる。よって
、第３図１ｂ＋に示すパルス波形の立」ニジ時のみにイ
ンク吐出のタイミングを得るようにすると、−周期のパ
ルス区間中に２倍の吐出タイミングを得ることができる
ことになる。しかし、エンコーダに設けられたフィルム
１０６のスリットのピッチを半分にするには、フォトカ
プラの透過光と遮光との差を大きくすることが困難とな
り、ＳＮ比の高い安定した出力を得ることができなくな
る欠点がある。

そこで、エンコーダに設けられたフィルム１０６のスリ
ットのピッチを細分せずに、第３図１ｂ＋に示すパルス
の立上り時と立下り時にパルスを発生させる構成にする
と、フィルム１０６とフォトカプラとの相対位置が変化
し、第３図１ｂ＋に示すフォトトランジスタ１０３から
の正弦波形が大きく変化してしまい正確なタイミングに
て制御用パルスを発生させることが困難となる欠点があ
る。

また、前記したようにエンコーダに設けられたフィルム
１０６のスリットのピッチを細分せず、カウンタにクロ
ック信号を入力させ、所定の計数値に達しだときに制御
パルスを発生させる制御信号発生装置が知られている。

これを概略説明すると、エンコーダからの出力パルスの
発生時点と、次の出力パルスの発生時点との間ノクロツ
クパルス数ｎをあらかじめカウンタで計数し、その半分
のｎ／２の計数値に達した時点でｉｌｊ！Ｉ御パルス全
パルスせる構成となっている。

しかしこれによると、なんらかの原因でエンコーダの移
動速度に変動が生じると、ｌピッチ間隔のクロックパル
ス数が例えばｎ　＋　２又はｎ−２に変動してしまう。

そうすると、実際はｎ＋２／２又はｎ　−２／２のクロ
ック信号をカウンタが計数した時点で制御パルスを発生
しなければならないのに、カウンタはｎ／２を計数した
時点で制御パルスを発生することになる。従って、１ピ
ツチの間隔の１／２の点の前又は後で制御パルスを発生
させ、正確なインク吐出のタイミングを得ることができ
なくなる欠点がありこれによりインク吐出にむらが発生
するため、品質のよい記録を行なうことができなくなる
。

本発明の制御信号発生装置の実施例（第４図から第６図
） 以下本発明の制御信号発生装置の実施例の構成及び作用
について、第４図から第６図を参照しながら詳細に説明
する。

第４図（ｍｌ、　（ｂｌは本発明の制御信号発生装置に
より得られるパルス波形図を示し、第４図ｔａ＋はフォ
トカプラから出力されたパルスで、第３図１ｂ＋は第４
図ｆ−１に示されるパルスの立上シ時点において発生さ
れるパルスと、その−周期前のパルス間隔の１／２の時
点において発生されるパルスとにより形成されるパルス
列を示し、このパルス列を制御信号としインク吐出のタ
イミングを得ようとするものである。

第５図は、前記したパルス列を発生させる制御信号発生
装置のブロック回路を示しており、これについて第６図
に示される波形図を参照しながら以下に説明する。なお
、第５図に示される回路装置の回路素子を説明する際に
、その説明を平易にする関係から、第６図のパルスｇに
ついては添字を除いたパルスｂ′とパルスｆ′として説
明し、回路装置全体の作用を説明する際に添字を付した
パルスｂ’ｓ　＋　１　Ｈｆ−１１Ｈｂ’ａ〜として説
明する。

なお、第６図に示されるクロック信号の発生パルス数は
少なくして説明しているが、発生するパルス周波数を高
くした方が制御信号の発生時点を精密に制御できるので
、実際に使用する場合は周波数の高いクロック信号を用
いるのが適切である。

２０１はトグルフリップフロップで、入力端子ｅ、に加
えられるクロック信号を１／２に分周したパルスｄをア
ップカウンタ２０２のクロック信号入力端子に加える。

入力端子ｅ１に加えられたクロック信号はアンドゲート
２０４の一方ノ入力端子に加えられる。アップカウンタ
２０２は、トグルフリップフロップ１の１／２の分周パ
ルスを計数するものである。一方、入力端子ｅ２に加え
られるエンコーダからの出力パルスａは２分されてワン
ショットマルチ２０５と２０９とに加えられ、ワンショ
ットマルチ２０５がらの出力パルスｂはダウンカウンタ
２０３のプリセット端子に加えられる。ダウンカウンタ
２０３は、出力パルスｂが加えられることによりアップ
カウンタ２０２で計数された計数値を、そのｏｕｔ端子
からダウンカウンタ２０３のプリセット入力端子を介し
てダウンカウンタ２０３に転送する。更に、ワンショッ
トマルチ２０５の出力パルスｂは遅延回路２０６により
遅延されて、その出力信号Ｃはアップカウンタ２０２の
リセット端子に入力され、アップカウンタ２０２は新た
な計数を開始する。アップカウンタ２０２からダウンカ
ウンタ２０３に転送された計数値は、ダウンカウンタ２
０３のご０端子がら論理１の信号がアンドゲート２０４
の他方の端子に加えられているため、入力端子ｅ、に加
えられたクロック信号はアンドゲート２０４を介してダ
ウンカウンタ２０３のクロック信号入力端子に入力され
、ダウンカウントされる。ダウンカウントし零になると
、ダウンカウンタ２０３のＣｏ端子から電圧レベルが零
であるボロー信号がアンドゲート２０４に加えられて、
アンドゲート２０４を閉じる。なお、ボロー信号は、次
のパルスｂがダウンカウンタ２０３のプリセット端子に
入力されるまで発生している。２０７はインバータで、
ダウンカウンタ２０３のご０端子からのボロー信号が加
えられて、出力パルスｆを発生し、ワンショットマルチ
２１０に加えられる。ワンショットマルチ２１０からは
補間パルスである出力パルスｆ′を発生し、オア回路２
１１に加えられる。一方、入力端子ｅ２に加えられたエ
ンコータからの出力パルスａはワンショットマルチ２０
９に加えられ、その立上シ時点においてパルスｂ′を発
生し、オアゲート２１１に加え、ｇに示す制御信号パル
ス列を得る。

なお、前記したアップカウンタ２０２はＲＣＡＣＤ４５
２０によシ、またダウンカウンタ３はＲＣＡ　ＣＤ４０
２９を２個用いて構成することができる。

次に制御信号発生装置全体の作用について説明すると、
エンコーダからの（ｎ−１）番目の出力パルスａ、、−
１が入力端子ｅ、に入力されると、２分されてワンショ
ットマルチ２０５と２０９に加えられる。ワンショット
２０９Ｋ（ｎ−１）番目の出力パルスａ　ｎ−１が加え
られると、パルスｂ′ｌ−１が発生されてオアゲート２
１１に加えられる。（ｎ−１）番目の出力パルスａ□が
ワンショットマルチ２０５に加えられると、パルスｂを
出力し、これをダウンカウンタ２０３のプリセット端子
に加える。プリセット端子にパルスｂが加えられると、
アップカウンタ２０２において計数された１周期前の（
ｎ−２）番目の出力パルス周期の時間幅の計数値が、そ
の出力端子からダウンカウンタ３のプリセット入力端子
を介してダウンカウンタ２０３に転送される。ダウンカ
ウンタ２０３のＣｏ端子からはボロー信号が発生する時
以外は論理１の信号がアンドゲート２０４の一方の端子
に加えられているから、入力端子ｅ１に加えられるクロ
ックパルスはアンドゲート２０４を介しダウンカウンタ
２０３のクロックパルス入力端子に加えられる。ダウン
カウンタ２０３に転送された（ｎ−２）番目の出力パル
ス周期の時間幅の計数値は、前記したクロックパルスに
よりダウンカウントを開始される。

一方、ワンショットマルチ２０５の出力パルスｂは遅延
回路２０６に加えられ、パルスＣを発生し、これをアッ
プカウンタ２０２のリセット端子に加え、（ｎ−１）番
目の出力パルスａ、−、の立上り時点から（ｎ−１）番
目の周期の時間幅の計数を開始する。ダウンカウンタ２
０３においてダウンカウントし、その計数値が零に達す
ると、ダウンカウンタＣｏ端子からボロー信号が発生さ
れ、アンドゲート２０４とインバータ２０７に加えられ
る。ボロー信号の電圧レベルは零であるから、アンドゲ
ート２０４は閉じると共に、インバータ２０７からはパ
ルスｆ、、１が発生され、ワンショットマルチ２１０に
加えられる。これによりワンショットマルチ２１０から
は、補間パルスであるパルスｆ１．−．が発生され、オ
アゲート２１１に加えられる。

結局、オアゲート２１１からは、パルスＭｎ　−１とｆ
′、４とが出力される。なお、この時点において、アッ
プカウンタ２０２は、（ｎ−１，）番目の出力パルス周
期の時間幅を計数中である。

次に、エンコーダからｎ番目の出力パルスａｎが入力端
子ｅ２に入力されると、２分されてワンショットマルチ
２０５と２０９とに加えられる。

ワンショットマルチ２０５からはパルスｂを発生し、こ
れをダウンカウンタ２０３のプリセット端子に加えられ
る。これにより、アップカウンタ２０２からは、（ｎ　
−１）番目の出力パルスａ、−１の立上シ時点からｎ番
目のパルスａ４の立上り時点との間、即ち出力バルスａ
、の−周期前の（ｎ−１）番目の周期の時間幅を計数し
た計数値がダウンカウンタ２０３に転送される。ワンシ
ョットマルチ２０５からのパルスｂは遅延回路２０６に
加えられ、その出力パルスＣをアップカウンタ２０２の
リセット端子に加え、ｎ番目の出力パルス＆、の立上り
時点からのｎ番目の周期の時間幅の計数を開始する。

一方、入力端子ｅ、に加えられたｎ番目の出力パルスａ
ｌ、がワンショットマルチ２０９に加えられ、パルスｂ
’を発生し、これをオアゲート２１１に加える。ダウン
カウンタ２０３において、アップカウンタ２０２から転
送された（ｎ−１）番目の周期の時間幅を１／２に分周
されたパルスで計数した計数値が入力端子ｅ、に加えら
れ、アンドゲート２０４を介して入力されるクロックパ
ルスによりダウンカウントを開始される。遅延回路２０
６から出力されるパルスＣをアップカウンタ２０２のリ
セット端子に加えることにより、ｎ番目の出力パルスａ
、の立上り時点からの計数を１／２に分周されたパルス
により開始する。

ダウンカウンタ２０３における計数値が零に達すると、
ダウンカウンタ２０３のＣｏ端子からボロー信号が発生
し、アンドゲート２０４とインバータ２０７に加えられ
る。ボロー信号の発生によりアンドゲート２０４は閉じ
、インバータ２０７からパルスｆｎ−１を発生する。こ
のパルスｆ　ｎ−１をワンショットマルチ２１０に加工
、パルスｆＺ−，を発生させてオアゲート２１１に加え
る。

結局、オアゲート２１１からは、パルスｂ′１とｆ／、
−、が出力される。

このようにして、オアゲート２１１からはパルスｂ−１
＋　ｆ’ｓ　−１１ｌ　ｂｍ’　ｌ　ｆニー、〜が出力
され、これらパルスを制御信号とすることにより正確な
インク吐出タイミングを得ることができる。

なお、キャリッジは慣性を持っているため、隣接するパ
ルス間隔には殆んど時間的誤差を生じさせることがなく
、このため１周期前のパルス周期の時間幅の１／２の時
点で、次のインク吐出のタイミングをとるパルスを発生
させて使用しても、時間的に全く誤差のない制御パルス
列を形成することができる。

以上説明した実施例において、エンコーダの出力パルス
により発生されるパルスｂ　’ｓ＋−１＋　１）’＋＋
〜と、ダウンカウンタがアップカウンタの計数した１／
２に分周したタロツク信号の値を分周しないクロック信
号によりダウンカウントして零になった時点で発生され
るパルスｆ’ｎ−２＋　ｆ；−１１Ｇとを用いて制御信
号パルス列を得る場合について述べであるが、分局比を
適宜に変更してアップカウンタに入力されるクロック信
号の発生周期とダウンカウンタに入力されるクロック信
号の発生周期との所定関係を整数倍に設定することによ
り、エンコーダの発生する出力パルスの１周期前のパル
ス周期の所定の時点、例えば１／３，１／４．〜１／／
ｎ、又はｍ／、の時点で制御信号を発生させることがで
きる。

更に、第５図に示されるワンショットマルチ２０９とオ
アゲート２１１とを省略することにより、ダウンカウン
タ３に転送されたパルス計数値をダウンカウントし零に
達した時点で、出力されるパルスのみを制御信号として
出力することもできる。

また、エンコーダからの出力パルスの立上シ時点を利用
してアップカウンタとダウンカウンタとを制御する場合
について説明しであるが、エンコーダからの出力パルス
の立下り時点を利用して両者のカウンタを制御すること
もできる。

発明の詳細 な説明したように本発明によると、動作状態にある物体
の位置を検出する検出手段から発生される出力パルスに
より第１のカウンタと第２のカウンタを制御し、第１の
カウンタに入力されるクロック信号の発生周期と、第２
のカウンタに入力されるクロック信号の発生周期とを所
定の関係に設定することにより、物体の位置を検出する
検出手段から発生される出力パルスの１周期前の時間幅
の所定の時点において制御信号を正確に発生させること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のプリンタの紙送り機構とへラドキャリッ
ジ機構の斜視図、第２図はそのフォトカブラの回路図、
第３図１８１　、　（ｂｌはホトカプラの出力信号の波
形図、第４図ｔａｌ　、　（ｂｌは本発明の実施例の制
御信号発生装置によシ得られるパル八 図を示す。 図中、２０１はトグルフリップフロップ、２０２はアッ
プカウンタ２０３はダウンカウンタ、２０５，２０９，
２１０はワンショットマルチ、２０６は遅延回路、２０
７はインバータ、２０４はアンドゲート、２１１はオア
ゲートを示す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）、動作状態にある物体の位置を検出する検出手段
   と、前記検出手段の検出出力の発生周期を計測するため
   に第１の発生周期にて入力されるクロック信号を計数す
   る第１のカウンタと、前記第１の発生周期にて入力され
   るクロック信号と所定関係にある第２の発生周期にて入
   力されるクロック信号を計数する第２のカウンタとを備
   え、前記第１のカウンタの計数値と前記第２のカウンタ
   の計数値とを所定関係にすると共に前記第２のカウンタ
   の計数出力により制御信号を発生させることを特徴とす
   る制御信号発生装置。
2. （２）、前記した第１のカウンタに入力されるクロック
   信号の発生周期と第２のカウンタに入力されるクロック
   信号の発生周期との所定関係が整数倍となっていること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の制御信号発生
   装置。