(57)【要約】【課題】  プリンタの紙送り量に関して、給紙ローラの偏芯による誤差を無くすため、コストや設置スペースなどの観点から１つのエンコーダセンサで給紙ローラの偏芯を補正した紙送り制御を行う。この際、一般的なエンコーダの装置構成と比較して装置構成の変更が少なく、かつ汎用性が高い装置構成とする。【解決手段】  遮蔽部と透過部が規則的な間隔で配置されたエンコーダコードの遮蔽部の一部分を透過させるまたは、透過部の一部分を遮蔽させることで、エンコーダ信号のパルス出力間隔の比率を変化させる。エンコーダ信号のパルス出力間隔の比率が変化する部分を基準位置とすることで、１つのエンコーダセンサで偏芯を補正した紙送り量制御を行う。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の受光素子から構成されるエンコーダセンサと、遮蔽部と透過部が規則的な並びで配置されたエンコーダコードを用いた位置検出装置において、遮蔽部と透過部が規則的な間隔で配置されたエンコーダコードの遮蔽部の一部分を透過させてエンコーダ信号のパルス出力間隔の比率を変化させることにより、エンコーダ信号のパルス出力間隔の比率の変化部を基準位置とする機能を有することを特徴とする位置検出装置。
【請求項２】
複数の受光素子から構成されるエンコーダセンサと、遮蔽部と透過部が規則的な並びで配置されたエンコーダコードを用いた位置検出装置において、遮蔽部と透過部が規則的な間隔で配置されたエンコーダコードの透過部の一部分を遮蔽させてエンコーダ信号のパルス出力間隔の比率を変化させることにより、エンコーダ信号のパルス出力間隔の比率の変化部を基準位置とする機能を有することを特徴とする位置検出装置。
【請求項３】
前記エンコーダコードはリニア型であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の位置検出装置。
【請求項４】
前記エンコーダコードはホイール型であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の位置検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンコーダセンサを用いた位置検出装置に関し、詳しくは基準位置検出機能を有する位置検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェットプリンタなどでは、エンコーダセンサを用いて搬送ローラの回転量を計測して、紙送り量の制御を行っている。搬送ローラの断面が真円であれば、搬送ローラの回転量から正確な紙送り量が導出できる。しかし、実際は搬送ローラの断面は真円ではなく、少なからず偏芯（断面積が楕円形状）しているため、搬送ローラの回転量のみで正確な紙送り量を導出することはできない。これに対し、搬送ローラの回転量計測に、さらに基準位置検出用のセンサを加えて、基準位置からの回転量を計測することで、搬送ローラの偏芯も考慮した正確な紙送り量の計測を行っている。（以下、偏芯補正紙送り制御と呼ぶ）
このように、回転量の検出にエンコーダセンサ、基準位置の検出に基準位置検出用のセンサ(フォトインタラプタなど)の２つのセンサを使用して紙送り量を制御する方法があるが、コストや設置スペースなどの観点から、センサの数は少ないほうが望ましい。そこで、センサ数削減の観点から、１つのセンサで基準位置機能を有するエンコーダセンサ方式による位置検出が存在するかどうか、エンコーダセンサの先行技術を調べた。
【０００３】
なお、本明細書では4層式のエンコーダセンサを１つのエンコーダセンサと考えており、5層式のエンコーダセンサは、コストやサイズの観点からエンコーダセンサとフォトインタラプタの２つのセンサと同等の構成と考えている。
【０００４】
特許文献１は、エンコーダコードの遮蔽部の一部分の透過度を変化させることで、エンコーダ信号の出力電圧値を変化させて、変化部分を基準位置と認識させている。ただし、エンコーダとしての機能を果たすために回路を追加している。
【０００５】
特許文献２は、ステッピングモータと所定の長さを黒ベタで塗りつぶしたリニア型のエンコーダコードを用いている。黒ベタ箇所の検出とステップ駆動を組み合わせることにより、精度の良い基準位置の検出を行っている。ただし、この方法はステッピングモータを用いることが前提であるため、DCモータに適用することができないため汎用性が低くなる。また、安価なDCモータが使用できず、ステッピングモータを使用するため、コストも高くなる。
【特許文献１】特開平10-318790号公報
【特許文献２】特開2002-250637号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記に説明した先行技術では、回路の追加、コストが高い、汎用性が低いという問題点があった。そこで、１つのエンコーダセンサを用いて、装置構成の変更が少なく、かつ汎用性が高い偏芯補正紙送り量制御を行う。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一般的にエンコーダセンサは、A層とB層のパルス信号を作るための受光素子を４個を基準ペアとして、複数の基準ペアから構成される。エンコーダコードの遮蔽部の一部分を透過させるまたは、透過部の一部分を遮蔽させた場合、エンコーダ信号のパルス出力間隔の比率が変化する。
【０００８】
このことを利用し、遮蔽部と透過部が規則的な間隔で配置されたエンコーダコードの遮蔽部の一部分を透過させるまたは、透過部の一部分を遮蔽させることで、エンコーダ信号のパルス出力間隔の比率を変化させる。エンコーダ信号のパルス出力間隔の比率が変化する部分を基準位置とすることで、１つのエンコーダセンサで偏芯補正紙送り量制御を行う。
【発明の効果】
【０００９】
簡単な構成変更でコストが安く、汎用性が高い偏芯補正紙送り量制御を行うことができる。
【００１０】
偏芯補正紙送り量制御は、ホイール型のエンコーダコードを用いて行うが、リニア型のエンコーダコードを用いる場合も、同様の方法で１つのエンコーダセンサで基準位置の検出が可能である。
【００１１】
例えば、インクジェットプリンタのキャリッジユニットの位置制御はリニア型のエンコーダコードを用いて行われる場合があるが、初期動作時の基準位置検出に本発明を用いることが可能である。この場合、基準位置検出にセンサを用いている場合はセンサを削減できるため有効である。また、基準位置検出にセンサを用いていない場合は、基準位置までキャリッジユニットを突き当てる初期動作を行うが、突き当て動作を無くすことができるため有効である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
次に、本発明の詳細を実施例の記述に従って説明する。
【実施例１】
【００１３】
本発明の実施例１として、図１に示すインクジェットプリンタ（以下、IJPと略す）を用いて説明する。なお、本発明はこの実施例に限るものではなく、エンコーダ信号のパルス出力間隔の比率が変化する部分を基準位置とすることで位置制御を行う位置検出装置に適用できる。
【００１４】
図１はIJPの概略断面図であり、図２は記録媒体の移動経路である。給紙トレイ１１にカット紙を格納し、カセット部材動作用ローラ１０１と搬送ローラ１０２、１０３とギアを介して接続されるカセット駆動用のモータを駆動させる。部材２０１はバネにより押し付けられた状態になっているが、カセット駆動用モータを正転させて、カセット部材動作用ローラ１０１を回転させることで、押し付け状態が解除となり部材が押しあがる。また、カセット部材動作用ローラ１０１は、搬送ローラ１０２に到達するまで、カット紙を搬送する。
【００１５】
搬送ローラ１０２に到達した際に、カセット駆動用モータを逆転させる。カセット駆動用モータを逆転させると、搬送ローラ１０２、１０３は回転してカット紙を搬送する。この時、カセット部材動作用ローラ１０１は回転しない構造になっている。
【００１６】
カット紙は、搬送ローラ１０２、１０３を通過し、フラッパ２０２を押し上げ、フラグ２０３を押し上げ、給紙検出センサ３１を通過し、搬送ローラ１０４、１０５の間を通過する。給紙検出センサ３１はフォトインタラプタとする。また、搬送ローラ１０４には、搬送用モータが取り付けられており、搬送ローラ１０４通過後、排紙トレイ２１に排紙されるまでの搬送を行う。
【００１７】
４１はインクヘッドを搭載したキャリッジユニットであり、キャリッジシャフト１０６に沿って、記録媒体の搬送方向と垂直に動作することが可能である。キャリッジユニットは、記録媒体と垂直方向に反復動作をしながら、インクヘッドがインクの吐出を行い画像を形成する。
【００１８】
キャリッジユニット４１に搭載されたインクヘッドにより画像形成された後は、排紙ローラ１０７を通過して、排紙トレイ２１に排紙される。
【００１９】
ここで、記録媒体の位置制御について詳しく説明する。記録媒体の通過に伴って、フラグ２０２が押し上げられ、給紙検出センサ３１を遮蔽状態から透過状態にすることで、給紙を認識させる。給紙検出センサ通過後は、カセット駆動用モータを一定量回転させることで、搬送ローラ１０４まで記録媒体を搬送する。記録媒体が搬送ローラ１０４に到達後は搬送ローラ１０４に取り付けられたモータによって搬送を行う。
【００２０】
図３に搬送ローラ１０４の位置制御装置の構成を示す。搬送ローラ１０４に透過部の一部分を遮蔽したホイール型エンコーダコード３０１が取り付けられており、搬送ローラ１０４の回転に伴い、ホイール型エンコーダコード３０１も回転する。エンコーダセンサ５１により、基準位置と回転量を計測して紙搬送量を導出する。
【００２１】
エンコーダコードの比較のために、図４にホイール型のエンコーダコードを示す。エンコーダコード図4(a)に示すホイール型エンコーダコードが、通常用いられている形状であり、遮蔽部と透過部が規則的な間隔で配置されている。図4(b)に示すホイール型エンコーダコードが透過部の一部分を遮蔽した形状である。図4(c)に示すホイール型エンコーダコードが遮蔽部の一部分を透過した形状である。
【００２２】
図５にエンコーダコードとエンコーダ受光素子の概念を示す。ただし、この図では概念的に考えやすくするため、ホイール型のエンコーダコードをリニア型で示している。A層とB層のパルス信号を作るための受光素子を４個を基準ペアとして、４ペアから構成される。
【００２３】
それぞれの受光素子は、A層＝ab、A*層=cd、B層＝bc、B*層=daとする。
【００２４】
図６にエンコーダセンサの受光素子信号からパルス信号作成までの流れを示す。なお、図６ではA層とA*層についてのみ示したが、B層とB*層についても同様である。全ペアの各信号値を合計して比較を行い、パルス信号を作成している。信号が弱くノイズの影響を受け易いため、複数ペアの信号値を合計してノイズの影響を低減させている。
【００２５】
理論上は、エンコーダコードの透過部の一部分を遮蔽した場合、各ペアの信号加算時の振幅が変わるだけである。しかし、実際はアナログ値の比較ということもあり、理論通りにはならず、図７に示すように、エンコーダ信号のパルス出力間隔の比率が変化する。
【００２６】
このように、エンコーダ信号のパルス出力間隔の比率が変化するので、初期動作時に搬送用モータを一定のトルクで駆動させ、パルス出力間隔の比率が変化する位置を測定して、基準位置とする。その後はパルス数をカウントする事で、基準位置を検出する。このような方法により、１つのエンコーダセンサで偏芯補正紙送り量制御を行う。
【実施例２】
【００２７】
本発明の実施例２として、IJPを用いて説明する。装置の全体構成については前述した実施例１と同等であるため詳しい説明は省略し、以下特徴についてのみ説明する。なお、本発明はこの実施例に限るものではなく、エンコーダ信号のパルス出力間隔の比率が変化する部分を基準位置とすることで位置制御を行う位置検出装置に適用できる。
【００２８】
図８はキャリッジユニット４１の駆動に関する概略図であり、図１の構成のIJPの排紙口を視点として、描写している。矢印の方向が動作方向である。４１がインクヘッドを搭載したキャリッジユニットであり、１０６がキャリッジシャフトであり、５２がエンコーダセンサであり、３０２が透過部の一部分を遮蔽したリニア型エンコーダコードである。６１がキャリッジ駆動モータであり、プーリ７１を回転させ、プーリ７１とプーリ７２により、タイミングベルト４０１を移動させる。タイミングベルト４０１はキャリッジユニット４１と固定されており、キャリッジユニット４１を動作させる。
【００２９】
図８と同様の構成で、エンコーダコードの一部分を遮蔽していない場合、基準位置検出のためにフォトインタラプタなどのセンサを用いるか、キャリッジユニットを壁に突き当てて基準位置を検出する方法を取っていた。
【００３０】
図８の構成とすることで、エンコーダ信号のパルス出力間隔の比率が変化する位置を基準位置とする。このような方法により、１つのエンコーダセンサでキャリッジユニット４１の位置制御を行う。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】IJPの概略断面図。
【図２】記録媒体の移動経路。
【図３】基準位置検出機能を有する位置検出装置。
【図４】ホイール型エンコーダコード。
【図５】エンコーダコードとエンコーダセンサ受光素子の概念図。
【図６】エンコーダのパルス信号作成までの流れ。
【図７】エンコーダ信号のパルス出力間隔比率の変化。
【図８】リニア型エンコーダコード使用の例。
【符号の説明】
【００３２】
１  IJP本体
１１  給紙トレイ
２１  排紙トレイ
３１  給紙検出センサ
４１  インクヘッドが搭載されたキャリッジユニット
５１、５２  エンコーダセンサ
６１  キャリッジユニット駆動用モータ
７１、７２  プーリ
１０１  カセット部材動作用ローラ
１０２〜１０５  搬送ローラ
１０６  キャリッジシャフト
１０７  排紙ローラ
２０１  部材
２０２  フラッパ
２０３  フラグ
３０１  透過部の一部分を遮蔽したホイール型エンコーダコード
３０２  透過部の一部分を遮蔽したリニア型エンコーダコード
４０１  タイミングベルト
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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