(57)【要約】【課題】インクミスト等によるエンコーダの感度劣化による性能低下を補うこと。【解決手段】発光部と受光部とから構成され、駆動される被駆動体の駆動速度に応じた周波数のパルス信号を発生する周波数信号発生手段を有するディジタルエンコーダにおいて、前記周波数信号の各周期のＯＮ時間ｄｕｔｙを検出する手段を有し、前記検出ｄｕｔｙに応じて、発光部の光量を制御することを特徴とするディジタルエンコーダの制御手段。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光部と受光部とから構成され、駆動される被駆動体の駆動速度に応じた周波数のパルス信号を発生する周波数信号発生手段を有するディジタルエンコーダにおいて、前記周波数信号の各周期のＯＮ時間ｄｕｔｙを検出する手段を有し、前記検出ｄｕｔｙに応じて、発光部の光量を制御することを特徴とするディジタルエンコーダの制御手段。
【請求項２】
前記制御手段は前記周波数信号の各周期のＯＮ時間ｄｕｔｙが所定値以上であることを検出すると、発光部の光量をアップさせる制御手段であることを特徴とする請求項１に記載のディジタルエンコーダの制御手段。
【請求項３】
前記発光部の光量を制御する手段として、発光部をＰＷＭ駆動し、その駆動ｄｕｔｙに応じて光量を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載のディジタルエンコーダの制御手段。
【請求項４】
前記発光部の光量を制御する手段として、発光部の駆動電圧を可変可能とし、その駆動電圧に応じて光量を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載のディジタルエンコーダの制御手段。
【請求項５】
前記ディジタルエンコーダが、記録媒体上にて記録ヘッドを走査させつつ、前記記録媒体に対し前記記録ヘッドからインクを吐出することにより画像を記録するインクジェット記録装置の記録ヘッドの走査方向の位置制御手段として用いられていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のディジタルエンコーダの制御手段。
【請求項６】
インクの吐出量あるいは記録枚数をカウントする計数手段を有し、前記周波数信号の各周期のＯＮ時間ｄｕｔｙおよび前記計数手段の計数結果に応じて発光部の光量を制御することを特徴とする請求項５に記載のディジタルエンコーダの制御手段。
【請求項７】
前記発光部の光量を制御する特別な調整モードを有することを特徴とする請求項５又は６に記載のディジタルエンコーダの制御手段。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は発光部と受光部とから構成され、駆動される被駆動体の駆動速度に応じた周波数のパルス信号を発生する周波数信号発生手段を有するディジタルエンコーダの制御手段に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェット記録装置に代表されるシリアル型の記録装置は記録媒体の搬送方向と直行する方向に記録ヘッドを走査させながら印字を行い、１行印字を終えた段階で記録ヘッドの幅分だけ記録媒体を搬送し、その繰り返しで記録が実行される。
【０００３】
そのインクジェット記録装置の駆動源としては、記録ヘッドを搭載したキャリッジを往復駆動するキャリッジモータ、記録媒体を搬送する搬送モータ、記録媒体を給紙するシート供給モータ、記録ヘッドの吐出回復処理を行う回復モータ等が存在する。
【０００４】
従来低コスト化が可能であり、制御が簡単である等の理由により上記駆動源はステッピングモータが多く使用されていたが、静音化等の目的で上記駆動源なかでもキャリッジモータにＤＣモータを使用することが多くなってきた。この場合ＤＣモータの制御情報を得るためにディジタルエンコーダを使用することが一般的である。
【０００５】
図１はディジタルエンコーダの構成を表すモデル図である。
【０００６】
ディジタルエンコーダ（以下エンコーダと記す場合もある）１４は発光部であるＬＥＤ１０１と受光部であるディテクタ１０２とから構成されており、ＬＥＤ１０１から発生した光をエンコーダスケール１３を通してディテクタ１０２が検出して信号を発生する。エンコーダスケール１３上には、光を透過する部分１０３と光を透過しない部分１０４が決められた間隔で配置されている。ディテクタ１０２にはフォトダイオード１０５、１０６、１０７、１０８が決められた間隔で配置されており、各フォトダイオード１０５、１０６、１０７、１０８で検出された光を電気信号Ａ、＊Ａ、Ｂ、＊Ｂに変換し、更にコンパレータ１０９、１１０によって差動出力チャネルＡ、チャネルＢとして出力している。
【０００７】
図２はディジタルエンコーダの差動出力信号波形を示す。
【０００８】
電気信号Ａ、＊Ａの交点で反転する信号がチャネルＡの信号となる。ここで速度一定の場合理想的にはチャネルＡの各周期のＯＮ時間ｄｕｔｙＨＤ／（ＨＤ＋ＬＤ）は５０％になる。むろんチャネルＢも同様である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
例えばインクジェット記録装置においてはインクを吐出して記録画像を形成するため、インクミストが装置内を浮遊する。そのため多数の記録枚数の記録を実施すると、エンコーダにインクミストが付着し感度が低下し、現象が悪化すると印字ズレが発生し、更に悪化すると記録ヘッドが装置側壁にぶつかることが生じる。
【００１０】
ここで感度劣化とは電気的には前述したフォトダイオード１０５、１０６、１０７、１０８が検出する光量が低減することで感度に差が生じ、その結果コンパレータ１０９、１１０に入力される信号Ａ、＊Ａの振幅に差が生じているということになる。
【００１１】
図３にフォトダイオード１０５、１０６、１０７、１０８の感度に差がある場合のディジタルエンコーダの差動出力信号波形を示す。
【００１２】
フォトダイオードの感度は電気信号の振幅差として現れる。図３では電気信号Ａの振幅が電気信号＊Ａより小さくなった場合のチャネルＡを示している。この場合チャネルＡの周期のＯＮ時間ｄｕｔｙは５０％以上となっている。
【００１３】
この現象を回避するためにはインクミストがエンコーダに付着しないような構成とするか、あるいはエンコーダやエンコーダスケールを清掃する方法が考えられるが、前者は例えばファン等の余分な部品による装置の大型化を招き、後者はユーザーインターフェイスの煩雑さを招く結果となるため不便さが生じていた。
【００１４】
本発明は、上記問題点に着目してなされたものであって、インクミスト等によるエンコーダの感度劣化による性能低下を補うことのできるディジタルエンコーダの制御手段を提供することを目的としている。
【００１５】
【課題を解決するための手段および作用】
本発明は上記課題を解決するために、発光部と受光部とから構成され、駆動される被駆動体の駆動速度に応じた周波数のパルス信号を発生する周波数信号発生手段を有するディジタルエンコーダにおいて、前記周波数信号の各周期のＯＮ時間ｄｕｔｙを検出する手段を有し、前記検出ｄｕｔｙに応じて、発光部の光量を制御するように構成する。より具体的には前記周波数信号の各周期のＯＮ時間ｄｕｔｙが所定値以上であることを検出すると、発光部の光量をアップさせる制御を実施する。
【００１６】
上記構成を、改めて以下（１）〜（７）に整理して示す。
【００１７】
（１）発光部と受光部とから構成され、駆動される被駆動体の駆動速度に応じた周波数のパルス信号を発生する周波数信号発生手段を有するディジタルエンコーダにおいて、前記周波数信号の各周期のＯＮ時間ｄｕｔｙを検出する手段を有し、前記検出ｄｕｔｙに応じて、発光部の光量を制御するようにしたディジタルエンコーダの制御手段。
【００１８】
（２）前記制御手段は前記周波数信号の各周期のＯＮ時間ｄｕｔｙが所定値以上であることを検出すると、発光部の光量をアップさせる制御手段であるようにした上記（１）に記載のディジタルエンコーダの制御手段。
【００１９】
（３）前記発光部の光量を制御する手段として、発光部をＰＷＭ駆動し、その駆動ｄｕｔｙに応じて光量を制御するようにした上記（１）又は（２）に記載のディジタルエンコーダの制御手段。
【００２０】
（４）前記発光部の光量を制御する手段として、発光部の駆動電圧を可変可能とし、その駆動電圧に応じて光量を制御するようにした上記（１）又は（２）に記載のディジタルエンコーダの制御手段。
【００２１】
（５）前記ディジタルエンコーダが、記録媒体上にて記録ヘッドを走査させつつ、前記記録媒体に対し前記記録ヘッドからインクを吐出することにより画像を記録するインクジェット記録装置の記録ヘッドの走査方向の位置制御手段として用いられているようにした上記（１）乃至（４）のいずれかに記載のディジタルエンコーダの制御手段。
【００２２】
（６）インクの吐出量あるいは記録枚数をカウントする計数手段を有し、前記周波数信号の各周期のＯＮ時間ｄｕｔｙおよび前記計数手段の計数結果に応じて発光部の光量を制御するようにした上記（５）に記載のディジタルエンコーダの制御手段。
【００２３】
（７）前記発光部の光量を制御する特別な調整モードを有するようにした上記（５）又は（６）に記載のディジタルエンコーダの制御手段。
【００２４】
上述したような構成とすることでエンコーダの感度劣化を発光部の駆動電流を大きくすることで光量をアップさせて補い、エンコーダの感度劣化に伴う装置の制御不具合を回避／解消することが可能となる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を、実施例に基づいて図面を参照しながら説明する。
【００２６】
【実施例】
以下図面を参照して本発明の好適な実施例を詳細に説明する。
【００２７】
図４は本発明の実施形態として適応可能なディジタルエンコーダが搭載された記録装置の構成を示す図である。
【００２８】
本実施形態の記録装置は、いわゆるインクジェット記録方式の記録ヘッド１を備えたインクジェット記録装置である。この記録ヘッド１はインクジェット記録方式の中でも特にエネルギー発生手段として発熱抵抗体を有する発熱素子等の電気熱変換体を用いて、インクを加熱して熱エネルギーによってインク滴を吐出させる方式を用いることにより、記録画像の高密度化および高精細化を達成しているものである。記録ヘッド１はシアン記録ヘッド１Ｃ、マゼンタ記録ヘッド１Ｍ、イエロー記録ヘッド１Ｙおよびブラック記録ヘッド１Ｋの４色の記録ヘッドを有し、各色の記録ヘッド１Ｃ、１Ｍ、１Ｙ、１Ｋはガイド軸３の長さ方向に沿って配列された状態すなわちキャリッジ２の移動方向に沿った状態でキャリッジ２に搭載されている。図４において記録ヘッド１は図示下向きにインクを吐出する姿勢でキャリッジ２に搭載されており、キャリッジ２の軸受け部２ａがガイド軸３に沿って移動しながらインク液滴を吐出して、記録用紙等の記録媒体４上に１走査分の画像を形成していく。なお、キャリッジ２のガイド軸３に沿った往復運動は、キャリッジモータ５の駆動力が伝達されたプーリ６の回転により、タイミングベルト７を介して行われる。
【００２９】
記録ヘッド１による１走査分の記録が終了すると、記録ヘッド１は記録を中断し搬送モータ９が駆動されて、プラテン８上に位置する記録媒体４がキャリッジ２の移動方向に対して直行する方向に所定量だけ搬送される。次いで再びキャリッジ２をガイド軸３に沿って移動させながら次の１走査分の画像形成を行う。これらの動作を繰り返すことにより、記録媒体４の全体が記録される。
【００３０】
記録装置全体の図の右側には記録ヘッド１のインク吐出状態を良好に保つための回復動作を行う回復系１０が配設されている。回復系１０には記録ヘッド１をキャップするキャップ１１、記録ヘッド１のインク吐出面を拭うワイパ１２、および記録ヘッド１のインク吐出ノズルからインクを吸引するための吸引ポンプ（不図示）等が設けられている。
【００３１】
また、本実施形態の記録装置はエンコーダスケール１３およびエンコーダ１４を備えており、キャリッジ２の移動速度の検出を行い、キャリッジモータ５の駆動時にそのフィードバック制御を行うように構成されている。また記録ヘッド１のインク吐出タイミングもエンコーダ１４の周波数信号を基に制御されている。
【００３２】
図５は図４で示した記録装置の内部制御構成を示す図である。
【００３３】
５００はホストとの間で記録データの授受を行うＩ／ＦブロックでありＦＩＦＯメモリで構成されている。５０１は記録動作等の各種制御を行うＡＳＩＣでＣＰＵとＧＡから構成されている。５０２は記録動作の手順等のプログラムを格納されているＲＯＭである。５０３はデータを一時的に格納するＲＡＭであり、主としてプリントバッファ領域として使用される。５０４はＥＥＰＲＯＭであり、記憶されたデータは装置の電源が切られた状態でも保持されるようになっていて、インクジェット記録装置により実行された累積記録枚数あるいは記録ヘッド１の累積吸引回数、インク残量が更新されながら記憶されている。なお記録時にはキャリッジ２の駆動源であるキャリッジモータ５、記録媒体４の搬送駆動源である搬送モータ９、シート供給装置（ＡＳＦ、不図示）の駆動源であるシート供給モータ（不図示）、回復系１０の駆動源である回復モータ（不図示）、および記録ヘッド１に設けられている吐出エネルギー発生手段（不図示）がそれぞれのドライバ（キャリッジモータドライバ５０５、搬送モータドライバ５０６、シート供給モータドライバ５０７、回復モータドライバ５０８、吐出ヒータドライバ５０９）により駆動され、記録動作が実行される。なおそれぞれのドライバはそれぞれに対応したセンサ（不図示）からの情報に基づいて駆動が制御されている。記録ヘッド１が搭載されたキャリッジ２はエンコーダ１４からの周波数信号に基づいて、ＡＳＩＣ５０１内部でその立ち上がり、立ち下がりが検出され、各周期のＯＮ時間ｄｕｔｙが検知可能な構成となっている。
【００３４】
図６はエンコーダの発光部のＬＥＤ１０１の駆動方法を示す図である。
【００３５】
ＬＥＤ１０１は一般的には図６（ａ）に示すように電源（ＶＣＣ）およびＬＥＤ１０１に流れる電流を制限するための電流制限抵抗６０１と接続されている。本発明においては図６（ｂ）に示すように更にディジタルトランジスタ６０２を加え、駆動回路を電流制限抵抗６０１とディジタルトランジスタ６０２とで構成する。ディジタルトランジスタ６０２のＢ端子はＡＳＩＣ５０１に接続されており、前述したエンコーダ１４からの周波数信号に基づいて制御されている。ディジタルトランジスタ６０２のＢ端子が「Ｈ」であればＬＥＤ１０１に電流が流れ、「Ｌ」であればＬＥＤ１０１には電流が流れない。
【００３６】
図７は本発明の実施例の動作の流れを示すフローチャートを示す。
【００３７】
エンコーダ１４からの周波数信号をＡＳＩＣ５０１で判断して、各周期のＯＮ時間ｄｕｔｙが５０％、つまり初期（通常）状態であればトランジスタのＢ端子にはｄｕｔｙα％のパルスが与えられている（図６の（ｃ））。その結果平均としてＬＥＤ１０１にはＩαの電流が流れていることになる。
【００３８】
ステップＳ７０１で印字開始指令が与えられ、Ｉ／Ｆブロック５００で記録データが受信されると、ステップＳ７０２からＬＥＤ光量調整モードに移行する。次にステップＳ７０３で一定速度でキャリッジ２をスキャンすることでエンコーダ１４からの周波数信号をＡＳＩＣ５０１に取り込む。ステップＳ７０４で各周期のＯＮ時間ｄｕｔｙを算出し、ステップＳ７０５でｄｕｔｙが５５％以上であると判定され、さらにかつステップＳ７０６でＥＥＰＲＯＭ５０４に書き込まれている累積記録枚数あるいは累積吸引回数が所定値以上であると、インクミストによりエンコーダ１４の感度が劣化したものと判断して、ＬＥＤ１０１の光量を上げることで感度の劣化を補おうとする制御を実施する。ステップＳ７０５、Ｓ７０６で所定の条件を満たしていなければステップＳ７１１でＬＥＤ光量調整モードは終了する。ここでステップＳ７０５で累積記録枚数あるいは累積吸引回数を判断条件とするのは、感度劣化の要因がインクミストであるか否かを判断するためのものでるが、ステップＳ７０５が省かれていても問題ない。またさらにステップＳ７０４で各周期のＯＮ時間ｄｕｔｙを算出する際は、複数回数実施することで突発的なノイズ要因を取り除くことが望ましい。
【００３９】
エンコーダ１４の感度劣化を補う制御は、ステップＳ７０７で算出したｄｕｔｙに応じて、予めＲＯＭ５０２に設けられているテーブルにしたがってＡＳＩＣ５０１からディジタルトランジスタ６０２のＢ端子に入力する信号のｄｕｔｙをβ（α＜β）％となるようにパルスを与える（図６の（ｄ））。その結果平均としてＬＥＤ１０１にはＩβの電流が流れていることになる（Ｉα＜Ｉβ）。この結果ＬＥＤ１０１の光量がアップすることによりエンコーダ１４の感度がアップすることになる。然る後再びステップＳ７０８でキャリッジ２を一定速度でスキャンして、ステップＳ７０９でエンコーダ１４の各周期のＯＮ時間ｄｕｔｙを検出して、ステップＳ７１０でｄｕｔｙが５０〜５５％であると判断すればステップＳ７１１でＬＥＤ光量調整モードが終了する。ステップＳ７１０で検出したｄｕｔｙが所定の範囲内にはいっていなければステップＳ７０７から再び繰り返す。
【００４０】
なお本実施例ではステップＳ７０１の印字開始命令毎にＬＥＤ光量調整モードを実施する構成としたが、例えば装置の電源ＯＮ毎に実施してもよい。またステップＳ７０５、７１０の判断しきい値も装置の状況に応じて可変可能な構成としてもよい。
【００４１】
【他の実施例】
本実施例の他に以下のような形式を取ることも可能である。
【００４２】
（１）ＬＥＤの光量を上げる手段として今回はＰＷＭ方式のｄｕｔｙを変えることでＬＥＤの駆動電圧を変え実現したが、例えば複数の電圧で駆動可能な構成としてもよい。
【００４３】
図８は他の実施例１を実現可能な回路構成の一例である。
【００４４】
この回路は複数の抵抗８０１〜８０４および複数のディジタルトランジスタ８０５〜８０７で構成されている。検出したｄｕｔｙが５０〜５５％の場合、ディジタルトランジスタ８０５がＯＮ、ディジタルトランジスタ８０６、８０７はＯＦＦ状態である。検出したｄｕｔｙが５５％〜６０％の場合、ディジタルトランジスタ８０６がＯＮ、ディジタルトランジスタ８０５、８０７はＯＦＦ状態である。検出したｄｕｔｙが６０％以上の場合、ディジタルトランジスタ８０７がＯＮ、ディジタルトランジスタ８０５、８０６はＯＦＦ状態である。つまり検出したｄｕｔｙが大きいほどより大きな抵抗と接続しているディジタルトランジスタＯＮすることでＬＥＤ１０１に供給される駆動電圧が大きくすることが可能になり、光量をアップすることになる。
【００４５】
さらにその他にもＡＳＩＣ５０１がＤ／Ａ出力ポートを有していれば、検出したｄｕｔｙに応じてＤ／Ａポートの出力値を切り換える構成とすることでＬＥＤ１０１に供給される駆動電圧を変える構成を実現してもなんら問題はない。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、発光部と受光部とから構成され、駆動される被駆動体の駆動速度に応じた周波数のパルス信号を発生する周波数信号発生手段を有するディジタルエンコーダにおいて、前記周波数信号の各周期のＯＮ時間ｄｕｔｙを検出する手段を有し、前記検出ｄｕｔｙに応じて、発光部の光量を制御するように構成する。より具体的には前記周波数信号の各周期のＯＮ時間ｄｕｔｙが所定値以上であることを検出すると、発光部の光量をアップさせる制御を実施することでエンコーダの感度劣化に伴う装置の制御不具合を回避／解消することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ディジタルエンコーダの構成を表すモデル図
【図２】ディジタルエンコーダの差動出力信号波形図
【図３】フォトダイオードの感度に差がある場合のディジタルエンコーダの差動出力信号波形図
【図４】本発明の実施形態として適応可能なディジタルエンコーダが搭載された記録装置の構成を示す図
【図５】図４で示した記録装置の内部制御構成を示す図
【図６】エンコーダの発光部のＬＥＤ１０１の駆動方法を示す図
【図７】本発明の実施例の動作の流れを示すフローチャート
【図８】他の実施例１を実現可能な回路構成の一例を示す図
【符号の説明】
１　記録ヘッド
２　キャリッジ
２ａ　軸受け部
３　ガイド軸
４　記録媒体
５　キャリッジモータ
６　プーリ
７　タイミングベルト
８　プラテン
９　搬送モータ
１０　回復系
１１　キャップ
１２　ワイパ
１３　エンコーダスケール
１４　エンコーダ
１０１　ＬＥＤ
１０２　ディテクタ
１０５〜１０８　フォトダイオード
１０９〜１１０　コンパレータ
５００　Ｉ／Ｆブロック
５０１　ＡＳＩＣ
５０２　ＲＯＭ
５０３　ＲＡＭ
５０４　ＥＥＰＲＯＭ
５０５　キャリッジモータドライバ
５０６　搬送モータドライバ
５０７　シート供給モータドライバ
５０８　回復モータドライバ
５０９　吐出ヒータドライバ
６０１　電流制限抵抗
６０２　ディジタルトランジスタ
８０１〜８０４　抵抗
８０５〜８０７　ディジタルトランジスタ
【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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