(57)【要約】【課題】エンコーダシステムを提供する。【解決手段】印刷構造において使用されるよう構成された新規のエンコーダシステムは、回転式印刷構造要素に結合されたコードホイール１２０と、コードホイール１２０の外辺に対して第１の位置に取付けられ、第１の出力信号を出力するよう構成された第１のエンコーダセンサ１４０と、コードホイール１２０の外辺に対して第２の位置に取付けられ、第２の出力信号を出力するよう構成され、第１のエンコーダセンサ１４０に対して実質的に１８０度の位置に配置された第２のエンコーダセンサ１４２と、第１出力信号及び第２出力信号を受け、第１出力信号の周期と第２出力信号の周期との平均値である周期を有する修正信号を出力するよう構成された論理修正回路１６４と、を少なくとも含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
印刷構造における使用に適したエンコーダシステムであって、
回転式印刷構造要素に結合されたコードホイールと、
前記コードホイールの外辺に対して第１の位置に取付けられ、第１の出力信号を出力するよう構成された第１のエンコーダセンサと、
前記コードホイールの外辺に対して第２の位置に取付けられ、第２の出力信号を出力するよう構成され、前記第１のエンコーダセンサに対して実質的に１８０度の位置に配置された第２のエンコーダセンサと、
前記第１出力信号及び前記第２出力信号を受け、前記第１出力信号の周期と前記第２出力信号の周期との平均値である周期を有する修正信号を出力するよう構成された論理修正回路と、
を有するエンコーダシステム。
【請求項２】
印刷構造における使用に適したエンコーダ信号処理方法であって、
（ａ）回転式印刷構造要素にコードホイールを結合させること、
（ｂ）前記コードホイールの外辺に対して第１の位置に第１のエンコーダセンサを取付けること、
（ｃ）前記第１のエンコーダを介して、第１の出力信号を出力すること、
（ｄ）前記コードホイールの前記外辺に対して第２の位置に第２のエンコーダセンサを、前記第１のエンコーダセンサに対して実質的に１８０度の位置に配置されるように取付けること、
（ｅ）前記第２のエンコーダを介して、第２の出力信号を出力すること、および、
（ｆ）前記第１出力信号及び前記第２出力信号を受け、前記第１出力信号の周期と前記第２出力信号の周期との平均値である周期を有する修正信号を出力すること、
を含むエンコーダ信号処理方法。
【請求項３】
請求項１に記載のエンコーダシステムであって、
前記回転式印刷構造要素が、イメージングドラムを備えるエンコーダシステム。
【請求項４】
請求項１に記載のエンコーダシステムであって、
前記回転式印刷構造要素が、イメージングドラムを備え、
前記コードホイールが、前記イメージングドラムの端部に結合されているエンコーダシステム。
【請求項５】
請求項１に記載のエンコーダシステムであって、
前記論理修正回路が、ＦＰＧＡを備えるエンコーダシステム。
【請求項６】
請求項１に記載のエンコーダシステムであって、
前記論理修正回路が、ＡＳＩＣを備えるエンコーダシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高速プリンタなどの画像再生装置または画像形成装置に関し、特に、低コストのエンコーダセンサを用いるシステムにおいて、紙などの印刷要素と、回転式印刷ドラムとの位置合わせの正確性の向上に関する。
【背景技術】
【０００２】
ロジャー・Ｇ・マーカム等（Ｒｏｇｅｒ  Ｇ．  Ｍａｒｋｈａｍ，ｅｔ  ａｌ．）に発行され、本願の譲受人であるゼロックスコーポレーション（Ｘｅｒｏｘ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）に譲渡された米国特許第６，２１５，１１９号（以下、「マーカム特許」と称する）は、本発明が動作する環境の背景を詳細に説明している。マーカム特許において、従来においては、コードホイールを使う印刷構造における使用には高すぎると考えられていたランアウトエラーを有する低コストコードホイールエンコーダに関連する問題は、複数のプリントヘッドを有するシステムにおいて対処されている。ここに参照して援用するマーカム特許において説明されるように、プリントヘッドの起動が正確に制御される。このような印刷システムにおけるエラーは、回転部分（イメージングドラムなど）の構築における偏心によって引き起こされる場合があり、または、回転要素の取付けまたはコードホイールの取付けににおける偏心によって引き起こされる場合がある。
【０００３】
マーカム特許において提言されている一般的な解決法及び向上は、１８０度離れて取付けられた２つの低コストエンコーダを使い、２つのコードホイールエンコーダの周期を平均することにより、実質的なエンコーダランアウトエラーを半分に低減させることである。この方法により、単一のエンコーダを有する方法よりは向上するが、いくつかの制限が残される。マーカム特許の方法では、両方のエンコーダからの出力信号の立ち上がりエッジがお互いと重なる時に、修正信号に障害または非連続性が発生する可能性が存在するという問題がある。このような非連続性は、印刷システムの画像において欠陥につながることが知られている。
【０００４】
ランアウトエラーを修正するための平均化技術を、マイクロコントローラを用いて実施することもできる。マイクロコントローラは、高速プリンタにおいて必要とされる処理量及び処理速度という観点からは遅すぎるため、本発明は、この方法よりも有利である。多くのマイクロコントローラは、十分なタイマ解像度を有さず、多くの場合において、この１つのタスクを実行するために使い尽くされる。大半のシステムが、ＦＰＧＡまたはＡＳＩＣをすでに含み、本発明はＦＰＧＡまたはＡＳＩＣによって実行できるため、本発明は、大きなコストの節約を意味し、その資源のうち非常に少ない量のみを使用する。
【０００５】
よって、高速印刷構造において低コストエンコーダを含める必要があり、その高いランアウトエラーを専用のマイクロプロセッサの必要無しに修正し、関連する環境においてマイクロコントローラに処理の遅延または高い帯域の必要性を引き起こさず、両方のエンコーダの立ち上がりエッジがお互いと交差する時に発生する障害の可能性を取り除く必要がある。
【０００６】
【特許文献１】米国特許第６，２１５，１１９号明細書
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述の従来技術の問題及び制限を鑑み、本発明による、印刷構造における使用に適したエンコーダシステムは、回転式印刷構造要素に結合されたコードホイールと、前記コードホイールの外辺に対して第１の位置に取付けられ、第１の出力信号を出力するよう構成された第１のエンコーダセンサと、前記コードホイールの外辺に対して第２の位置に取付けられ、第２の出力信号を出力するよう構成され、前記第１のエンコーダセンサに対して実質的に１８０度の位置に配置された第２のエンコーダセンサと、前記第１出力信号及び前記第２出力信号を受け、前記第１出力信号の周期と前記第２出力信号の周期との平均値である周期を有する修正信号を出力するよう構成された論理修正回路と、を少なくとも有する。
【０００８】
また、本発明による、印刷構造における使用に適したエンコーダ信号処理方法は、回転式印刷構造要素にコードホイールを結合させること、前記コードホイールの外辺に対して第１の位置に第１のエンコーダセンサを取付けること、前記第１のエンコーダを介して、第１の出力信号を出力すること、前記コードホイールの前記外辺に対して第２の位置に第２のエンコーダセンサを、前記第１のエンコーダセンサに対して実質的に１８０度の位置に配置されるように取付けること、前記第２のエンコーダを介して第２の出力信号を出力すること、および、前記第１出力信号及び前記第２出力信号を受け、前記第１出力信号の周期と前記第２出力信号の周期との平均値である周期を有する修正信号を出力すること、を少なくとも有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の特徴は、図面を参照することにより、以下の説明から当業者には明らかであろう。
【００１０】
用語「プリンタ」は、例えば、プリンタ、ファックス機械、及びコピー機などの一般的な再生装置を意味する。
【００１１】
本発明のエンコーダランアウトエラー修正回路を説明するために必要なプリンタ構造１００の基本的な構成要素を、図１に示す。回転式イメージングドラム１１０は、取付け台１３０を介してその側面に取付けられるコードホイール１２０を有する。２つのエンコーダ１４０及び１４２が、位置的に１８０度離れて印刷構造に取付けられ、コードホイールの位置及び移動を検知する。
【００１２】
イメージングドラムの移動は、本発明が属する分野における当業者に理解されるように、紙搬送機構１７０及び複数のプリントヘッド１８０の動作と注意深く同期される。以下の説明は、上で述べる（そしてここに援用する）マーカム特許と同様である。印刷システム１００の全体的な動作は、印刷制御モジュール１６０によって制御される。
【００１３】
上記「発明の開示」の項で述べたように、論理回路１６４が、２つのエンコーダ１４０及び１４２のランアウトエラーの平均値を求めるエンコーダランアウトエラー修正機能を実施する。好適な実施形態においては、印刷システム１００の構成要素は、バス１５０を介して制御信号を通信及び受信する。しかしながら、当業者には、これらの構成要素が、従来のバスを使わず、配線接続されていてもよいことを理解できるであろう。好適な実施形態においては、エンコーダランアウトエラー修正回路１６４は、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）によって実現される。他の可能な論理回路による実現方法の一つとして、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）またはＣＰＬＤが含まれる。
【００１４】
エンコーダランアウトエラー修正回路１６４は、単純には、状態機械（ステートマシーン；ｓｔａｔｅ  ｍａｃｈｉｎｅ）として考えることができる。回路１６４の構成要素は、マスタークロック（図示せず）からのクロックパルスと適切に同期されている。
【００１５】
図２Ａ及び図２Ｂを参照し、２つのエッジ検出器２０２及び２０８は、それぞれ、エンコーダ１４０及び１４２からの出力信号（ｅｎｃａ及びｅｎｃｂ）を受ける。エッジ検出器２０２及び２０８は、エンコーダ出力信号の立ち上がりエッジを検出し、１クロックサイクルの長さのエッジアウト信号を出力する。エッジアウト信号は、２つの１４ビットアップカウンタ２０４及び２１０に供給され、これらのカウンタに「１」の値をロードする。カウンタ２０４及び２１０がロードされた後、カウンタ２０４及び２１０は、２０メガヘルツのクロック速度でのカウントアップを開始し、次のエンコーダ出力信号の立ち上がりエッジによってクリアされるまでこのカウントアップは続く。立ち上がりエッジ間のクロックサイクルの数が、エンコーダ出力信号の周期を表す。
【００１６】
立ち上がりエッジ信号はまた、エンコーダ出力信号の周期をラッチする周期レジスタ２０６及び２１２を起動させる。２つのエンコーダ出力信号の周期は、２つの周期を加算し、この和を２で割ることにより２つの周期の平均値を求める結合論理素子２１４に供給される。結合論理素子２１４からの平均周期（「ａｖｇ＿ｐｅｒ」）出力信号は、平均周期レジスタ２１８に供給され、この平均周期レジスタ２１８は、平均周期信号をクロック信号に同期させるために使われる。同期された平均周期信号（「ａｖｇ＿ｐｅｒ＿ｒ」）は、ダウンカウンタ２２０に送られ、このカウンタ２２０は、修正信号の周期を計時する（「ｅｎｃ＿ｏｕｔ」）。
【００１７】
ダウンカウンタ２２０が「１」のカウントに達すると、結合論理素子２２２により、「出力レジスタ」２２４から平均周期信号が出力される。素子２２４は、実際には、ｅｎｃａ信号とｅｎｃｂ信号との平均値である周期を有する、１サイクルパルス（「ａｖｇ＿ｏｕｔ」）を出力するエッジ検出器である。フィードバック路が、ａｖｇ＿ｏｕｔ信号をダウンカウンタの入力と、そしてインバータ２１６とに供給する。インバータ及びこの結果の反転されたａｖｇ＿ｏｕｔ信号（「ｎｏｔ＿ａｖｇ＿ｏｕｔ」）は、レース状態の可能性があるため、これを回避するために使われる。こうしなければ、ダウンカウンタ２２０は、「ａｌｏａｄ」入力が論理的な低（ｌｏｗ）状態への遷移する間に、信号ａｖｇ＿ｐｅｒ＿ｒを変更した場合において、ダウンカウンタ２２０に保存される値が破壊される場合がある。
【００１８】
指標パルス生成回路２３４は、コードホイールの各回転において、同じ位置に、指標パルスを生成する。指標パルスを生成することに伴い、回路２３４は、所定のコードホイールの総数に達するまで、エンコーダホイールの各ラインを数える。
【００１９】
ダウンカウンタ（「ｐｌタイマ」）２３０は、「ａｓｅｔ」と符号の付いた入力に供給されるレジスタ２２４からのａｖｇ＿ｏｕｔ信号とクロックパルスとを用いて、パルスレングスタイマ信号(pulse length timer signal)を発生させ、この信号の最上位ビット(most significant bit)が、素子２３２によってバッファされて修正された出力信号（「ｅｎｃ＿ｏｕｔ」）が形成される。ａｖｇ＿ｏｕｔ信号は、「ｐｌタイマ」２３０をセットし、ｐｕｌｓｅ＿ｌｅｎｇｔｈ＿ｔｉｍｅｒ信号の１０ビットを上げて論理的な高（ｈｉｇｈ）状態に変更する。カウンタ２３０がゼロまでカウントダウンすると、カウンタ２３０は無効化され、新しいａｖｇ＿ｏｕｔ信号を受けるまで、修正された出力信号ｅｎｃ＿ｏｕｔがクリアされる。
【００２０】
上述から、本発明に対して様々な変更・修正が可能である。しかしながら、本発明が属する分野における当業者に明らかな全ての変更及び修正は、この開封特許状により与えられる保護の範囲内に含まれると考慮される。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明によるエンコーダランアウトエラー修正機構に関連する印刷構造の一部を示す概略図であり、結像ドラム、コードホイール、エンコーダ、及び印刷制御モジュールを含むものを示す。
【図２Ａ】本発明によるエンコーダランアウトエラー修正回路の第１の部分を示す概略図である。
【図２Ｂ】本発明によるエンコーダランアウトエラー修正回路の第２の部分を示す概略図である。
【符号の説明】
【００２２】
１００  印刷システム、１１０  イメージングドラム、１２０  コードホイール、１３０  取付け台、１４０，１４２  エンコーダ、１５０  バス、１６０  印刷制御モジュール、１６４  エンコーダランアウトエラー修正回路、１７０  紙搬送機構、１８０  プリントヘッド。
【図１】
2005329715.tif 000003
【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
2005329715.tif 000005