JPH02555A - 単チャンネル・エンコーダ制御装置 - 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】 （発明の技術分野） 本発明はディジタル技術を利用して、プリンタ、プロ、
夕、および工作機械においてのように、自由軸線内の部
材の動きと位置とを制御する方法および５７　’ｌに関
する。

（発明の技術的背景およびその問題点）このような制御
システムは通常、直線スゲルまたは回転スケールの目盛
を分解するのに磁気または光学式の変換器、ずなわらエ
ンコーダを利用している。直線スケールは通常、自由軸
線に平行し、かつ自由軸線いっばいに広がる位置に固定
され、スケール・リーダずなわらエンコーダがその軸上
の、スケールを読取る位置にあるキャリ・７ジ（往復台
）に載っている。回転スケールは通常、軸内でキャリッ
ジを駆動するねじによりまたはその駆動モータにより駆
動される。

このようなスケールを分解するにあたり通常２種類のエ
ンコーダが採用されている。特許第２．８．１８，６９
８　号は磁気スケールと、スケールのＣ偉に関し空間的
に９０度の関係に配設されている２個の磁気ヘッドとか
ら成る増分（ｉ　ｎｃｒｅｍｅｎ　ｔａ　ｌ）位置検出
器について述べている。これらの溝は目盛りを表わす。

磁気ヘッドは時間的に変化する電圧を個別に発生する。

これらの電圧は９０度シムる位相関係にある。電圧は論
理的に処理されて位相差９０度の方形あるいは矩形の電
圧が発生するが、これは自由軸線上のキャリッジ位置、
動きの速度および方向を求める際に役立つ。工作ａｌｉ
の制御について述べている特許第３．２４５．１４４号
は、第１９図、第１３７図、および第１４３図、および
関連本文を特別に参照して、機械軸内の直線スケールを
走査する磁気へ、ドから得られる９０度位相差の電圧を
論理的に処理してその軸内の工作機械往復台の動きと位
置とを制御するシステムについて記している。特許第３
，２６２，１０５　号はこのような原理を回転スケール
に適用して、回転スケールの始まりを規定する指標の設
ｆｌｉｆｔを追加している。

システムは指標信号すなわら指環から得られる電圧とそ
の後のスケール１」盛のカウントとを使用してキャリッ
ジの位置あるいは動きの速度および方向を規定する。

これら特許はすべて直線スケールまたは回転スケールを
分解するのに２個の磁気へ・７ドを使用している。それ
らはすべて、特定の時間間隔における二つの信号の電圧
状態の関係を使用して、軸上の動きの方向を決め、スケ
ール目盛を数えて位置を決める磁気ヘッドの信号ずなわ
ら電圧の瞬時電気状態に応答する論理のシステ１４を使
用しているかあるいはそのシステムと共に使用しようと
している。２個の磁気−・ノドを９０度位用で、スケー
ルに沿う位置関係で使用するとき、へ７　Ｆの一方また
は油力が、動きを生ずるとき、常に電気的状態を変える
ことになる。

両磁気へノドの電気出力が同時に高いとき、方の電圧は
６ｎ気へノド・アセンブリがどの方向に動いていたかに
より降下する。両磁気へノドがその低電圧状態にあれば
、一方の磁気へ７１′の電圧は、動きの方向により、高
くなる。一方の磁気ヘッドがその二つの電圧状態の高い
方にあり、他方が低電圧状態にあるときは、一方向に動
きが始まると、その二つの電圧の高い方にある磁気ヘッ
ドがその二つの電圧状態の低い方に切換わり、その二つ
の電圧状態の低い方にある他方の磁気ヘッドの電圧は変
らない。反対方向の動きが始まると、その二つの電圧状
態の低い方にある６■気ヘツドがその高い方の電圧状態
に切換わり、高い方の電圧状態にある磁気へ７ドはその
二つの電圧状態の高い方の状態のままである。

これらの信号の論理的処理は出力信号を出力信号とその
補数（ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔ）とが同時に存在するよう
に補足することによって行うことができる。次に、出力
信号とその補数とを微分することによりパルスを発生す
る。その後でパルスを出力信号および補足出力信号と選
択的に結びつけて各変位方向に対し、個別のカウント・
パルス・セットにおいてスケール目盛あたり４カウント
・パルスを発生する。このような手段により、システム
は位置を測定し、動きの方向を決める。カウント・パル
ス発生の速さはもちろん動きの速さを表わしている。

このような構成で、信号スケールを用いるときは、２個
のへノドはスケール目盛の１／４の間隔に精密に位置決
めしなければならない。各ヘッドに一つづつ二つのスケ
ールを使用スる場合には、ヘッドまたはスケールのいず
れかを変位させてスケール目盛の１／４の間隔にするこ
とができる。複数のヘッドあるいはスケールを使用すれ
ば増分エンコーダの費用がそれだけ増えることは明らか
である。部品をこのようなエンコーダ機構に追加すれば
故障の確率が大きくなる。信号の微分とエンコーダ発生
信号の補足とを含む、上に説明したような、これら矩象
（ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ、　９０度の位相関係にある）
信号の論理処理は、これら（３号を組合わせるに必要な
回路と共に、費用、部品数、および故障の可能性を大き
くする。

（発明の目的） 本発明は安価で、構造が簡単で、信頼性が高い、位置増
分検出用制御装置を提供することを目的とする。

（発明の概要） このような従来の増分エンコーダ・システムは多くの用
途で有効に利用されているが、エンコーダそれ自身の他
にこれと関連するシステムをも前略にする必要がある。

簡略化は単チヤンネル増分位置エンコーダを使用する本
発明により達成される。ここで使用するように、単チャ
ンネルとは単一直線目盛、およびスケール目盛を変換す
るかあるいは読取る単一のエンコーダまたは検出器を使
用することを意味する。たとえば、プリンタまたはプロ
ッタでは、直線スケールはキャリッジの軸に平行し、か
つこれいっばいに広がる位置に配設され、エンコーダ本
体は可動−トヤリノジ上に、そしてキャリッジが移動す
るときにスケールを走査する位置に取付けられる。エン
コーダ本体にある光学式変換器または検出器はスケール
目盛に応答して、個々のスケール目盛を表わす時間的に
変化する電気出力を発生する。キャリッジの動きを制御
する制御システムはこの単チヤンネル増分位置エンコー
ダをフィードバンク要素としてのみ使用する。

印字データまたは描画（ｐｌｏｔｔｉｎｇ）データのよ
うな、システムに供給される作業データが所要の位置、
または基準位Ｊを発生させる。特別な制御法則に従って
このような位置情報を処理することにより所要の位置を
表わす制御信号を発生し、この信号力←トヤリソジ駆動
モータを動作させるのに使用される。制御システムでは
、所要の位置が、キャリッジの実際の位置を表わす単チ
ヤンネル増分位置エンコーダからのフィードバックと比
較され、キャリッジ駆動装置を制御する。システムはそ
の軸上のキャリッジの運動の速さ、その軸上のキャリッ
ジの位置、キャリソジの掃引、キャリッジの動きの反転
、および印字速度またはｔｉＭ画速度に対するその加速
度、と共にキャリッジの静止位置または駐留位置への運
動を制御する。

一つの用途では、エンコーダのスケールは軸上の一トヤ
リノジの印字行［■または描画行程に渡って規則正しい
間隔で配列された、狭い不透明な１黄断腺を有する透明
なス１−リップである。スケールの長丁方向に測ったも
っと大きな寸法の、印字限界マークまたは限界バンドと
呼ばれる不透明域はスケール上の印字行程または１而画
行Ｉνの各終りに設けられている。スケール上のこれら
の印字または描画の限界マークを超えて、別のマークま
たはバンドが設けられている。これらは掃引限界バンド
またはマークと呼ばれ、ここでキャリッジが反転する。

スケール目盛のものと同し寸法、間隔の別の不透明線が
印字または描画の限界マークの間、印字限界バンドと掃
引限界パンＩ′との間に設けられている。これらはその
中でキャリッジが減速または加速するスケール上の領域
である。キャリッジはｂｔｉ引限界バンド内で停正し、
反転する。掃引限界バンドを超えてスケールの一端に、
不透明スケール目盛と、スリー−ル上の静止または駐留
バンドまたはマークから成る別のスケール部分があり、
この中でキャリッジは不活動期間中動くことができる。

印字限界バンドまたは描画限界バンド、掃引限界バンド
、および静止または駐留限界バントは、エンコーダがス
ケール目盛を走査している間に発生した時間的に変化す
る信号から、限界ハン１゛に入って後これを横断してい
る間の所定区間にわたり一定のままになっている信号へ
とエンコーダの信号出力が変ることによって識別される
キャリッジの動きの絶対位置あるいは限界を構成する。

システムはこのような信号の変化に応じてキャリッジの
動きを制御する。

スケールの目盛はキャリッジの制御と、印字のような、
行うべき作業との要求に関してｔｆｌいので、−１；ヤ
リ、ジの制御と印字または描画の目的で一層細かくスケ
ールを分解する設（ｊｉｆｆがシステム内に設ｋｊられ
ている。このような設ｂｔｕには、たとえば、印字また
は描画用にスケール目盛あル・カウントを発生する機構
がある。

その他の改良点および長所は付図に関連した考察により
明らかになるであろう。

（発明の実施例） 本発明の単チャンネル・エンコーダ制ｊ１１システムは
、たとえば、プリンタまたはプロッタのキャリッジの運
動を制御するのに有用である。

このような用途では、キャリッジは、熱インクジェット
・ペンまたはプリントヘッドのような印字装置またはマ
ーキング装置を、このようなペンのインク滴のパターン
発射目標となる媒体を横って前後に運び、これにより媒
体上に本文または図表を作り出す。小満は規則正しい間
隔で発射されるので、キャリッジの速度は必然的にイン
ク滴発射頻度に比例する。熱・インクジェット・ペンの
インク滴発射頻度には上限があり、従ってキャリッジの
速度に限界が生ずる。また印字または描画が行われてい
るときのキャリッジ速度の変化は印字晶ｎに悪影響をお
よばずことがあり、このためキャリッジ速度を所定印字
速度の規定公差以内に調整しなければならない。

その他に、ギヤリッジの運動は、印字掃引の終端、掃引
限界から印字速度へのキャリッジの加速、およびキャリ
ッジ運動の外側限界にある静止または駐留位置までのキ
ャリッジ移動というような、走行の終点でのキャリッジ
の反転のような、印字または描画以外の段階中、良く制
御されなければならない。

一般制御システム 本発明をプリンタへのその通用について例示し、その説
明を簡単にする。ただし、その用途は、たとえば、ブロ
ックあるいは工作義賊におけるように、−層昔遍的であ
る９従って、下記の特定の説明に関連する印字命令をそ
の他の信壮ば、特定の用途に関連する作業命令拾よび信
号として一層昔遍的に認識することになる。

第１図は制御システム全体の概要図である。

命令データの一部を成す印字データまたは描画データは
コンピュータ（図示せず）のような手段から供給するこ
とができる。この印字データは人力１としてマイクロプ
ロセッサ２に供給される。この入力の他に、更に説明す
ることになっている他の入力にも応答して、マイクロプ
ロセッサは制御信号を発生し、この信号は複数の機能を
有する制御回路４に母線３により人力として結合される
。制御回路４はパルス幅変調信号を発生し、これは電源
７から電力を供給されているパルス変調増幅器６に回路
５により結合される。増幅器６は入力信号を変換し増幅
して回路８によりモータ９に結合する駆動電圧を発生ず
る。ここに述べる印字に関する好ましい−用途において
は、モータ９は印字キャリッジ駆動モータとして動作す
るＤＣモータである。モータ９は印字キャリッジ１１に
接続されているプーリ・ベルト・システムのような機構
を駆動してキャリッジをその軸上で移動させる。エンコ
ダＩ２は、エンコーダ本体１２ａとエンコーダ・スケー
ル１３とから構成されているが、キャリッジの運動に応
答する。エンコーダ・スケールＩ３（第３図）はキャリ
ッジの軸いっばいに広がり、かつこれと平行になる位置
で、その両端がプリンタ・シャーシに固定されている。

エンコーダ本体１２ａは、キャリッジに載置されている
が、キャリッジがその軸上を移動するときスケール１３
を走査する検出器を備えている。スケール・カウント信
号５ＥＮＣの他に、印字の始まりまたは印字の終り、キ
ャリンジ掃引限界などを示す信号も、エンコーダから発
生するが、フィードバンクとして、回路１４を経て制御
回路４に結合される。制御回路４は、更に説明すること
になっている外挿器（ｃｘｔｒａｐｏｌａｔｏｒ）をも
備えているが、実際のスケール目盛の２倍または４倍の
分解能のスケール・カウント信号を発生する。

母線１５は印字始まりおよび印字終りの信号をマイクロ
プロセッサに結合させる。母線１６は２倍分解能信号を
、および選択したら４倍分解能イε号をマ・イクロプロ
セソサに結合させて印字小滴の発射を制御する。母線１
７は４倍分解能信号をモータ制御電圧を計算するのに使
用するためのマイクロプロセッサに結合させる。エンコ
ーダからの掃引限界信号は一トヤリッジ駆動装置を停止
し反転するのに使用するため母線１８によりマ・イクロ
プロセソサに結合される。

マイクロプロセッサは所要の位は信号を発生し、所要の
位置信号と実際のキャリッジ位置信号とを比較する。フ
ィードバック制御法則を使用して、マイクロプロセッサ
はモータに必要な制御信号を計算する。このプロセスは
、たとえば、毎秒２００回繰返され、キャリッジ速度を
制御する基礎を形成する。

この制御は、上に記したように、本システムにより、従
来の二重チャンネル増分位置エンコーダと区別される単
チヤンネル増分位置エンコーダのみを使用して行われる
。このエンコーダには、二重チャンネルまたは矩象の増
分位置エンコーダと比較して、前車、低価格、および組
立てやすいという利点がある。その測定限界のために、
制御システムにこれら限度を補償する独特な設備が必要
である。独特なシステムの特徴は、制御システムの一部
として、エンコーダの分解能を上げる外挿器がある。そ
の他の独特な特徴は印字限界検出システムであって、こ
れは、インク滴発射のような作業を開始するか終了させ
るかする絶対位置基準を作る。別の特徴にはキャリッジ
の動きの限界を検出する設備と単チャンネル・エンコー
ダに特有の測定限界およびフィードバンク妨害を補償す
る設備とがある。この独特な特徴とその制御システムへ
の組込みとについて以下に説明する。

単チャンネル・エンコーダ 第２図は本発明に使用する形式の単チヤンネル光学式エ
ンコーダの斜視図である。この単チャンネル・エンコー
ダは１９８７年６月１０出願の、Ｍａｒｋ　Ｌ　Ｍａｊ
ｅｔｔｃ　、その他による［単チャンネル・エンコーダ
（Ｓｉｎｇｌｅ　（Ｊ＋ａｎｎｅｌ　Ｅｎｃｏｄｅｒ）
Ｊと題する第０５６．９３６号の、本発明の譲受人に譲
渡されている同時出願の主題であり、これをここに参照
して取入れである。続いて、第２図、第３図、第４ａ図
、および第４ｂ図と関連してその用途と本発明の単チャ
ンネル・エンコーダ制御システムの一部としての機能と
を理解するに充分であると信ぜられる単チャンネル・エ
ンコーダの説明に移る。

単チャンネル・エンコーダ１２は二つの主要構成要素か
ら成る。エンコーダ・スＩ・リップずなわちスケール１
３と、スケール１３　ヲ３売取るエンコーダ・ユニット
すなわち検出Ｐｔ１２ａとがある。

第２図、第４ａ図、および第４ｂ図に示すように、スケ
ール１３にはスケールを規定する密接して配置された不
透明な線１３ａのパターン（第４ａ図、第４ｂ図）があ
る。これらは澄明な基体ストリンプ材料の上にかぶせら
れている。スケール１３は、スケール目盛１３ａを読取
り、すなわち検出し、スケール・パターンを、第２図で
方形波信号として理想化しである時間的に変化する信号
である論理的電気信号５ＥＮＣに変換すなわちコード化
するエンコーダ・ユニットずなわち検出器１２ａを通過
する。ディジタル電子装置はこの論理信号を使用してそ
の周波数からスケール１３とエンコーダ本体１２ａとの
相対運動の速さを、そのカウント力１らスケール１３に
沿う基準位置からのエンコーダ位置を、求める。このよ
うな論理信号は一つだけしか発生しない（上に説明した
矩象エンコーダの場合の矩象信号とは対照的に）が、こ
れがエンコーダが単チャンネルと名付けられる理由であ
る。論理信号はキャリッジの軸上のキャリッジの位置と
動きの速さとを求めるのに役立つ情報を発生する。図示
してないが、エンコーダ本体は、透明スケールの一方の
側に発光器として存在するＩＲ光源と他方の側のＩＲ検
出器とから成るスケール検出器を（Ｊｉｌｉえでいる。

検出器は第２図かられかるように、スケール目盛を横断
するにつれて光の強さが高いか低いかを示す論理電気信
号Ｓ　ＪＥ　Ｎ　Ｃを発生する。スケール１３の各線１
３ａは、光路に入ったとき、すなわち発光器と検出器を
結ぶ線上に入ったとき、発光器と検出器との間の伝達を
阻止するように働き、これにより検出器に論理的に低レ
ベルの信号を発生し、そうでない場合には伝達が行われ
て検出器ずなわらエンコーダの信号出力が高くなる。

プリンタにおける単チャンネル・エンコーダ１２の代表
的な設置を第３図に示す。ここで、プリンタ２３はペン
・キャリッジ２４とプリンタ・シャーシ２５とを備えて
いる。ペン・キャリッジ２４はインクジェットペンまた
は他のマーキング装置または機械加工装置（図示せず）
のようなフ“リントヘッドを支持している。ペン・キャ
リ。

ジ２４はキャリッジ・トランク２６に載置され、キャリ
ッジが印字媒体すなわち祇２７を横断するにつれて掃引
し、印字動作時には、プリンタ・シャーシ２５に取付け
られたプ°ラテン２８を含む駆動コーグ・スケール１３
はその端でプリンタ・シャーシ２５に取付けられている
。エンコーダ・ユニット１２はペン・キャリッジ２４に
載っている。ペン・；１−ヤリソジが動けば対応じてエ
ンコーダユニットすなわち本体１２がエンコーダ・スケ
ール１３に対して動き、これによりプリンタ・シャーシ
に対するペンやキャリッジの位置の変化や動きの速さの
変化の測定に使用される論理信号を発生する。エンコー
ダ１２の本体１２ａはペンキャリッジに載っているので
、その信号５ＥＮＣから得られたスケール目盛のカウン
トは、キャリッジを駆動するモータまたは送りねじの回
転を測定するシャフト・エンコーダとは違ってキャリッ
ジ軸上のエンコーダの位置の直接測定値を与える。

スケールＩ３の拡大断片図を第４ａ図に示す。

第４ａ図は比率に従っていす、単にスケールの配置を一
般的に示すだけを目的としている。スケール１３には掃
引限界バンドすなわらマーク八が設けられている。これ
は印字または描画の動作中キャリッジの動きの限界を規
定する。キャリッジが停止し反転するのはこの区域内で
ある。

１１ｍ　引限界パンＦＡのスパン内の、Ｉ＋ｉ　引限界
バンドすなわちマークよりスケールの長手方向に関し寸
法が小さい、印字限界パンｌ’　１３は印字の限界を規
定する。静ｌｌ：バンドあるいは駐留パンＩＳＣは図示
のようにスケールの右端に設けられている。スケールの
端には、キャリッジ軸の端でプリンタ・シャーシに締付
けるための穴が設けられている。スケール目盛を規定す
る不透明マの −ク１３ａはマークすなわちパフ１Ｂ間、バンドＢと八
との間、およびバンドＡとＣとの間で数が変る。印字限
界バンドすなわちマーク３間の空間は印字の限界を規定
し、所要の印字幅、すなわち印字媒体上の所要の印字行
の長さに適する間隔になっている。掃引限界バンドすな
わちマーク八と印字限界バンドすなわちマークＢとの空
間は、キャリ、ジが掃引限界バンドすなわちマークＡと
印字限界バンドすなわちマークＢとの間のスケール目盛
を横切るとき、キャリッジを減速させキャリッジを掃引
限界バンドすなわちマークの中に停止させ、その後キャ
リッジを印字速度にまで加速させるのに充分である。

静止または駐留バンドＣと隣接する掃引限界バンドＡと
の距離はキャリッジを印字媒体すなわら紙から離すのに
充分である。

第４ａ図のスケール１３の場所りの拡大詳細図である第
４ｂ図は、はぼ比率に従って描いであるが、スケール上
の不透明マークを一層良く示している。

エンコーダ本体１２ａがスケール１３に対して移動する
につれて、エンコーダ出力信号５ＥＮＣの変動がエンコ
ーダ・スケールの不透明スケール目盛のパターンと一致
することが明らかである。これは、それぞれ、横方向不
透明線を有するエンコーダ・スケール１３の部分と、三
つの異なるエンコーダ出力信号ＳＵ！、ＮＣとを示す第
５図（ａｌ、第５図（ｂｌ、および第５図（ｃｌかられ
かる。

この説明においてエンコーダ出力信号の高い方のレベル
を「オン」と言い、エンコーダ出力信号の低い方のレベ
ルを「オフ」と言う。エンコーダ出力信号５ＥＮＣのオ
ン時間とオフ時間とは、機械的公差および光電子的公差
のため、第５図（ｂｌおよび第５図ｆｃｌに見るように
ユニットごとに異なる。ただし、信号期間はスケールの
スケール目盛バンドの間隔を正確に反映する。このため
制御回路はエンコーダ信号出力５ＥＮＣの立下り縁だけ
に応答し、これによりスケールのインチあたりのスゲ−
ルー目盛のカウント数が非常に正確になる。スケール目
盛は不透明横断線１３ａの対応する縁の間で測る。本発
明の一実用的実施例においては、インチあたり９０のス
ケール目盛があり、従って、第５図（ａ）に示すように
、各スケール目盛はｌ／９０インチを表わす。

わかるとおり、エンコーダ出力信号の立下り縁は不透明
１黄断線の縁が光路内に移動するときに生ずる。第５図
（ｂｌおよび第５図（Ｃ１を見ると、エンコーダ検出Ｗ
Ｗ１２ａが右に移動しているスケール１３を走査すると
き、二つのエンコーダ出力信号 （第５図ｆｂｌおよび第５図（Ｃ））の立下り縁が各横
断不透明線１３ａの対応する前縁に一致する。エンコー
ダが逆方向に、左に、動くと、第５図（ｂｌの上側の信
号でわかるように、信号の立下り縁は不透明横断線１３
ａの他の縁、今は前縁、に移るが、スケール目盛は、エ
ンコーダ出力信号に反映されているとおり、同じ寸法の
ままであるが、立下り縁の位置は不透明横断線の一つの
幅にほぼ等しい量だけずれている。従って信号期間は常
にス１−リップ上の横断不透明線の間隔を正確に反映す
る。信号タイミングのずれは印字では顕著でない。

単チャンネル・エンコーダ１２は位置変化の正確な測定
値を与えるが、制御システムの設計に影響する幾つかの
制限がある。多くの用途に対して、たとえば、・インチ
あたり９０カウントの分解能は低すぎる。現在のところ
物理的スケール目盛を２倍または４倍にして、要求され
るようにこの問題を解決することは経済的ではなく、実
用的でない。熱インクジェットを利用する印字用途にお
いては、スケールの１インチあたり最低１８０カウント
がインク滴の発射に必要である。エンコーダのカウント
はインク滴の発射の他に速度制御にも使用されるから、
スケールの分解能を一層高くしなければならない。その
上、インチあたり１８０カウントより大きいスケール分
解能は制御の観点から望ましい。その理由は制御システ
ムを実施する際に使用した制御法則が速度を、たとえば
、５ミリ秒の近辺にあるサーボのサンプル周期にわたり
位置の変化として見積ったためである。位置がインチの
ｌ／９０までしかわからなければ速度の小値かさは１／
９０インチ１０．００５秒すなわち毎秒２．２インチで
ある。キャリッジ速度の精密な制御はこの小値さによっ
て複雑になるが、これはスケールの分解能を増せば避け
ることができる。

二つの問題は第１図に関する説明で言及した外挿器より
処理される。外挿器については後程説明する。外挿器は
第１図の制御回路の一部を形成する電子回路であり、ス
ケールカラン１−を増大する。すなわちエンコーダが発
生ずるスケール・カウントの中間でスケール・カウント
を発生する。

単チャンネル・エンコーダのその他の制限はその出力が
スケール目盛が横断されているという情報しか発生しな
いことである。上に記したように、おそらく、エンコー
ダが第５図（ｂｌに見るようにスケールに対して右また
は左へ動く間の不透明横断線の幅による信号の変位に関
するものを除いては、動きの方向を決める基準を発生す
る、上述の、矩象エンコーダにおけるようには、信号自
体に情相が存在しない。第５図（ｂ）および第５図（Ｃ
１の信号は同じに見える。これに関連して二つの問題が
ある。第一に、キ・ヤリソジが不意に方向を変える場合
サーボが不安定になるということである。この状況に関
連する問題とその解法については後程説明する。キャリ
ッジの方向のこの不意の変化に関連する他の状況はキャ
リッジの絶対位置がもはやわからなくなるということで
ある。これは印字のレジストレーションとキャリッジの
掃引範囲の終りにおけるキャリッジ運動の制限とに関す
る問題を生ずる。エンコーダ出力信号に情報が欠けてい
ることから生ずる問題は、第４ａ図に示すように、掃引
限界バンドである別のマークすなわちバンドＡをスケー
ルの印字限界バンドを超えた所定の位置に重ね焼きする
ことにより処理される。

これらの印字限界バンドＢは第１図の制御回路４の中の
回路で検知されるが、掃引限界バンドＡと駐留バンドＣ
とはファームウェア実行アルゴリズムを用いてマイクロ
プロセッサにより検出される。この検出方法について、
エンコーダからのスケール・カウント信号がこれらのパ
ン１′により中断されるのを補傷する技法と共に速度制
御との関連において説明する。

外挿器 外挿器の役割はエンコーダ信号が発生するスケール・カ
ウントの分解能を増すことである。

エンコーダ信号の他に二つのスケール・カウント信号が
発生される。第１の信号はインチあたり９０カウントの
エンコーダ出力に対するスケールのインチあたり１８０
カウントのスケール・カランＩ・信号である。この信号
はインク滴発射の熱励起に使用される。第２の信号はス
ケールのインチあたり３６０カウントのスケール・カウ
ント信号であり、これは制御システムに位置と速度との
フィードバンクを行う。

機能的には、外挿器は、第７図のブロック図に示しであ
るが、ン、ケール目盛を表わすエンコーダ論理すなわち
出力信号Ｓ　Ｌ？、　Ｎ　Ｃを使用して、エンコーダ信
号の周波数をそれぞれ２倍および４倍する二つの出力信
号を発生する。次の基準信号が発生する…１に基準信号
を使用して余分の信号を発生するこの機能により、この
回路は外挿器と呼ばれる。外挿器は、第７図でわかるよ
うに、タイマ一部と外挿器とから成り、両者ともエンコ
ーダ信号と同期してクロックされる。

タイマ一部はクロック周期中に１回カウント出力を発生
ずる。このカウント出力は、４分周されて、ランチされ
たカウントをカウントアウトしてクロック周期中に再循
環信号を３回発生する外挿器にランチされ、ランチ動作
およびカウント動作を繰返す。キャリッジが一定の印字
速度でｖノいているとき、ラッチ／カウント間隔は、互
いに、かつ初期クロック（３号により時間的に等間隔の
三つのパルスを発生ずる。結合される上、これら三つの
パルスはスゲ−ルー目盛あたり四つのパルス信号を発／
、ｌする。

タイマーはカウントアツプ“・夕・イマ−３０、り「Ｊ
ツク・パルスあたり四つの状態を通じて繰返す夕・イマ
ー制御器３４．４分周された夕・イマー・カウントをク
ロック周期を通してサンプルホールＩするう／子回路３
５から構成される。

外挿２ｘ部は、ラッチ回路３５からロー］°゛され外挿
器制御回路３２の制御のもとにカウントダウンする外挿
器カウンタ３１を備えている。

第７図に示すようにシステム・クロックはエンコーダ信
号Ｓ［Ｆ、ＮＣを受けるフィルタ回路３３によって発止
される開始クロック信号５ＣＬＫにより供給される。

今まで参照した各種信号の関係を第６図（ｉｌｌ〜ｌｌ
間（０１に示す。ここで信号５ＥＮＣのスケールに対す
る関係がわかる。開始クロック信号５ＣＬＫは負に向う
パルスであり、実際には７５０ｎｓだけ遅れており、エ
ンコーダ信号５ＥＮＣの立下り縁と同期している。第６
図（ｄ）および第６図ｔｅｌはそれぞれ１８０ｃｐｉお
よび３６０ｃｐ　ｉの信号のタイミングを示している。

タイマー制御回路３４とその機能とは第７ａ図および第
７ｂ図を参照することにより理解される。タイマー制御
回路を、第７ｂ図に示すように、四つの機能状態を持つ
状態機械として説明する。こられの状態は順にランチ、
待ち、クリア、および外挿器システムが働く時間である
。

第７ａ図はタイミング信号とその関係とを示す。

第６図ｆｂ）と第６図（Ｃ）とは開始クロック信号５Ｃ
ＬＫのエンコーダ信号５ＥＮＣに対する関係を示す。第
７ａ図は開始クロック信ｑＳｃＩ−にの、第７図のカウ
ンタを駆動する４　Ｍ　Ｉｌｚと２５０　ｋｌｌｚとの
信号に対する関係と、タイミング・カウンタ（８号の開
始クロック信号５ＣＬＫに対するタイミングとその機能
とを示す。

タイマー信号ＴＱＩ、ＴＱ２、およびＴ　Ｑ　３は開始
クロック信号５ＣＬＫの負に向う前縁で発生ずる。信号
ＴＱＩは第７ａ図に示ずように各りＬＬＩ　ツク周期に
１回発生し、開始クロック信号５ＣＬＫと同期して外挿
サイクルを開始するのに使用される。信号］゛Ｑ２とＴ
Ｑ３とはタイマー制御１器の内部信号である。

信号ＮＴＱ１は信号ＴＱＩの補数であり、信号５ＣＬＫ
の時間に高くなるときランチがタイマー・カウンタ３０
のカウントをサンプルできるようにする。開始クロック
信号５ＣＬＫの時間に、信号ＴＱＩはその低電圧状態に
切換わり、２５０ｋｌｌｚ信号の半分だけその状態のま
まになっている。これは外挿器カウンタ３１のロープ、
ｆングを阻止する。夕・イマー・カウンタはそのカラン
１−を完了してしまっている。そのカラン１−は婆 ラッチ状態にあり、ランチ出力は信号’ｆ　Ｑ　ｌが高
くなってから短時間有効である。ランチはタイマー・カ
ウンターの４分周したカウントを格納する。信号］゛Ｑ
１が高くなると、外挿器制御器３２は１１８号３２ｂを
発生して外挿器カウンタ３１をラッチからロードする。

タイマー制御１器３４も２５０ｋｌｌｚの信号の１サイ
クルだけ低電圧状態にあるクリア・カウンタ信号ＣＬＲ
Ｃを発生する。これは信号ＴＱ２がその高電圧状態に切
換わるのに同期して開始され、信号ＴＱ３がその二つの
電圧状態の高い方に切換わるのに同期して終了する。こ
のＲ能は外挿器カウンタ３１がロードされてから２５０
ｋｔｌｚの半分のサイクルの後に生ずる。これはタイマ
ー・カウンタ３０をクリア（信号ＣＬＲＣ）するかリセ
ットし、クリア信号ＣＬＲＣの終了と共にタイマー・カ
ウンタのカウントアツプ・ナイクルが再び始まる。この
ようにしてタイマー制御回路の四つの状態が完成する。

外挿器カウンタ３１はまた２５０ｋｌｌｚの信号で駆動
される。外挿器制御回路３２と結合した信号ＴＱ１はカ
ウンタ３１にランチ・カウントをロードするための信号
３２ｂを発生する。ランチ・カウントがロードされる時
刻に、カウントダウンが始まる。第７Ｃ図はスケール・
カウント外挿器プロセスにおける信号の時間関係を示し
ている。

信号データは二つの開始りＬ：ｌツク信号Ｓ　ＣＬ、　
Ｋの間の、すなわちｌクロンク周期のデータに基づいて
いる。第７ｃ図の信号スケールで開始クロンク信号Ｓ　
ＣＬ　ＫＯ間の完全カウント・サイクルを描くことがで
きないので、図面は外挿器カウント・ナイクルの間で断
片にしである。

外挿器のカウントダウンが完了するとゲー（・４３に結
合しているその出力が、外挿翼制御回路３２に結合して
いる信号４３ａを発生し、再びカウンタ・ローディング
信号３２ｂの負パルスを生ずる。ランチの内容が再び外
挿器にロードされ、カウントダウンが再び始まる。カラ
ン１−・サイクルはもう２回続き、次の開始クロック信
号５ＣＬＫが発生するまでに終了する。

外挿翼制御回路３２は二つの出力信号を発生ずる。これ
らは外挿スケール・カウント信号３２ａと３２ｃとであ
り、それぞれインチあたり３６０スケール・カウントと
インチあたり１８０スケール・カウントとを表わす。こ
れら信号は開始クロック信号５ＣＬＫを、信号４３ａの
３パルスから生ずる信号３２ａの３パルスと組合せ、信
号５ＣＬＫを、信号４３ａの２番目のパルスで発生した
、１３号３２ａの単独パルスと組合ゼで、それぞれ３Ｇ
Ｏｃｐｉおよび１８０ｃｐｉの信号３２ａと３２Ｃとを
形成することにより外挿２３制？１′１Ｉ２７ｉで形成
することかできる。信号３２ａは位置レジスフの一部を
成す位置カウンタ３６に外挿品出力で結合され、その出
力は位置カウントが一定のときランチに結合される。３
６０ｃｐ　ｉのカウント１．ま第１図の母線１７に結合
され、１８０ｃｐｉのカウントは第１図の母線１６に結
合される。

第７ｃ図に描いた、！υ後の外挿されたパルス３２ａお
よび３２ｃと、次の開始クロック信号ＳＣＬ　Ｋとの間
の空間は最初の信号５ＣＬＫと、続く外挿パルスとの間
の空間より大きく示しである。この信号タイミングが断
片的に示しであるため各区画の信号間のタイミングだけ
しかはっきりしていない。キャリッジが印字速度で移動
するとき信号周期は時間的に等しい。

位置カウンタ３６はタイマー制御器３４からのパルスを
２進数で合計し、これを第１図の制御システムによる制
御の目的で使用するマイクロプロセッサがフィードバッ
クとして読取ることができる。外挿器は第１図の制御回
路４の一部を備えている。外挿器の夕・イマー・カウン
タ３０はビ・ノドＯ〜９の１０ヒ゛ソト・カウンタであ
り、２５０ｋｌｌｚで動作する。タイマー・カウンタ３
０は１インチあたり９０カウントの信号（開始クロック
５ＣＬＫ）の立下り縁が４，１ｔｎｓ以上（２ｘ　ｌ　
／２５，０００　ｓ　）　離れていれば飽和する。飽和
はキャリッジ速度が毎秒２．フインチより低い場合に起
こる。これらの条件のもとて外挿は停止し、インチあた
り３６０カウントの信号はインチあたり９０カウントに
なる。これはフィードバック外乱を表わしており、これ
の補償については後程現われる流れ図で説明する。

従って外挿器回路の機能はエンコーダの遷移をカウント
することであり、り・イミング信号図かられかるとおり
、エンコーダ遷移間に１カウントを加えてインチあたり
１８０カウントの１３号を形成することであり、エンコ
ーダ遷移間に等間隔の３カウントを加えてインチあたり
３６０カウントの信号を形成することである。フィルタ
回路３３はエンコーダ人ツノ信号５ＥＮＣ内の長さ２５
０　ｎｓ　（４Ｍｌｌｚの１サイクル）未満の変動をろ
過し去る。エンコーダ出力信号５ＥＮＣの負に向かう遷
移である１から０への遷移はタイマー制御回路３４をク
リアする信号Ｓ　ＣＬ　Ｋを発生し、タイマー制御回路
３４から得られる出力信号ＣＬＲＣは周期カウンタ３０
をリセットし、新しいカウント・サイクルを開始する。

フィルタのため、開始クロック信号５ＣＬＫ　（第７ｅ
図を参１（ａ）は遅れ、タイマー・カウンタのサイクル
はエンコーダ入力信号５ＥＮＣの負に向う遷移の後７５
０　ｎｓ　（４Ｍｌｌｚの３クロツク・サイクル）遅れ
る（信号ＣＬ　ＲＣ）。従ってフィルタ３３の機能は、
信号Ｓ巳ＮＣが立」ニリ縁前の約５００　ｍｓが高い状
態にあり、５ＣＮＣが少くとも５００　ｍｓ低いままで
あれば、エンコーダ信号５ＥＮＣの立下り縁に続いてパ
ルス５ＣＬＫを外挿器制御器３２に、およびタイマー制
御器：３４に、出力することである。このようにして開
始クロック信号は４　’、Ｍ　ｉｌｚおよび２５０ｋｌ
ｌｚのクロックと同期する。

外挿器の更に細部においては、タイマー制御器３４がリ
セフトされてから、タイマ・−・カウンタ３０のカウン
ト（４で割った）をラッチ回路３５にロードする信号Ｎ
ＴＱ１を発生する。次に信することができる。これに先
立ち、信号ＴＱＩはラッチ・カウントを外挿器カウンタ
３１にロードする信号３２ｂを発生する。この点で外挿
カウンタ３１は２５０ｋｌｌｚの信号により駆動されて
Ｏま共に外挿制御回路３２はサーボ・カウント・パルス
３２ａと呼ばれるパルスを発生し、こればマイクロプロ
セッサに結合されて熱インクジェット印字ヘット（図示
せず）に結合される。第７Ｃ図に示す信号３２Ｃは小滴
の縦列が熱インクシェアド印字ヘッドにより発射される
ごとに発生される負に向うワンショット信号である。こ
のパルスのタイミングは、このパルスが信号５ＥＮＣの
各負に向う遷移で発生し、制ｉｌｌビット信号Ｃｌ３１
（３６０ドツト／インチに対しＩ、または１８０　　ド
ツト／インチに対し０）により、（［）すべての外挿点
か、（２）２番目のものだけにおいて発生する、という
ようなものである。信号ＣＢＩは所要のＦソト発射密度
により電気的状態を表わずその１またはＯに選択的に置
かれる。

信号３２ｃを制御するため外挿制御器に能動イネーブル
信号ＤＥＮＢが設けられている。１３号３２Ｃのタイミ
ングの制御、すなわら信号３２Ｃが始まる時間上の点は
、カウントダウン・タイマーから成るドツト発射イネー
ブル回路３７により与えられる。第７ｆ図かられかるよ
うに、回路３７は、スゲール上の印字限界バンドＢの検
出（印字の開始）と共に始まる入力信号５Ｉ２ＮＣの負
遷移ごとに開始クロック信号５ＣＬＫにより１回カウン
１−できるようになるだけである。

１゛ソ（−発射イネーブル回路３７のこのカウンタのカ
ウントが０になると、１８号３７ａを発生し、この信号
はドツト発射信号３２Ｃを使用可能とする目的で外挿器
制御器３２に結合される。基準パン１−′Ｂは、再び思
い出すことになるが、第７ｆ図の時間９の区間かられか
るように、信号５ＥＮＣの負に向う部分の間の大きな距
離を示す、タイマー・カウンタ３０の大きなカウント値
により検出される。ここに使用する大きなカウント値は
、タイマー・カウンタ３０の回路８にある大きなカウン
ト信号ＬＣが、これは実際にはタイマー・カウンタのビ
ット９　（時間９）であるが、その二つの電気的状態の
高い方にあることを意味する。このカウント状態はパル
ス間が２．０５ｍ５より大きいときに生ずる。

位置カウンタ３６の位置カウントを出力の読取り中に変
わらないようにする回路３８が設けられている。ランチ
回路３８に入っているカウントはデー１−回路３９から
の信号により保証される。ゲート回路３つはサーボ・カ
ラン１−信号３２ａと、マイクロプロセッサが発生する
エンコーダ信号ＥＮＣにより制御される双安定回路４０
の出力信号とにより制御される。ゲート回路３９と双安
定回路４０とは４ＭＩＩｚでクロックされる。

外挿器がキャリッジの低速時（毎秒３インチ未満入誤り
外挿点を発生しないようにするため、タイマー・カウン
タ３０にロールオーバ・ビットを設けて低速度を指示す
る。低速動作中夕・イマー・カウンタ３６ばその１０ビ
ツトのカウント−杯（飽和する）までカウントし、出力
信号を発生する。この信号はオーバーフロー・インジケ
ータＨに結合する。オーバーフロー・・インジケ〜りの
出力はオーバーフロー・ラッチ４２を制御する。オーバ
ーフロー・ラッチ４２の出力は通常イネーブル外挿信号
ＥＥ（ゲート４３が外挿器制御器３１の出力信号ＲＣＤ
を外挿器制御器３２に送ることができるようにする）の
制御下にあり、従って位置カウンタ向はサーボカランｌ
−３２ａを発生ずる外挿器制御器３２の通常機能が使用
可能になる。ただし、エンコーダがスケール上の基準バ
ンドＡ、［３、またはＣを走査しているときのように、
オーバーフ「１−が発生すると直ちに、ゲーｉ・４３が
使用不能になり、サーボカウントが中断する。従ってこ
のロールオーバ状態がタイマー・カウントと共にラッチ
され、外挿器が余分のカウントを追加して小滴発射信号
を発生ずることのないようにする。

システムが、発生した事柄についで知るように、また強
調の助けとして、現有する機能を示す信号を発生する。

このようにして母線３５ａにおける、ランチ回路３５の
出力において周期カウンタの回路２から回路９の個々の
信号状態を表わす、ラッチされたタイマー・カウント信
号がカウンタの状態を示す。双安定回路４４ば、マイの
電気的状態のうちの低い方であるかの信号を、およびセ
ント端子上の信号ＮＣ（時間９）に応じて、どちらが二
つの７［気状態のうらの高い方にあるかの信号を回路４
４ａに発生ずる。その二つの電圧状態の高い方にある場
合、回路４４ａにある出力信号はスケール上の基準バン
トＡ、Ｂ、またはＣが検出されたことを示す。最後の中
断サイクル中に発生したオーバーフローの措示は、双安
定回路４５により発生された回路４５ａに東っている信
号により与えられる。双安定回路４５はケート回路４３
と共に、オーバーフロー・ラッチ４２の出力信号により
制ｔＪｌされる。

印字検出の開始 印字開始（または印字終り）検出システムはインク滴の
放出または設置の基準となる確実な基（壮位置を示す。

検出システムは単チャン７、ル・エンコーダの測定制限
と外挿２ｇ回路の飽和とにより１インチあたり９０カウ
ントのデータだりに基づく位ご情報が不確実になるとい
う理由から必要である。検出システムは第４ａ図に示す
ようにエンコーダ・スケール上の一対の広い不透明印字
限界パンｌ”　Ｉ’３と以下に説明する外挿器回路の一
部を成す検出回路とから構成されている。印字開始検出
システムは印字終り検出器としても動作する。

機能的には、印字開始検出システムはエンコーダ信号Ｓ
［！、ＮＣの負に向う縁の間の周期の遅れを認識する。

印字開始検出システノ、は、上に説明したとおり、タイ
マー・カウンタ３０に眉■込まれており、次のように動
作する。第８図に示すように、印字開始バンドＢ（印字
限界）はエンコーダ信号５ＥＮＣの負に向う縁の間に異
常に長い周Ｍ（通常の４倍）を発生する。１０ピノ１−
の外挿器タイマー・カウンタ３０は周回をｌ／２５０．
０００秒刻み（４ｆｆｌｓ）で測定する。通常、印字小
滴放出速度で、この周期は毎秒約１／９０−ｆンヂ／１
６．フインチすなわら（ｉ６５ｎ＋ｓである。ごれから
カウンタ値１６（ｉ　　（６６５ｍｓ　／　４ｍ５）が
得られる。この数は２’（２５６）より小さいから、」
０ピッ１−周期カウンタの二つの最上位ビットは典型的
に０　（これらは２Ｂと２９とを表わす）であり、これ
によりカウンタの最上位ビットを印字開始検出として使
用することができる。というのは、このビットがその電
気的状態を０から１に変えるとき通常の周期より長い周
回を示すからである。第８図ｆａ）、第８図（ｂ）　、
および第８図（Ｃ１を参ｌ（資して、時間区間Ｃｎにお
いて、印字バンドが始まる前の周期カウンタ３０の通常
カランｉ・数は１６６である。印字開始バンドＢに広が
る時間区間である区間ｃｎｅ１においては、時間は、時
間区間Ｃ５より４倍も長いことがわかる。カウント区間
で言えば、これは６６４カウントを表わしており、従っ
て５１２という検出器しきい値は時間区間Ｃ１では通常
カランｌ−１６６より充分に上であり、しかも６６４　
という印字開始バンドのカウント数によってたやすく越
される。従ってタイマー・カウンタ３０は印字開始パン
ｌすなわち印字限界バンドＢでその最大値までカウント
区間、１０ピノ］・の値がマ・イクロプロセンナに対し
て■り用できる。これが、印字開始（または印字終り）
検出が、印字限界バンドＢを使用して、制ｊｌｌｌシス
テムとインク満発射システムとの両方と連絡する方法で
ある。第１図かられかるように、ニー・コーグのこの出
力は回！１４を峰て制御回路イと連絡し、制御四１１’
３４からマ・ｆクロプロセ、すまでの印字開始母線と呼
ばれる母線１５はこの情報をマイイア０プロセノ’ｌす
に伝えろ。マイクロブ「１セ、・すはマーカーバンドＢ
に遭遇したとき印字が進行しているか進行′していない
かを知っている。印字が進行していれば、マ・イクしＪ
プロセッサは印字を停止さゼなければならないことを知
る。印字が進行していなければ、マイクロブ１１ヒ、ザ
は印字を開始させなげね、ばならないことを知る。印字
サイクルは、エンコーダ（および印字ヘッド）が印字限
界ハン１１３から外へ移動するときエンコーダ信号Ｓ［
ＥＮＣの最初の立下り縁と同期して開始し、エンコーダ
が印字バンドから抜は出して印字限界バンドＢに遭遇す
るときマーカー・ハンＦ’　＋３に遭遇すると発生する
エンコーダ信号の最後の立下り緑で停止する。

制′４′ｎ法則 第１図において、マイクロプロセノナは、印字データ入
力に基きモータの制御信号を発生するｌｉ、ｉｌ路（母
線回路３）の構成要Ｍと見なされ、−１−ヤリノジの運
動が単チャンネル・エンコーダにより検知され、増分的
に検知される。マイクロプロセノナがモータ用制？７１
信号を発生し、単チャンネル・エンコーダの出力をフィ
ードパ／り止して制御システムに組入れるのに使用する
制御法則を、特に、単チャンネル・エンコーダの出力の
情報内容が限られていることのために制御法則に対して
行われた補正を参照して、以下に説明する。制御法則を
考察することは補正および補正の特性の必要性を認める
ことができるようにするのに役立つ。制御アルゴリズム
を流れ図に関連して、また第７図の外挿器回路および第
１図の制御システムを参照して説明する。

アルゴリズムは典型的には第１図のマ・イクロブロヒノ
ナ用格納指令（ファームウェア）として実現される。

制御システムの目的はキャリッジがスケール上の掃引限
界バンドＡの間およびスケール上の印字限界ハンｌ”　
Ｂの間で規定される印字距離を前後に１１■引するとき
のキャリッジの速度を制御することである。特に、速度
は印字限界バンドＢの間を印字している間規定の公差内
で一定である必要がある。またキャリ、ジは印字限界バ
ンドＢと掃引限界バンド八との間で停止まで減速し、印
字速度まで加速する必要がある。これら形式の異なるキ
ャリッジ制御をすべて時間ｒ（１）に関する一Ｆヤリ７
ノの所要時間として表わ本質的に所要位；ｄが時間に関
してどう変わるかによって規定することができる。

制御システムはモーフ制御電圧Ｕ（０を、第１図のモー
タ９のような、直流モータに、キャリッジ位置×（０が
所定の−ｌ＝ヤリノジ位置ｒ（ｔ）をたどるように供給
することにより動作する。

これは１ナンプル式データ・システムであり、ごれは制
御を′Ｆ槙位の長さの時間内に飛び飛びに規則正しく配
にされた点で行うごとを意味している。このため、所要
位置ｒ（ｔ）はｒ　（ｎＴ）に等しく、ｒ　（ｎＴ）を
「。と表わす。ここでｎは整数である。同様にｘ　（ｎ
Ｔ）はＸ、、と表わし、ｕ（ｎ′ｒ）はｕ７と表わす。

制′４ＪＩＩプロセスは先づ所要の位置ｒ、を計算する
。単チャンネル・エンコーダは現在のキャリッジ位置ｘ
１を得るように読取られる。この背！報に基いてモーフ
制御電圧Ｕを計算し、モータに加える。１秒後、所要位
置、現在位置、および電圧ｒ、、ｘｚ、およびｕ２をそ
れぞれ与えて、プロセスを繰返す。ｎ周期後、現在位置
、所要位置、およびモーフ制御電圧はｒ、、、ｘ、、、
およびＵ。である。この場合、サンプル周期Ｔは０．０
０５秒であるから、プロセスは１秒につき２００回繰返
される。適格に設計された制御システムの場合、現在位
置Ｘ。は、制御された、予測可能な方法で所要位ｚｒｎ
をたどる。　第１図のマイクロプロセッサは、制御法則
を実施するが、所要位置ｒｎと実際の、ずなわら現在の
、位置ｘ７との値に基いてモタ制御′ル圧ｕｎを計算す
る。制御法則は次のように規定される。

ＬＪｌｌ＝ｋｐ　　（ｒｎ　　　Ｘ１１　）−ｋＶ　Ｖ
、。

Ｖ、、＝　（ｘｎ　−Ｘｎ−１）　／’「こＦＬらの式
は速度フィードバックを用いる位と制御器を規定してい
る。式（ｒｎ　　ｘｎ　）は所要位置と実際位置との差
、ずなわら位置誤差を規定する。この位置誤差に位置ゲ
インに２を東じてモータ制御電圧ｕ、／＼のその寄与分
を求め推定１！、Ｘである。これに速度ゲインに、を掛
けてそのモータ電圧への寄与を求める。

この制御法則は幾つかの望ましい性質があるため選定さ
れたものである。第一は実際のキャリッジ速度が定常状
態誤差無しに所要速度に収束することである。このこと
は印字速度が摩擦その他の外乱の存在下で望ましい速度
になることを意味している。第二は゛フィクロプロセッ
サの計算負荷の観点から好効率を生ずる簡素さである。

本発明の改善点はこの制御法則を実行する印字へ７・ト
を制御する制御システ１、が屯チャンネル　エンコーダ
で動作するという点にある。モータ制御電圧Ｕ。は４Ｉ
す定位置（および、速度■。

の准定植を計算するときはＸ、、−１）によってＪ！。

だしく変るごとは明らかである。ｘ、、に幾らかの誤差
があれば、得られるモータ制御電圧ｕ１はほとんど確実
に不良である。ここに使用している第２図の単チャンネ
ル・エンコーダの測定制限のため、幾つかの誤差が規則
的に入って来る。一つはエンコーダが方向を示す信号を
発生ずるごとができないことである。これによって実際
位置Ｘ。を増すのを残らず方向に間違うことがある。も
う一つは印字限界バンドＢと交差して、カラン１〜１ｒ
′！失を生じ、実際の、すなわら現在の位置ｘｎを決定
する際に誤差を生ずることである。第３の誤差の可能性
は外挿器の夕・イマー・カウンタ３０が飽和する場合に
生じ、１／る。更に他の誤差の可能性は単チャンネル・
エンコーダが位置の測定を全（停止する限界ハンＩ・と
交差することで、これはエンコーダ・スゲール上の広い
キャリッジ限界バンドＡ、１３．およびＣで発生する。

ごれら各状態には補正を行ってキャリ、ジ速度をなめら
かに制御しつづけることが必要である。これらの調節あ
るいは補正により単チャンネル・エンコーダを使用する
ことができると共に、制御システムおよびファームウェ
アに重要な設計特徴を示すことができる。

ゼ［１速度近辺の制御 上記のとおり、東チャンネル・エンコーダではゼロ速度
に近づく速度で実際の位置ｘ１のｄｌす定に二つの誤差
が入って来る。第１は方向情報の欠如である。非常に低
速度でキャリッジが方向を変える可能性がある。単チャ
ンネル・エンコーダはこの方向の変化の指示を発生しな
い。

この場合実際位置ｘｆｉは実際に減少しているとき増加
しているものと解釈されることになる。

ごのため、制御法則にはこの方向の変化を認識する手段
が無いので、制御システムは不安定になり制御能力を喪
失する。第２の問題は第７図の外挿２３のタイマー・カ
ウンタ３０の飽和である。

２．７　　インーｙ−７７秒より低い速度で、１０ビッ
ト周１υＩカウンタ３０は検出器信号ＳＬ、ＮＣの立下
り緑すなわら負に向う縁の間の時間区間でオーバーフロ
ーし、外挿北回路を遮断する。この状態では、第１図の
、回路１５を経てマイクロプロＵ７す・に至るフィード
バック信号はインチあたり３６０カウントからインチあ
たり９０カウントに変る。制御法則はフィードバック信
号を３６０カウンｌ−／・インチと１１・７釈しつづけ
るので、カウント数の低下はキャリッジ速度の低下と取
られる。制御システムはこれに応じて更に電圧を印加し
てモータの速度を上げキャリ、ジの速度を上げる。キャ
リッジの速度は２．フィン−１−／秒を超すまで増大し
、この時点で外挿器が再びｌｌ＋き始めて、４倍もの多
くのカウントを送出する。この結果速度が２．７　ｒン
ナ／沙以下に落５るまで強く減速され、２．７・インチ
７秒の点で上のシーケンスが１ｔび始まる。結果は２．
７−（ンナ／沙の速度の周りの一１１常に望ましくない
振動となる。

−１−の問題はＪ（に、本発明により、キャリッジ速度
を２．７　イン＝１−　／秒より高くしておくことで回
避される。これはキャリッジを停止ざ−１て印字行の終
りに持って来るかあるいは他の掃引のため掃引限界バン
ド内で方向を変えなければならないときには不可能であ
る。この場合には間匙は制御法則を正常に動作させない
ことにより回避される。この場合、ループを開く。これ
は実際位Ｚｘｎがもはやフィードバックどして使用され
ないということを宣言するもう一つの方法である。この
詳細は停止まで減速し停止から加速する点で異なってい
るので別に以下で説明する。

停止 停止まで減速する場合を先づ考える。これか生ずる状況
は二つある。第１は第４ａ図に示すようにインチあたり
９０バンドをＨするスケールのエンコード域からキャリ
ッジ掃引限界バンドΔまたは駐留限界バンドＣまでの動
きである。

これらのパン１を横断するとき、エンニＩ−ダは遷移を
検出せず、従ってバンド横断区間中筒１図の制御用シス
テムにはスケール・カウントのフィードバックが存在し
ない。他の状況には短線（ｓｂｏｒＬｌｉｎｅ）のため
あるいは印字のためキャリッジが印字限界パンｌ”　１
３の間のエンコード域内で方向を変えるように命令され
た場合の論理的探索がある。−最的ステ・７ブはキャリ
ッジを停止させる二つの場合で同しであるが、詳細は異
なっているので別々に説明する。

キャリッジ限界パンｌ”　Ａまたは駐留バンドＣの中に
停止させる場合を先づ考える。第９図はこの停止機能を
達成する方法を示している。キャリッジがその印字帯を
出る途中で第２の印字開始バンドあるいは印字限界パン
ドＢを横切るとき単チャンネル・エンコーダが合い図す
る。

キャリッジはＩＧ、フインチ／秒の印字速度から約６、
フインヂ／抄まで減速する。これにより外挿器の夕・イ
ー７−・カウンタ３０の、飽和スケール・カウント速度
である２、フインヂ／秒よりかなり十のスケール・カラ
ン１−値を発生ずるので問題が回避される。キャリッジ
は、場合によって、；１−ヤリノジＩＩν引限界Ａある
いは駐留バンドＣに入るまでのこの速度を持続する。こ
れは、これら不透明帯ではスケール目盛カウント信号が
発ηニしないので、エンコーダから来るスケール・カラ
ン１倍号の急激な低下として直ちに認識することができ
る。制御変数Ｘ。、Ｘ、−ｌ　なとで表わして、■ナン
プル周回にわたって牟チャンネル・エンコーダが測定し
た位置の変化は６．７・インチ７秒に［ｌ′１当する１
２カウント力・ら０カウンＩ・に落らる。これはマ・イ
クロプロセ、すのファーノ、ウェアにエンコーダが限界
バンドＡに入ったことを、あるいは馬丁留ハンｌ’　Ｃ
に入ったことを合い図するものである。マイク［：１プ
ロセツサはこれに応じて制御法則の典能を、ｉ爪視し、
モータを止めるように動作する。ずなわらモータの制御
電圧ｕ、１をＯにセ、１・する。マ・イクロブロセノサ
は今度は連続する３１少ンプル周期、すなわち０．０１
５炒（０，００５秒の３倍）待ってキャリッジを惰走し
て停止させる。モータは再び動く時が来るまで伴ったま
まである。このプ【Ｊセスを第９図の流れ図に要約しで
ある。このプロセスではキャリッジが印字の終りに第２
の印字開始バンドあるいは印字限界バンドＢ−ｔ−横切
ってから、キャリッジの速度は６．フインチ／秒に減速
する。量（ｘＩＩ　−ｘ、、−、）がＯに等しければモ
ータ制御電圧は連続する３・時間区間Ｔ（０，０１５秒
）だけ０に七ノドされる。この状態でモータ制御電圧は
ユーザが再び始動を要求するまで０に保持される。別の
場合で、ｆｆｉ　（Ｘ、。

Ｘｎ−１）が０に等しくなければ、モータ制御電圧Ｕ。

を加える際に制御法則が支配する。

その後で式（Ｘｎ　　　Ｘｎ−１）の再検討を再び始め
る前に０．００５秒の遅れを加える。モータの制御は式
（ｘｎＸｎ−Ｉ）がＯに等しくないかぎりこの状態を継
続する。マイク［１プロセツサのファームウェアとして
このアルゴリズムあるいは論理概念を実施すると速度が
０になるＸどんなときでも制御法則が無視される。

キャリッジ限界ハン１′八、１３、ｔ３よびＣの使用法
は明らかである。これらは−Ｌ述のように容易に検出さ
れ、エンコーダを効果的に遮断することによりその測定
制限を回避している。また制限パントが検出されるまで
一トヤリ、ジを駆動することにより、キャリッジがバン
ド内側にあることが保証される。掃引限界バンドＡと印
字限界バンドＢとの間に充分なスゲール目盛が設けられ
ていることによりキャリッジが印字サイクルの始めに印
字帯に入り込むにつれて印字限界バンドＢを横切って印
字を開始する前に印字速度まで加速するに充分な空間が
あることが保証される。駐留バンドの場合には、キャリ
ッジがその駐留位置に達したことが保証される。

キャリッジの減速制御に続いて、今度は論理的探索での
減速についで説明する。論理的探索とはキャリッジを印
字限界バンドＢの間で停止させ反転させることを言う。

第１０図を参照のこと。この状態では、検出する限界バ
ンドが存在しない。代りに、印字行内の位置しきい値Ｘ
ＩＳがマーイク［Ｊプロセッサにより呼出される。この
位置に達すると、キャリッジは再び１６．フインチ／抄
から６．フインチ／秒まで減速する。−１−ヤリフジが
この低い方の速度に達すると、マイクロプロセ、１）は
１１ｇび制御法則を無視するように動作し、モータをモ
ーフ電圧ｕ７を０に戻すことにより停める。この場合マ
イクロプロセッサは５の時間区間（５Ｔ、０．０２５秒
）待ってキャリッジを停止さ・υる。第１０図かられか
るように、実際位置ｘ、、が呼出し位置ｘｉｓより大き
くなければ、マイクロプロセッサは−Ｆヤリソジ運動が
１６、フインチ／秒で行われるようにモータを制御しつ
づりるが、実際値’ｌｘ。が呼出し位′ｆ！ｘ　Ｉｓま
り大き−ければマイクロプロヒ、すはキャリッジを６．
フインチ／秒にσＪｔ速させ始めろ。次に続く間断ブロ
ックかられかるように、マ・ｆクロプロセッサはキャリ
ッジ速度を監視し、キャリッジ速度が６．７　インチ／
砂に達するまで碇減速機能を継続する。この時点でマイ
クロプロセッサは制御法則を無視するように動作し、モ
ータ制？Ｉ電圧を０まで下げる。モータ制御電圧を５・
時間間隔（５Ｔ）だけＯに保持してキャリッジが確実に
停るようにする。この点でモータに加えられる制御の極
性が変化する。以下に記す（第１１ａ図および第１１ｂ
図）加速アルゴリズムを加えてキャリッジが丁度交差し
たばかりの印字限界バンドＢの方にキャリッジを戻し動
かす。

印字限界バンドが検出されたら、第９図の減速アルゴリ
ズムを加える。これによりキャリフジは限界バンドＡを
抜は出し、新しい印字行を待つ。

加速 静止から印字速度まで加速するプロセスを第１１ａ図お
よび第１１ｂ図を参照して以下に説明する。加速はキャ
リッジ掃引限界バンドＡあるいは駐留バンドＣを出ると
きと論理的探索中停止し逆転するときとの両方で生ずる
。減速のそれぞれの場合の制御論理が異なっているのと
は胃なり、加速アルゴリズムは両方の場合で同しである
。

先に述べたとおり、停止させれば、キャリ、／ジはモー
タが停止している状態で静ｌＥシている。

最初のスノテプはモータ駆動信号の極性を運動が所定の
方向になるようにセットすることである。モータの極性
は逆になっていると仮定する。

これは第１１ａ図で「モータの極性をセントする」から
れかる。エンコーダは動きの方向を検知しないのでこれ
はマイクロプロセッサでモ〜り制御電圧信号ｕ、、にト
Ｉか−１をＪｉｌけるごとにより明確に行わなければな
らない。これによりモータの順方向電圧または逆方向電
圧が生じ、−１−ヤリフジを左から右へまたは右から左
へ動がず。

このモータ制御電圧の極性は別の方向変更が必要になる
まで、あるいはエンコータ′が＋ヤリアジ１１１へ引限
界八に入ったのに応答して印字動作の１１Ｌ続を自動的
に設定するまで有効である。

−１↓モータ電圧の極性が６官立すれば、モータ制御′
上圧を千−夕に加えてキャリッジの動きを開始させなけ
ね、ばならない。ご１１．は制御法則の所要の１ケ：η
ＩＳ・１艦「。を所定のカラン１〜散たとえば６５カウ
ントに用量設定しくｒｏ　−＝６５）　、次に所要の位
置梧！１鯉を動きが検出されないＩＪ−ンプル周期ごと
に５カウント進める（　ｒ、、＝ｌ’、、−，ト５）こ
とにより行われる。制御法則を次のように百出する。

ｕ、＝に、（ｒ、、−ｘ、、）−ｋｖ　（ｘ、。

ｘｌｌ−１）　／′ｒ’ この手順の効果がわかる。キャリッジが動き始めるまで ｘ、ｌ＝　Ｘｎ−１−０ 故に ｕ、、＝に、（ｒ、、　　０）　　　ｋｖ　　（００）
／Ｔ＝ｋｖ　　（ｒ、、） ’ｎ　　：’１１−１　　’Ｆ　５ 故にｋｐ　（ｒ、）の電圧がモータに加えられる。

この電圧はサンプル周期ごとにゆっくり増大する（サン
プル周ｐ、ＢＴにつき５カウント）。こうすることによ
り、たとえモータが弱（摩擦が大きくても結局モータ；
１１１目Ｊｇ電圧がキャリ、ノンの動きを開始させるの
に充分な高さになるから、キャリッジの運動が６′ＩＴ
実に行われる。他方、モータが強＜１７擦が小さい環境
でモータがオーバトラ・イブを生じないように小さな初
回電圧値を使用することができる。

一旦−１−ヤリノジの運動が始まると、工〉コーグがス
ケール・カウント信号を発生し始めるのでキャリッジ位
置カウント信号Ｘ。はもはやＯではない。これは、−１
−ヤリフジがエンコーダスケールのスケール目盛エンコ
ード域に入るから論理的探索の場合には迅速に起る。そ
の他の場合には、４−ヤリ２・ジがエンコード域に入る
ｎ；Ｉにキャリフジ限界バントＡまたは駐留バンドＣを
）黄切って動くにつれて遅れが生ずる。いずれの場合で
も、キャリッジ速度は最初のカウントが牛ずろときは低
い。このような状況では低速度不安定性と外挿器飽和と
の問題が存在する。

これらの問題はキャリッジ速度が二つの問題を回避する
に充分な大きさになるまで制御法則の−１−中リフジ位
置カウント信号ｘ、、を使用しないことにより加速期間
中回避することができる。

これは第１１．Ｊ図に示すように実際位置ｘ、、をその
カウント１１σが８になるまで強制的にＯにするご上に
よりｊテわれる。このようにして、実際位置のカウント
値ｘ、、が８より小さければ、Ｘ、。

はＯのままになっている。モータ制御電圧ｕ、。

はマ・イクロプロセノナにより制御法則を使用して計算
される。モータ制御電圧のＵ。の各計算の後にｏ、ｏｏ
ｓ秒の遅れが加えられ、実際位置カウントｘ、、が８よ
り大きくなってキャリッジおよびエンコーダにより１周
回Ｔ内に８スケール目盛が横切られたことを示すまで第
１１ａ図に示ずようにす・イクルが繰返される。この点
でのキャリッジの速度は次の考察から明らかである。

速度推定値はサンプル間開にわたる変化から決まる。す
なわち １／ｎ　＝　Ｘ、、−Ｘｆｉ−１／Ｔ Ｘｎ　　　”、、−１−８の値は４．５インチ／秒の速
さに４Ｔ１　等する。単一１−ヤンネル・エンコーダか
らスケール・カウント信号が発生ずるまで、ｘｎ−１−
〇、従って１　／ｎ　＝　ｘ、　／’Ｉ゛テある。マイ
クロブロセソリ゛が読んだｘ、、の値が８より小ざけれ
ば、ｘ、、の値を０にリセットし、またＸ。

＝０を保持する。これは第ｔｔａ図かられかる。

ｘ７とＸｎ−１とが共にＯに保持されている限り、速度
フィードバックはＯであり、キャリッジの実際の位置カ
ウントはフィー１゛バツクとして制１１１１システムに
影テを与えない。制御ループが効果的に開いているから
である。

ｕ、、＝ｋｐ　　（ｒｎ　　Ｘｎ　）　−ｋｖ　　（Ｘ
、。

Ｘｎ−＋　）／Ｔ＝に、ｒ。

第１１ａ図かられかるように、ｘ、ｌが８以上になると
、その値が受入れられ、７５１ｍドパツクが動き出す。

これは第１１ａ図のｘ、、＜６と記した［１１断ブじＩ
ツクから明らかである。更に、速度は単チャンネル・エ
ンコーダによる実際位置カウントＸ、、の誤差を回避す
るだけの充分な大きさであることがわかる。ごの仕方で
、第１図の制ｉ：Ｉ［ｌループは＋１千ヤンｊ１ル・エ
ンコーダからのフィードハ、りが正薙且つ使用ｉｉＪ能
なときだけ自動的に閉しる。

ごの仕方でループを閉しるには浦正しなければならない
一つの欠点がある。スケール・ノノウンＩ’　ｘ　ｎが
フィードバックに使用され６直前のり゛ンゾル間開にお
いて、モータ制御ＪＩ電圧はｕ　。

ｋ、ｒ、であった。スケール　カウント１Δ号ｘ、が使
用される、次の１００間では、電圧計算値は ｕｎ、１−ｋｐ　　（ｒｎ＋ｌ　　−Ｘｎ＋１　　）ｋ
ｖ　（ｘｎ、＋　　−Ｘ、、）／′ｒ’となる。これら
付加項が入っている影響でモータ制御電圧ｕｎｌｌがＦ
がる。ごれは式ｋｖ（ｒｎ＋＋Ｘｎ＋１　）がｋｖ　（
ｒ、、）にほぼ等しいが、速度フィー１′ハックＪ、Ｉ
’ｔｋｖ　　（Ｘｎ＋ｌ　　−Ｘ、　）　／Ｔが今度は
差引か（＋、ているからである。これは電圧の降下は目
的物を加速しなければならないときに速度の隣下を引き
起すから望ましくない。

解決はｘわが制御法則回路に導入されると同時に位置誤
差「、−ｘ、を調節することである。

これは速ｊ度）、（−Ｆハックを、切換えが行われるザ
ンプル朋間中に位置誤差に加えることにより行うことが
できる。その結果、基！ｖ位置ずなわら所要位置「１は
発生ずるままの速度フィー１パツクに等しい可だけ増大
する。

ｒｏ＝　ｒｌｌ−ｌ　　−１−ｋｖ　　（Ｘｎ　　ｘｌ
ｌ−１）　／Ｔめらかに行われる。遷移が行われると、
速度は所要位置ｒ。をたどゲｃ　；１．ＩＩ御される。

これを第１１ｂ図に示してあり、所要位置信号ｒ、が傾
斜して上昇し、キャリッジを印字速度にまで到達さ已る
モータ制御電圧１」。を生ずることがわかる。「。が傾
斜して」二昇する量は印字速度に基く。印字速度は０．
００５秒につき３０カウントであるから、０．００５秒
おきにｒ、ｌは３０カウントだけ前進する。印字速度で
制御法則は正常に動き、第１１ｂ図に示す制７１１１法
則を使用してモータ制御電圧ｕ、を計算する。第１１ｂ
図の判断ブロックにはいて、印字速度に達していれは、
制？ｆｆ１ｌンステｌ、θル１−７トす、ノ加速佳修は
終了する。達して使用して、新しいモータ制御電圧ｕ７
を計算する。このサイクルは印字速度に達するまで継続
する。この点で加速段階が終了し、加速アルゴリスムを
出る。次のステップは、以下に説明するように、印字開
始動作で印字限界バンドを横切ることである。

印字開始パン１の横断 印字開始動作での印字限界パン［Ｂの役割およびその検
出回路については既に説明した。こＰＬら印字限界パン
１゛あるいは印字ヘットはその中でペンを励起して・イ
ンク滴を放出させそれを通じてキャリッジ速度を一定に
保つ印字帯をその間に規定する。第８図に関連して説明
したように、これら印字限界バンドはエンコーダがバン
ドを溝切っている間は発生ずるカランｌ−Ｒが少くなる
という点でナーボに対して）、Ｃ−］ハ７り外乱をも与
える。このため測定位置カラン１’ｘｎが低い側に悪く
なる。ｉ！；！Ｉ御クシステム印字限界バンドの補正に
ついて第１２図の流れ図に示す。キャリッジ速度は■ｎ
　＝（Ｘｎ　　　Ｘｎ−＋）／Ｔと推定されるという制
？Ｉｎ法則を想起して、Ｘｎ−１の項がパンＩＳに入る
前に読取られたというり１実に注目する。従ってその値
は正しい。ただし、バンド内で発生したｘ、、は不自然
に小さい。ごれから量ｖｏに誤差が発生するか、これも
低い側にである。サーボは応答してモータ制御電圧ｕ、
、を増して一トヤリソジ速度を上げようとする。これは
丁度印字域に入ろうとするとき、＝ｌ−トリノフジ度が
印字速度に達し“Ｃいなければならず且つ一定に保たれ
なければならず、キャＪフジ速度の制御が微妙な点で発
生ずる。

これを補正するには、印字限界バンドを横断している間
に１７られたｘ、、の値を調節しなければ、１（らない
。ただし、先づ、マ・イクロプし１センナのファームウ
ェアが印字ハントに入っていることを検知しなければな
らない。ただし、第７図の外挿器回路の夕・ｆマー・カ
ウンタ３０を含んでいる印字開始検出回路は単チャンネ
ル・エンコーダが印字限界パン１をほとんど１黄断する
まで働かず、これば遅過ぎる。検出と補正とは共にｌ’
１）ｃｌｐｏｓ　Ｉとｌ１ｌ−ばれる可変・ドルタ位置
を利用するごとＬこより助けられる。ただし Ｄｔｉｌｐｏｓ、　　＝　ｘｌｌ−ｘ　Ｍｌこの式の１
ナンプル周１υ１にわたる測定位置の変化を表わしてい
る。Ｄａ　ｌ　ｐｏｓは周ｉｌｌごとに計算され、その
値が次の周１υ１用にも保存されるので、Ｄｅ　ｌ　ｐ
ｏｓ　ｎ　と１ｌａｌｐｏｓ、、−、とが共に利用でき
る。

Ｄｅｌｐｏｓｎ−＋　は前のサンプル周回における位置
の変１ヒである。上記のと打り、印字開始ハントに入る
サンプル周回では、実際位置Ｘ。は不自然に小さい。こ
れは、ｘ、、を使用して計算するので、Ｉ）ｅｌｐｏｓ
、、についても当てはまる。これを前の値と比較して印
字バンドの始まりを示す変化がわかる。特に、 Ｄａｌｐｏｓ、−、−Ｄｅｌｐｏｓ、　＞　３であれば
、マイクロプロセノξすのファームウェアは印字開始あ
るいは印字限界パンｌ”　Ｂに入っていることの指示を
得ている。これを第１２図のＩ’ｌ＋断ブし１ツクに示
しである。これは、この大きさの変化が１サンプル周ｉ
Ｕｌ中に通常は起り得ないので、表−当ム１旨示である
。

印字限界パン１′に入ったことを検出して、次のステッ
プは実際位置カランｌ−Ｘ、の値を５１’、］節ずろこ
とである。印字キャリ、ジの速度は前のナンプル周回の
速度と非常に近いはずであることがわかっている。従っ
て、ＤｅｌρＯＳ　、、−Ｈは印字開始ハントに遭遇し
なかった場合に生ずる位ｉ＋７値を訓１節するのに使用
される。

ｘ、　＝ｘ、−，１ＤＣ１ｐｏｓｎ−＋この実１際位置
カウントＸ。の値を便用して第１２図に示すように制？
３ｔｌ法則を使用して新しいモータ制御電圧ｕ、、を計
算する。この補正は２サンプル周朋（２Ｔ）に対して加
えられ、印字ＣＩＩ始バンドを確実になめらかに横断さ
せ、その後で通常の制御に戻る。マ・イクロプロセノサ
のファムウェアに実施されている制御法則は、印字限界
パン］Ｂの間の印字帯を横切る印字速度に半ヤリ、ソ速
度を一定にするためのモータ制御電圧を与える。

本発明の特定の実施例についてカウントアツプおよびカ
ウントダウン・カウンタを使用して説明したが、上述と
は逆のカウン１〜機能をｆＴするレジスタあるいはカウ
ンタを置換えることができることは明らかである。その
他に磁気エンコーダまたは容量エンコーダ、あるいは他
の物理現象を利用するエンコーダ類を上述の光学式エン
コーダと置換えることができるということも同等に明ら
かであると信する。史に、本発明の適用は特にプリンタ
に限られるものではな（、−１役に自由軸線内の部材の
動きの位置と速度および方向を制御する際に利用可能で
あることが明らかである。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明を用いろことにより、安価
で、構造が簡単で、信頼性の高い位置増分検出用エンコ
ーダの制御システムを構成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の単チヤンネルエンコーダ制
御システムのブロック図である。 第２１２１は該システムに用いられるエンコーダの斜視
図である。 第３図はプリンタまたはプ「１．７タの＝１−４．す。 ジ軸−ににおける単チャンネル・エンコーダの適用を示
す等川口である。 第４ａ図は本発明によるエンコーダ・スケールの拡大断
片図である。 第４ｂ図は第４，１図の場所りにト３けるエンニ１ダ・
スケールの拡大詳細図である。 第５図（１１）はエンコーダ・スケールの拡大詳キ１１
わせた検出器またはエンコーダの理想化された信号出力
を描いた図である。 第６図（ａｌはエン：１−ダ・スケールをｌｉ、７いた
ＩＡである。 第８図１ｂｌは第６図（，１）のエンコーダ・スケール
のスケール目盛と合わせた代表的な検出器出力て発生し
たスケール・カラン１−１二重分；５？スケール・カラ
ン１−１Ｌよび矩象分解スリ゛−ル・力・″ノントの各
信号を示す図である、 第７図は本システＪ、に使用した外挿器回路のフロック
図である。 第７．．１図、第７Ｃ図、第７ｅ図および第７ｒ図は、
第７図の外挿器の、ターイミング信号図であり、第７ｂ
図と第７ｄ図とはターイマおよび外挿器制御回路の機能
モードを描いた図である。 第８図（ａｌは印字マーカーの始動時のテープのＩｔ人
断片部分を１．１．）いた図である。 第８図１ｂｌは印字マーカまたは印字限界バンドの隣接
の、および始まりの、検出器またはエンコーダの出力信
号を示す図である。 第８図（ｅ）は第８図（・））に示したスケール位置し
こおりる、すなわち、印字限界バンドでの、処理信号出
力を示す図である。 第９図は掃引限界ハント内のキャリ・フジの減速および
停止を制御するプ１．１１セスを示す流れ図である。 第１Ｏ図は論理探索中のキャリ、ジ減速および停止を制
？７１１するプロセスを示す流れ図である。 第１１ａ図と第１１ｂ図は共にキャリ・フジの動きを反
転し、キャリッジを印字速度にまで加速するためのプロ
セスを示す流れ図である。 第１２図はキャリ、ソ速度の補償および制御を示す流す
図である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）作業機能を行なうために軸に沿って移動可能な作
   業要素手段と、該作業要素手段を駆動するためのモータ
   手段と、該モータ手段を作業コマンドに応じて操作する
   ための制御装置を有する装置において、 前記軸に平行に設置されたものであって、 前記軸方向に等間隔に配置された目盛用のマークと、該
   各マークの、前記軸方向の寸法より大きい寸法を有し互
   いに離れて配置された一対の作業限界バンドとを備えた
   スケールと、前記作業要素に結合し共に移動可能であり 前記スケールに隣接したものであって、前記マークとこ
   れに隣接する空間とを横切る時に時間的に変化する電圧
   を発生し、作業限界バンドを検出している間は作業限界
   定常電圧を発生するスケール検出器と、 前記スケール検出器の出力を前記制御装置へ結合する手
   段と、 前記制御装置内にあって、前記作業コマンドに応じて前
   記モータ手段を操作し前記作業要素手段を前記軸に沿っ
   て移動させるための移動手段と、 前記制御装置内にあって、前記検出器が第１の前記作業
   限界バンドを横切る間、該検出器からの第１の作業限界
   定常電圧に応答し、その後の該検出器からの時間的に変
   化する電圧の発生に基づいて前記作業要素手段の作業機
   能を誘起し、前記検出器が他の作業限界バンドを検出し
   た時、該検出器の前記作業限界定常電圧の第２の発生に
   基づいて前記作業要素手段の前記作業機能を終了するた
   めの手段、とを備えて成る装置。
2. （２）前記スケールが、作業限界バンドと隣接する該ス
   ケール端との間に配置された、前記各マークの軸方向寸
   法より大きい寸法を有する一対の掃引バンドを備え、各
   作業限界バンドと各掃引限界バンドとの間に目盛を表わ
   す等間隔マークを有していて、 前記検出器は、掃引限界バンドへ入った時に掃引限界定
   常電圧を発生し、 前記制御装置内の手段は前記作業限界定常電圧の前記第
   ２の発生に応じて前記モータ手段を操作して前記作業要
   素手段を減速し、前記検出器が前記掃引限界バンドを検
   出した時、前記掃引限界定常電圧の発生及び存在に応じ
   て前記作業要素手段を前記掃引限界バンド内に停止する
   、 ことを特徴とする請求項（１）記載の装置。
3. （３）前記制御装置内の手段が、前記掃引限界定常電圧
   の発生後の作業コマンドの存在に応じて前記モータ手段
   を操作して前記作業要素手段の移動方向を逆転し、 前記制御装置内の手段が前記モータ手段へ電圧を印加し
   前記作業要素手段を加速して前記掃引限界バンドと隣接
   する作業限界バンドとの間の前記スケールに沿う空間で
   所要の速度にする、 ことを特徴とする請求項（２）記載の装置。