JPH115344A - プリンタ内で可動サブシステムをホーム・ポジションに位置付ける装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プリンタ内の可動サブシステムの方向およ
び位置情報を取得し、そのホーム・ポジションに正確に
位置決めする。 【解決手段】装置は、固定サブシステムに搭載される光
源および光学センサ・アレイと、可動サブシステム上に
長手方向に形成される符号化パターンと、光学センサ・
アレイと接続するコントローラとを備える。光源からの
光は、符号化パターンで反射され、光学センサ・アレイ
に入射し、センサの各々は、符号化パターンに応じる輝
度変調を検出する。符号化パターンは、光学的に反射性
および非反射性の領域から成る周期的パターンと、ホー
ミング・パターンとを含む。光学センサ・アレイが、可
動システムが往復運動に伴って検出した輝度変調をコン
トローラに供給することにより、コントローラは、可動
サブシステムの固定サブシステムに対する位置を監視す
ることができる。こうして、ホーミング・パターンがセ
ンサ・アレイの視野にくるときを確実にコントローラに
知らせる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、概してデスクト
ップ・プリンタに関する。特に、この発明は、例えばス
レッド(そり)に搭載された供給ステーションのようなプ
リンタ・サブシステムの運動を制御するプリンタ駆動機
構および手段に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ステッパモータを使用して、媒体
送りローラ、ペン・キャリッジおよび供給ステーション
のようなプリンタ・サブシステムを往復運動させてい
る。ステッパモータのスピンドルは、本質的にデジタル
のコントローラによってパルスを与えられるとき、正確
な個々の(discrete)ステップで回転するので、ステッパ
モータを制御するのは比較的簡単である。ステッパモー
タが命令された数のパルスで動作するとコントローラが
仮定するとき、ステッパモータは、フィードバックを必
要としない、いわゆる開ループ位置制御装置である。そ
の一方、ステッパモータは、比較的高価であり、特に急
始動および急停止が高速で連続する間、操作上ノイズが
多くなりうる。

【０００３】従来、プリントヘッド・キャリッジまたは
印刷媒体送りローラのような可動プリンタ・サブシステ
ムの線形、往復または回転運動を制御するために、スポ
ットセンサが使用されている。前者は、米国特許第4,78
9,874号「SINGLE CHANNEL ENCODER SYSTEM」(1988年12
月6日登録)の明細書に記述される。後者は、米国特許出
願第784,641号「MULTI-TRACK POSITION ENCODER SYSTE
M」(代理人書類番号10961034-1、共同発明者Eugene Coo
perおよびSteve Elgee、1997年1月21日出願)の明細書に
記述され、その出願は、ここで一般に取り入れられる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】どちらも、複数光学セ
ンサのアレイの使用、および複数の同様のセンサに基づ
く、データの相互関係方式のグループ符号化を示唆して
いない。その方式により、可動プリンタ・サブシステム
の位置および速度は、規則的に変調された光学符号化ス
トリップ内の一意に識別しうるホーミング・パッチ(hom
ing patch)の検出によって、監視することができる。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明は以下のように
概要を述べることができる。例えばスレッドに搭載され
たインクジェット供給ステーションのようなプリンタの
可動サブシステムを動かすステッパモータは、高価でな
く、より静かなDCモータと置き換えられる。そして連続
する位置フィードバックが、可動サブシステムに搭載さ
れたホーム・ポジション符号化領域を含む符号化ストリ
ップと協力する固定サブシステムに搭載された光学セン
サ・アレイを介して得られる。符号化ストリップは、符
号化ストリップの実質的部分が通過するとき、固定サブ
システムに搭載された光源に応答して、光学センサ・ア
レイに複数の変調された信号を生成する。これは、可動
サブシステムの位置追跡を可能にする。ホーミング・パ
ッチがアレイの「視野」にあるとき、符号化ストリップ
は、確実なホーム・ポジション識別信号セットを生成す
る。こうして、プリンタのコントローラにより、DCモー
タは、可動サブシステムをハードストップへ走らせるこ
となくそのホーム・ポジションに動かすことができ、位
置精度を損なわずにプリンタ費用を低減する。

【０００６】

【発明の実施の形態】図１および図２を参照すると、こ
の発明のセンサ10が示されており、例えばインクジェッ
トプリンタのシャシーの中のプリンタ・サブシステム1
2、および概して広い平面で図１および図２に表される
プリンタのスレッド16の一領域に刻まれる符号化パター
ン14に関連して示されている。スレッド16は、反転可能
なDCモータ20、および摩擦ローラ22のような適当な連結
機構によって往復運動する(図２を参照)。

【０００７】当業者であれば、いわゆる固定サブシステ
ム12は、本当に固定のフレームまたはシャシーに搭載さ
れるプリンタ・サブシステムでありえ、あるいはその光
源およびアレイ特徴が可動サブシステム16の符号化パタ
ーン特徴と並ぶ位置に一時的にのみ固定されうることが
分かるであろう。ここで一例として、固定サブシステム
12は、図１および図２でスレッド16が運動する軸に対し
て横向きの両方向の矢印で示される軸に沿って運動する
インクジェットプリンタのペン・キャリッジ(ペン・カ
ートリッジ無しで図示)である。当然ながら、この発明
の装置10を使用してスレッド16およびその上に搭載され
る供給ステーションをホーム・ポジションに位置決めす
るとき、キャリッジ12は、図示されるように固定され、
または静止していることが分かる。このように、ここで
いう固定とは、例えばこの発明の装置10の使用の間、少
なくとも一時的に固定されることを意味する。

【０００８】当業者であれば、スレッド16は典型的に、
インクジェットペンを供給する手段を含む供給ステーシ
ョン(分かりやすいように図示せず)をその上に搭載する
ことが分かるだあろう。供給ステーションは、例えばペ
ン・キャップ、インク壷または吸取紙、ワイパ・ブレー
ドその他を含むことができる。当業者であれば、DCモー
タ20は、例えば従来の適当にプログラムされるマイクロ
プロセッサのようなプリンタのコントローラによって、
双方向に駆動されることが分かるだろう(理解しやすい
に図１および図２には図示しないが、図５にコントロー
ラとして図示する)。

【０００９】図２から、シャシー12は、その下側に光源
24および光学センサ・アレイ26を含み、それらは両方と
もパターン14と並んで配置されることが理解できる。光
源24は、１つまたは複数の発光ダイオード(LED)を含む
ことができる。センサ・アレイ26は、２以上の、より好
ましくは４以上の、最も好ましくは１２以上の感光ダイ
オードまたはトランジスタを含むことができ、それら
は、パターン14上の光源24から入射して、光学センサ・
アレイ26の視野の範囲に反射する光を検出することがで
きる。図４および図５に関して後述されるように、光セ
ンサ・アレイ26は、それぞれのセンサに入射する光の変
化に対応する信号のアレイを出力することが理解され
る。こうして、例えば可動スレッド16上に搭載される供
給ステーションのようなプリンタ・サブシステムの線
形、回転または往復運動を、連続的に監視することがで
き、選択として、閉ループ制御を達成するようにプリン
タのコントローラによって制御してもよい。

【００１０】図１および図２に参照して、符号化パター
ン14は、例えばプリンタのシャシー12のような基準の固
定フレームと相対的に往復運動(両方向矢印で示される
ように)することができるスレッドの上側エッジ表面に
形成されることが好ましい。プリンタ業界の当業者であ
れば、スレッド16は、供給ステーション要素(分かり易
いように図示せず)を含む供給ステーションを搭載でき
ることが分かるであろう。さらに、シャシー12は典型的
に、図示されるように成形プラスチックであってもよ
く、比較的複雑な構成でもよい。好ましい実施例におい
てシャシー12で表される基準の固定フレームは、それ自
体動くことが可能であるが、可動サブシステム16に対し
て固定であると考えられるので、ここでは基準の固定フ
レームという。

【００１１】符号化パターン14は、図示のように、領域
14bのような高くなった領域の間に凹部14aのような規則
的で好ましくは細長く直線的な(以後単に直線)凹部のア
レイを配置して、刻み込むことができる。選択として、
例えばスレッドが成形されるとき、スレッドの中に形成
されるスリットの形をとることもできる。あるいは、符
号化パターン14は、平滑およびきめのあるプラスチック
の周期的に交互の直線的領域の形であってもよい。ある
いは、直線的特徴は、スレッドの表面に直接印刷される
か、またはそこに貼り付けることができる粘着ラベルに
印刷してもよい。最後になるが、符号化パターン14は、
エッジが特徴的でない形であってもよく、それによって
正弦波のようなより滑らかなアナログ信号を生成する。
当業者であれば、エッジが特徴的なパターン14が、典型
的にアレイ26内でわずかに正弦波の信号応答を生成する
とき、図４に示されるデジタル信号は、センサ・アレイ
26から出力される調整された信号であることが分かるで
あろう。そのような符号化パターンおよびそれに適用さ
れる方法は全て、この発明の理念に基づく。また、セン
サ・アレイ26の出力は、コントローラによって例えば方
形に(squared)信号調整されて、デジタル処理する２進
シーケンスを生成してもよく、またはコントローラによ
って調整されずに、アナログ処理するアナログ信号を生
成するようにしてもよい。

【００１２】符号化ストリップおよびセンサ・アレイの
相対位置は、符号化ストリップがスレッドと共に運動
し、センサ・アレイが、プリンタのフレームに固定され
るように、反転することができる。センサ・アレイは、
送りローラのような回転機構に形成することができる符
号化ストリップを読み取れる近さで、フレームに搭載す
ることができる。当業者であれば、符号化パターンの交
互のバーのピッチや間隔は、所望の監視および/または
位置決め解像度によって決定され、従って典型的に応用
に依存することが分かるであろう。

【００１３】図３を参照すると、符号化ストリップ14お
よびセンサ・アレイ26の協力が、幾分概略で示されてい
る。符号化ストリップ14は、モータ制御によって生成さ
れる往復パスと直線に並んでスレッド16の広い面に沿っ
て長手方向に配列することが好ましい。符号化ストリッ
プ14は、規則的に配列される複数の光学的反射および非
反射性質の交互の領域または区域を含む。当業者であれ
ば、図３の符号化ストリップ14の陰付けされた領域は、
そこに入射する光を透過し、吸収しまたは散乱させるこ
とにつながる光学的非反射領域を表し、一方陰付けされ
た領域の間の領域は、そこに入射する光を光学センサ・
アレイ26に直接反射することにつながる光学的反射領域
を表す。言い換えると、光学的反射領域は、そこに入射
する光を実質的に反射し、非反射領域は、そこに入射す
る光を実質的に反射しない。

【００１４】符号化パターン14は、プリンタ・サブシス
テム16の中で平面または直線に拡張する必要はない。連
続または往復で回転する機構の場合には、例えば、スレ
ッド16の広い平面の直線エッジ領域に沿った運動に関連
する図示される直線の往復運動機構とは対照的に、符号
化パターンは、回転ドラムまたはやローラの外側表面の
周囲に円を描くように拡張することができる。この発明
のそのような応用は、例えばインクジェットまたはレー
ザ・プリンタ内の給紙ローラまたはレーザプリンタ内の
回転ドラム型印刷プラテンのホーム位置決めに役立つ。

【００１５】位置追跡を除くホーム・ポジション配置の
みが望まれる場合、符号化ストリップの重要な特徴は、
ホーミング特徴、またはいわゆるホーミング・パッチ(h
oming patch)である。ホーミング・パッチは、図４およ
び図５に関して説明されるように、限定的なホーミング
特徴が光学センサ・アレイの「視野」の中にあるときを
プリンタのコントローラに伝える、光源に応答する信号
を生成する。すぐに分かるだろうが、複数の光学セン
サ、およびそれに関連する定義された直線的なホーミン
グ・パッチの使用により、ホーミング・パッチが単に存
在するという以外の、パッチがアレイと相対的に運動す
る方向を含む速度を含む有用な情報をコントローラによ
って得ることができる。

【００１６】図３を参照すると、光学センサ・アレイ26
は、直線に配列した感光性ダイオードまたはトランジス
タのような多数の個々のセンサを備える。アレイの中の
センサの間隔やピッチは、符号化パターン14の光反射お
よび光吸収特徴の交互の帯の1/4の間隔またはピッチで
あることが好ましいことが理解されるであろう。言い換
えると、アレイ26の中のA、B、A'、B'と振られた４つの
光学要素は、それらが１つの陰付けされた帯およびその
相補的な隣接空間に対応するように間隔をおいて配置さ
れる。そのような４要素グループは、ここでは、情報の
４チャネルをもつ１つのエンコーダ・モジュールをい
う。理想的には、各々のエンコーダ・モジュールは、符
号化ストリップ14およびセンサ・アレイ26の間の間隔対
応のため、そしてパターンの実質的長さに沿った規則性
のため、同じ情報の４チャネルを生成する。これは、情
報の内容が、符号化ストリップに対するセンサ・アレイ
の運動の方向および優れた耐ノイズ性ならびにディメン
ジョン上のエラー耐性の両方をもたらす信号を与える。

【００１７】12より多いまたは少ない要素を使用して、
より高いまたはより低い信頼水準で、同一のまたはより
少ない位置情報を生成することができる。センサ内に例
えばスポット・センサと呼ばれる１つの光学要素しかな
い場合、位置情報が提供されるが、方向の情報は提供さ
れず(代わりにそれは仮定されなければならない)、その
デジタル化された１つの出力は、単にオンまたはオフで
あるので、光学センサ・アレイに問い合わせる結果の信
頼性は低い。言い換えると、単なるスポットセンサから
利用できる冗長のまたは相互に関係付けられる情報はな
い。センサ内に２つの光学要素のみある場合、方向情報
を得ることはできるが、得られる位置情報の信頼性は、
依然として比較的低い水準である。

【００１８】従って、少なくとも２つのセンサを使用す
ることが好ましく、少なくとも４つのセンサを使用する
ことがより好ましく、少なくとも８つのセンサを使用す
ることが最も好ましい。この発明の好ましい実施例よる
と、少なくとも12のセンサを使用して、極めて強力な複
数の信号の解読、および同様に位置する複数センサの入
力間の高い相互関係から生じる、解読された位置および
方向の情報の非常に高水準の信頼性をもたらす。すなわ
ち、全てのAチャンネルは、通常、それらの視野の中で
特徴の反射に関して一致しなければならず、全てのA'チ
ャネルは、理論上それと相補関係になければならない。
また全てのBチャネルは、通常、それらの視野の中で特
徴の反射に関して一致しなければならず、全てのB'チャ
ネルは、論理上それと相補関係になければならない。当
業者であれば、任意の適当な関係付けの技法が、プリン
タのコントローラによって使用され、符号化ストリップ
の内容を所与の時点に評価することができ、技法は、デ
ジタルまたはアナログ加算機および閾値比較器の使用を
含むことが分かるであろう。

【００１９】ここで図４を参照して、図３の中のアレイ
26内のセンサの４要素グループが右から左に移動すると
き、図３に示されるA、B、A'、B'チャネルは、センサの
各々で受信される信号のタイミング図によって説明する
ことができることが分かるであろう。一般に、対になっ
たセンサの各々は、それらが符号化ストリップ14の構造
および特徴間隔によって常に反対の反射特性を検知する
ように、互いに間隔をおいて配置されるので、Aおよび
A'は相補関係にあり、BおよびB'も同様である。Aおよび
Bは、符号化パターンの周期の半分だけ離して間隔をあ
けられるので、それらは、互いに直交関係にあり、A'お
よびB'も同様である。対のチャネルの間のこれらの直交
のおよび相補的な位相関係は、符号化ストリップ14の規
則的な周期部分の特性である。センサ・アレイ26が、ホ
ーミング・パッチ上を通過するとき、関係はそれ以上保
たれず、その事実は、この発明の装置によって大いに効
果的に使用される。

【００２０】図４のタイミング図の右側に注目して、所
与のエンコーダ・モジュールのA'は論理0へ行くが、所
与のエンコーダ・モジュールのAは論理1へ行かないと
き、ホーミング・パッチは、センサ・アレイ14の「視
野」の中にあると結論付けることができる。この決定点
は、図４の中で垂直な破線で示されている。図３の中で
対応する垂直な破線を見ることができ、それは、符号化
パターンの周期的なマークまたは間隔特徴の幅に等しい
距離だけホーミング・パッチに入り込んだところにあ
る。情報の４チャネルの安定状態とは、センサ・アレイ
がホーミング・パッチを「見ている」ときは、所与のエ
ンコーダ・モジュール内のA、B、A'およびB'が全て論理
０であることに注意されたい。符号化パターンの周期的
な性質が維持される限り、符号化ストリップ14とセンサ
・アレイ26の間の相対運動があるかどうかにかかわら
ず、３チャネルの全ての論理が０という状態には決して
遭遇しない。従ってホーミング・パッチにより、この発
明の装置は、通常は周期的な符号化パターン14の中でホ
ーミング・パッチの存在を一貫して確実に検知すること
が可能になる。

【００２１】図５を参照すると、図示される真理値表
は、図４のタイミング図を表にしたものを表し、加算機
は、コントローラが光学センサ・アレイからの入力を解
析することができる１つの方法を示している。ホーミン
グ・パッチは、A=0、A'=1、B=1およびB'=0のとき遭遇し
たと判断されるが、プリンタの制御ロジックは、ホーミ
ング・パッチが検出されたという決定を、後のA=0、A'=
0、B=0およびB'=1のときまで遅らせることが好ましい。
このように、ホーミング・パッチが検出されたという意
思決定を遅らせることで、間違った実際的な指示に抵抗
することができる。間違った実際的な指示は、環境汚染
物質、ディメンジョンまたは整列の耐性、センサ・アレ
イの偽の読み取り、汚れたまたは磨耗した符号化ストリ
ップその他によって生じることがある。

【００２２】図５から、光学情報の４チャネル(図５で
２進数の１および０として表される)を監視することに
より、プリンタのコントローラは、単なる位置情報を越
えるものを判断することができることが理解できる。チ
ャネル対の直交符号化により、コントローラは方向の情
報も使用することができる。さらに、ホーミング・パッ
チの長さよりも長いセンサ・アレイを使用することによ
り、コントローラは、ここでエッジの検出とよぶものの
ため、センサ・アレイに対するホーミング・パッチの位
置を常に把握することができる。コントローラ14は、破
線で示されるその立ち上がりに関して、図５に示される
ようにホーミング・パッチのエッジが検出されるときを
判断しうることが理解されるであろう。ホーミング・パ
ッチの立ち下がりも、同様に検出することができる。し
かし、ホーミング・パッチがセンサの視野にあるときで
さえ、その存在を１つのエンコーダ・モジュールによっ
て検出することができるという事実により、センサ・ア
レイの中の他のエンコーダ・モジュールは、同時に、ホ
ーミング・パッチの周囲の領域を見て、速度情報すなわ
ち可動サブシステムの速さおよび方向をプリンタのコン
トローラに与えることが可能なままである。このよう
に、この発明の動作制御センサは、先行技術のスポット
・センサと比較すると極めて用途が広い。この多用性
は、冗長および内部センサ・グループのデータの相関関
係によって可能となるロバストネス(robustness)および
エラー回避と結び付けられて、この発明のセンサを、位
置追跡および制御の多くの応用において役立たせる。

【００２３】当業者であれば、コントローラは、最も幅
広い可能な検知に使用されることが分かるであろう。そ
れは、典型的に、あらゆるプリンタの制御機構の一部分
であるマイクロプロセッサの一部分またはそれと同一で
ありえる。読取および解読および意思決定のステップお
よびメカニズムを実施する際のコントローラの機能は、
ソフトウェアまたはファームウェアで実現することがで
きる。選択的に、機能は、大多数の回路、２進の加算機
および関連する比較器、割り当てられる演算論理ユニッ
ト(ALU)、プログラマブル・ロジックまたはゲート・ア
レイ(PLA)その他において、またはサンプル・アンド・
ホールドおよび関連する閾値検出器回路のようなアナロ
グ累算器(２進符号化ではなくグレースケールまたはア
ナログ符号化が使用される場合)の中で、ハードウェア
で支援され、またはハードウェアで実現される。そのよ
うな実施またはそれらの組合せはいずれも、この発明の
理念に基づく。

【００２４】そのようなコントローラ28は、図５に４つ
の加算機30、32、34、36として図示される。加算機はそ
れぞれ、時間の経過とともに、２進データの４チャネル
A、A'、B、B'を表す合計を生成する。加算機、比較器お
よび意思決定機能は、ファームウェアで実現されること
が好ましいが、ハードウェアで支援されまたはハードウ
ェアで実現されてもよいことが理解されるであろう。図
示のコントローラ28は、プリンタのコントローラの一部
分を形成することができ、それによって、加算機で生成
される累積の合計に応じて、符号化ストリップに対する
プリンタ・サブシステムの位置および方向を追跡し、好
ましくはDCモータを制御する。このように、高価でない
DCモータの閉ループ制御が可能になる。

【００２５】ここで手短にこの発明を説明すると、この
発明の装置は、プリンタ内で基準の固定フレームに対す
る、可動サブシステムのホーム・ポジション配置を提供
すると考えることができる。上述したように、符号化パ
ターンおよびセンサ・アレイは、パターンおよびアレイ
が互いに相対的に可動であるように、可動プリンタ・サ
ブシステムおよびプリンタの固定ボディに関連して搭載
される必要があり、それによって直交位相信号を生成す
る。しかしこの発明は、パターンが基準の固定フレーム
上に搭載され、アレイが可動サブシステム上に搭載され
ると説明される好ましい実施例に限定されない。選択と
して、パターンを可動サブシステムの中で具体化し、光
源およびセンサ・アレイを可動サブシステムに対して固
定であるプリンタ内の基準のフレーム上に搭載すること
が可能である。

【００２６】こうして、この発明のより幅広い見地の装
置は、プリンタ内の可動サブシステムおよび基準の固定
フレームの一方に沿って配列される符号化パターンであ
って、図３の中間部分および右端に示されるような光学
的反射および光学的非反射の交互のストライプの規則的
なパターンおよび図３の左端に示されるホーミング・パ
ッチのような規則的なパターンと区別できる特徴的なホ
ーミング・パッチを含むパターンと、可動サブシステム
および基準の固定フレームのうちの他方の上に搭載さ
れ、符号化パターンを照射する光源24と、その光源に隣
接し、可動サブシステムおよび基準の固定フレームのう
ちの他方の上に搭載される光学複数センサ・アレイ26で
あって、光源による符号化パターンの照射に起因する輝
度変調を検出するアレイと、そのように検出される輝度
変調を解読するアレイに機能的に結合され、符号化パタ
ーン内のホーミング・パッチの存在を検知するコントロ
ーラ28と、を備えると考えることができる。

【００２７】符号化パターンおよび光学センサ・アレイ
は、図４に図示し詳細に上述したように、光学センサ・
アレイの中で、コントローラによって解読する複数の直
交位相符号化信号を生成するように構成されることが好
ましい。さらに、この発明の好ましい実施例によれば、
符号化パターンおよびセンサ・アレイは、ここで記述し
たように輝度変調を表す冗長データを生成するように構
成され、そのデータは、コントローラによって相互に関
係付けられる。さらにこの発明の好ましい実施例によれ
ば、高価でないDCモータを使用して、基準の固定フレー
ムに対して可動サブシステムを運動させ、それによって
サブシステムの運動の閉ループ位置決め制御を効果的な
費用で提供することが望まれる場合、この発明の装置
は、図示および記述したようにコントローラ28と機能的
に接続されるDCモータ20を備えることが好ましく、それ
によって可動サブシステムを動かす。

【００２８】この発明を認知する別の方法は、プリンタ
内の固定サブシステムに対する可動サブシステムの位置
を判断するための装置として理解することである。この
発明について供給ステーションのような可動サブシステ
ムが含まれると考えることにより、装置は、ここで記述
した好ましい実施例のように、固定サブシステムに搭載
される光源と、可動サブシステムの領域に沿って長手方
向に配列される符号化パターンと、を備えると述べるこ
とができる。符号化パターンは、運動の間に光源によっ
て照射され、可動サブシステムの往復運動とともに光源
に対する第１の周期的に変化する光学的応答をその実質
的長さ上で生成するように構成される。また符号化パタ
ーンは、所定の実質的でない部分に沿って、その往復運
動と共に可動サブシステムのホーム・ポジションを規定
する第２の実質的に不変の光学的応答を生成するように
構成されるホーミング・パターンも含む。装置はさら
に、固定サブシステム上に光源に隣接して搭載される２
つ以上の個々の光学センサのアレイであって、光源に対
するそのような第１および第２の光学的応答を検知する
ことができるセンサのアレイと、センサのアレイに機能
的に結合され、そのような第１および第２の光学応答を
解読し、コントローラによる第２の光学応答の検出に少
なくとも一部基づいて固定サブシステムに対する可動サ
ブシステムの位置を判断するコントローラと、を備え
る。

【００２９】繰り返すが、符号化パターンは、方向の情
報が得られるよう、センサ・アレイによって検知するこ
とができる直交位相符号化信号を光学センサで生成する
ように構成される。さらにセンサ・アレイは、例えば加
算機30、32、34、36で生成される合計の情報およびコン
トローラ28による解析の複数の冗長チャネルの使用、お
よびそのような冗長データのコントローラ28による使用
によって、コントローラに機能的に接続され、そのよう
な可動サブシステムを位置決めするDCモータを制御する
ことに関連して上述したように、コントローラによって
相互に関係付けられる冗長データを生成するよう構成さ
れることが好ましい。

【００３０】光源およびセンサ・アレイが、固定プリン
タ・サブシステムではなく可動プリンタ・サブシステム
に搭載される場合、複数のサブシステムを監視すること
ができる。例えば、光源およびセンサ・アレイが、キャ
リッジに搭載される場合であって、キャリッジが、(そ
の上に符号化パターンが形成された)給紙ローラの上に
あるとき、給紙ローラの運動を監視し、選択的に制御す
ることができる。キャリッジが、(その上に符号化パタ
ーンが形成された)供給ステーション・スレッド上にあ
るとき、供給ステーションの運動を監視し、選択的に制
御することができる。こうして、複数の可動サブシステ
ムは、ホーム・ポジションに位置決めされ、位置を監視
され、選択的に位置を制御される。

【００３１】この発明の装置は、プリンタおよびプリン
タ・サブシステムに対する幅広い応用性を持つ。その中
で、第１の可動メンバおよび第２の固定メンバは、それ
ぞれ符号化ストリップおよび光源およびセンサ・アレイ
とともに装備され、符号化ストリップは、センサ・アレ
イの光学的出力と機能的に接続されるコントローラによ
って正確に検出されうるホーミング・パッチをもつ。そ
のようなものは、特に、電力損失または給紙の中断が結
果としてプリンタ・サブシステム位置の情報の損失とな
るプリンタ機器のコールド・スタートに使用することが
できる。さらにこの発明の装置を使用して、より高精度
かつより低い全体費用で、プリンタ・サブシステムの速
度を追跡し、制御することができる。

【００３２】この発明は、上述の好ましい装置およびそ
れを使用する方法に関して説明されたが、当業者であれ
ば、この発明の理念から逸脱することなく形態および詳
細のその他の変形を行うことができることが明らかであ
ろう。

【００３３】本発明は例として次の実施態様を含む。 （１）プリンタ内で、基準の固定フレームと相対的に可
動サブシステムをホーム・ポジションに位置決めする装
置であって、プリンタ内で、可動サブシステムおよび基
準の固定フレームの一方に沿って配列される符号化パタ
ーンであって、光学上反射および光学上非反射の交互の
ストライプの規則的なパターンを含み、さらに、上記規
則的なパターンと区別できる特徴的なホーミング・パッ
チを含む符号化パターンと、可動サブシステムおよび基
準の固定フレームのもう一方に搭載され、上記符号化パ
ターンを照射する光源と、可動サブシステムおよび基準
の固定フレームのもう一方の上に上記光源と隣接して搭
載される光学的複数センサ・アレイであって、上記符号
化パターンの上記光源による照射に起因する輝度変調を
検出するセンサ・アレイと、上記符号化パターン内の上
記ホーミング・パッチの存在を検知するため、上記アレ
イに機能的に結合され、そのような検出された輝度変調
を解読するコントローラと、を備える装置。

【００３４】（２）上記符号化パターンおよび上記光学
センサ・アレイは、上記コントローラで解読する複数の
直交位相符号化信号を上記光学センサ・アレイの中で生
成するように構成される、上記(1)の装置。 （３）上記符号化パターンおよび上記センサ・アレイ
は、上記コントローラによって相互に関係付けられる、
上記輝度変調を表す冗長データを生成するように構成さ
れる、上記(1)の装置。 （４）さらに、上記コントローラに機能的に接続され、
それに応じて可動サブシステムを運動させるDCモータを
含む、上記(1)の装置。

【００３５】（５）プリンタ内で固定サブシステムに対
する可動サブシステムの位置を決定する装置であって、
固定サブシステムに搭載される光源と、可動サブシステ
ムの領域に沿って長手方向に配列される符号化パターン
であって、運動中上記光源によって照射され、その実質
的長さの上で、可動サブシステムの往復運動とともに上
記光源に対する第１の周期的に変化する光学応答を生成
するように構成され、あらかじめ定義された実質的でな
い範囲に沿って、可動サブシステムの往復運動とともに
可動サブシステムのホーム・ポジションを規定する第２
の実質的に不変の光学応答を生成するように構成される
ホーミング・パターンを含む符号化パターンと、上記固
定サブシステム上に、上記光学センサと隣接して搭載さ
れる２以上の個々の光学センサのアレイであって、上記
光源に対する上記第１および上記第２の光学応答を検知
することができるセンサのアレイと、上記第１および上
記第２の光学応答を解読する上記センサのアレイに機能
的に結合され、コントローラによる上記第２の光学応答
の検出に少なくとも一部基づいて、固定サブシステムに
対する可動サブシステムの位置を決定するコントローラ
と、を備える装置。

【００３６】（６）上記パターンは、上記光学センサの
中で、上記センサ・アレイによって検知することができ
る直交位相符号化信号を生成するように構成される、上
記(5)の装置。 （７）上記センサ・アレイは、上記コントローラによっ
て相互に関係付けられる冗長データを生成するように構
成される、上記(6)の装置。 （８）上記センサ・アレイは４つ以上のセンサを備え
る、上記(6)の装置。 （９）上記センサ・アレイは８つ以上のセンサを備え
る、上記(7)の装置。 （１０）さらに、上記コントローラに接続され、そのよ
うな可動サブシステムを位置付けるDCモータを備える、
上記(5)の装置。

【００３７】

【発明の効果】本発明の装置に従って、複数センサ・ア
レイによって可動サブシステムを監視することにより、
可動サブシステムの運動の方向および位置情報を得るこ
とができ、そのホームポジションへの位置決めを正確に
制御することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】好ましい実施例に従って作成されるこの発明の
符号化サブシステムを含むインクジェットプリンタの供
給ステーションの等角図。

【図２】図１に対応し、センサ・アレイを特徴とする異
なる角度から見た供給ステーションを示す等角図。

【図３】センサ・アレイとこの発明の符号化ストリップ
または符号化パターンの協力を示す概略図。

【図４】センサ・アレイが符号化ストリップに対して右
から左へ移動するとき、センサ・アレイによって検知さ
れる光学信号を示すタイミング図。

【図５】真理値表のアレイ、およびプリンタのコントロ
ーラの一部を形成する加算機を示し、コントローラによ
って検出されるプリンタの可動サブシステムの位置およ
び速度を示す２進シーケンスを示す図。

【符号の説明】

１２ ペンキャリッジ １４ 符号化ストリップ １６ スレッド ２０ DCモータ ２４ 光源 ２６ 光学センサ・アレイ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】プリンタ内で、基準の固定フレームに対し
   て、可動サブシステムをそのホーム・ポジションに位置
   付ける装置であって、 プリンタ内で、可動サブシステムおよび基準の固定フレ
   ームの一方に沿って配列される符号化パターンと、 可動サブシステムおよび基準の固定フレームの他方に搭
   載され、上記符号化パターンを照射する光源と、 上記光源に隣接して可動サブシステムおよび基準の固定
   フレームの他方に搭載され、上記光源が上記符号化パタ
   ーンを照射することによって生じる輝度変調を検出する
   光学的複数センサ・アレイと、 上記アレイに機能的に結合され、上記検出される輝度変
   調を解読し、上記符号化パターン内の上記ホーミング・
   パッチの存在を検知するコントローラと、を備え、上記
   符号化パターンは、光学的反射および光学的非反射の交
   互のストライプの規則的なパターン、および上記規則的
   なパターンと区別できる特徴的なホーミング・パッチを
   含む、可動サブシステムをホーム・ポジションに位置付
   ける装置。