校正裝置與方法和具有校正裝置的噴墨印表機的製作方法
2023-06-15 07:24:36 1
專利名稱：校正裝置與方法和具有校正裝置的噴墨印表機的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種校正裝置與方法和具有校正裝置的噴墨印表機，特別是涉及有關控制馬達速度或檢測列印位置的一種校正裝置與方法和具有校正裝置的噴墨印表機。
背景技術：
目前市售印表機所使用的編碼器，因製造方式的不同及成本的考慮，並非所輸出皆為周期均勻或相差90度的相位波形，為使各種不同輸出特性的編碼器皆可產生良好的應用波形而使用校正電路，以實現適當的速度控制和位置檢測，然而一般使用的校正電路並無法有效降低因編碼器輸出特性的不完美，或機構組裝上的公差，以及其它相關組件不完美所可能造成生產製造成本的損耗，且因編碼器輸出特性的不完美所造成列印位置的偏差，以致無法提升列印品質。
Tektronix在美國專利5,170,416「Encoder duty-cycle correction」中提出，當編碼器在編碼條上移動，將產生邏輯上高/低(Logic high/low)電平的變化。因編碼器本身特性所產生出的高/低電平的周期並不均勻(dutycycle imperfect)，故使用編碼器的其中一個相位訊號，並訊號電平固定方向的轉態(高至低/低至高)點的第一訊號，由第一訊號經由時間累加得到其周期，經由一除法電路得到正比於第一訊號累加周期的第二訊號，第一訊號和第二訊號經校正後，得到高/低電平周期一致的編碼器訊號。
本發明考慮各種不同編碼器輸出波形，提出實際的可選擇的校正電路設計及方法，具有實際應用上的彈性，並可有效降低因編碼器輸出特性的不完美，或機構組裝上的公差，或其它相關組件不完美所可能造成生產製造成本的損耗，還可提升列印的品質。
發明內容
有鑑於此，本發明主要目的是提供一校正裝置與方法和具有校正裝置的噴墨印表機，特別是用以控制馬達速度或檢測列印位置的一種校正裝置與方法和具有校正裝置的噴墨印表機。
為實現所述目的，本發明提出一種校正裝置與方法和具有校正裝置的噴墨印表機，適用於處理一編碼尺(encoder strip)的編碼器所輸出的第一和第二相位信號，該第一和第二相位信號的電平周期性地變化。校正裝置包括一第一電路耦接第一和第二相位信號，用以產生一第一和一第二脈衝訊號所組成的一第一處理訊號；其中，第一和第二脈衝訊號分別對應第一和第二相位信號的電平變化而交替地產生、一第二電路耦接第一及第二相位信號其中之一，用以產生一第二處理訊號；其中，第二處理訊號對應於第一或第二相位信號的電平變化而產生、一第三電路耦接第一及第二相位信號其中之一，用以產生一第三處理訊號；其中，第三處理訊號對應於第一或第二相位信號的電平由一第一電平變化至一第二電平時而產生、以及一選擇器，根據所述第一處理訊號，而選擇第一、第二或第三電路用以控制馬達速度或檢測列印位置。
為使本發明的所述目的、特徵、和優點能更明顯易懂，下文特舉若干較佳實施例，並結合附圖詳細說明如下。
圖1表示本發明的第一實施例校正裝置的方塊圖。
圖2表示本發明的第一實施例第一電路的電路圖。
圖3表示本發明的第一實施例第二電路的方塊圖。
圖4表示本發明的第一實施例第三電路的方塊圖。
圖5表示本發明的第一實施例編碼器輸出的第一波形圖。
圖6表示本發明的第一實施例編碼器輸出的第二波形圖。
圖7表示本發明的第一實施例編碼器輸出的第三波形圖。
圖8表示本發明的第二實施例具有校正裝置的噴墨印表機的方塊圖。
圖9表示本發明的第三實施例校正方法的流程圖。
附圖符號說明10-編碼尺，20-編碼器，30-校正裝置，302-第一電路，304-第二電路，306-第三電路，308-選擇器，40-速度控制電路，50-位置檢測控制電路，60-馬達，3022-第一單穩態檢測電路，3024-第二單穩態檢測電路，3026-或門(or gate)，3028，3030-D型觸發器，3032，3034-異或門(xor gate)，3042-第三單穩態檢測電路，3044-第一上數計數器，3046-第一緩存器，3048-第一除法電路，3050-第一下數計數器，3052-第一零檢測器，3062-第四單穩態檢測電路，3064-第二上數計數器，3066-第二緩存器，3068-第二除法電路，3070-第二下數計數器，3072-第二零檢測器，A1-第一相位信號，B1-第二相位信號，L1-第一脈衝訊號，L2-第二脈衝訊號，S1-第一處理訊號，S2-第二處理訊號，S3-第三處理訊號，V1-第一計數值，V2-第二計數值，V3-第三計數值，V4-第四計數值，Z1-第一零檢測訊號，Z2-第二零檢測訊號，PD1-第一間隔時間，PD2-第二間隔時間，PD3-第三間隔時間，PD4-第四間隔時間，第一選擇訊號N1，第二選擇訊號N2，第三選擇訊號N3。
具體實施例方式
實施例一圖1表示本發明的第一實施例校正裝置的方塊圖，如圖1所示，一種校正裝置30，適用於處理一編碼尺(encoder strip)10的編碼器20所輸出的一第一相位信號A1和一第二相位信號B1，第一相位信號A1和第二相位信號B1的電平周期性地變化，校正裝置30包括一第一電路302、一第二電路304、一第三電路306、以及一選擇器308。
校正裝置30的工作原理如下所述；圖2表示本發明的第一實施例第一電路302的電路圖；如圖2所示，第一電路302至少包括一第一單穩態(one-shot circuit)檢測電路3022、一第二單穩態檢測電路3024、以及一或門(or gate)3026，其中，第一單穩態檢測電路3022包括一D型觸發器3028和一異或門(xor gate)3032用以檢測所述第一相位信號A1的上緣和下緣，以得到一第一脈衝訊號L1，第二單穩態檢測電路3024包括一D型觸發器3030和一異或門(xor gate)3034用以檢測所述第二相位信號B1的上緣和下緣，以得到一第二脈衝訊號L2，其中，第一脈衝訊號L1和第二脈衝訊號L2分別對應第一相位信號A1和第二相位信號B1的電平變化而交替地產生，或門(orgate)3026耦接第一單穩態檢測電路3022和第二單穩態檢測電路3024的輸出，用以產生一第一處理訊號S1。
圖3表示本發明的第一實施例第二電路的方塊圖；如圖3所示，第二電路304至少包括一第三單穩態(one-shot circuit)檢測電路3042，只檢測第一相位信號A1和第二相位信號B1其中之一的上緣和下緣，以得到第一處理訊號S1，第一處理訊號S1用以重置(reset)一第一上數計數器3044，並將第一上數計數器3044輸出的一第一計數值V1轉存至一第一緩存器3046、一第一除法電路(在此實施例中，例如為除以2)3048耦接第一緩存器3046，用以將第一計數值V1÷2而輸出一第二計數值V2、以及一第一下數計數器3050耦接第一除法器3048，當第一下數計數器3050計數第二計數值V2至零時，則輸出一第一零檢測訊號Z1控制一第一零檢測器3052輸出第二處理訊號S2，其中，第二處理訊S2為第一處理訊號S1的周期減半，且對應於第一相位信號A1或第二相位信號B1的電平變化而產生。
圖4表示本發明的第一實施例第三電路的方塊圖，如圖4所示，第三電路306至少包括一第四單穩態(one-shot circuit)檢測電路3062，只檢測第一相位信號A1和第二相位信號B1其中之一的上緣或下緣，以得到第一處理訊號S1，第一處理訊號S1用以重置(reset)一第二上數計數器3064，並將第二上數計數器3064輸出的一第三計數值V3轉存至一第二緩存器3066、一第二除法電路(在此例中如為除以4)3068耦接第二緩存器3066，用以將第三計數值V3÷4而輸出一第四計數值V4、以及一第二下數計數器3070耦接第二除法器3068，當第二下數計數器3070計數第四計數值V4至零時，則輸出一第二零檢測訊號Z2控制一第二零檢測器3072輸出第三處理訊號S3，其中；第三處理訊S3為第一處理訊號S1的周期減為四分之一，且對應於第一相位信號A1或第二相位信號B1的電平變化而產生。
選擇器308根據第一處理訊號S1，從連續且相鄰的第一脈衝訊號L1和第二脈衝訊號L2中，取得一第一間隔時間PD1、第二間隔時間PD2、第三間隔時間PD3及第四間隔時間PD4；圖5表示本發明的第一實施例編碼器輸出的第一波形圖，如圖5所示，當第一間隔時間PD1、第二間隔時間PD2、第三間隔時間PD3及第四間隔時間PD4相等，則輸出一第一選擇訊號N1選擇第一電路302；圖6表示本發明的第一實施例編碼器輸出的第二波形圖，如圖6所示，當第一間隔時間PD1和第二間隔時間PD2之和(PD1+PD2)等於第三間隔時間PD3及第四間隔時間PD4之和(PD3+PD4)，則輸出一第二選擇訊號N2選擇第二電路304；圖7表示本發明的第一實施例編碼器輸出的第三波形圖，如圖7所示，在其它情形下，則輸出一第三選擇訊號N3選擇第三電路306。
實施例二圖8表示本發明的第二實施例具有校正裝置的噴墨印表機的方塊圖；其校正裝置30的原理如第一實施例所示，如圖8所示，不同之處在於具有校正裝置的噴墨印表機還包括一編碼尺(encoder strip)10、一編碼器20，可於編碼條上移動以輸出一第一相位信號A1和第二相位信號B1，第一相位信號A1和第二相位信號B1的電平周期性地變化、一速度控制電路40耦接選擇器308，依據第一處理訊號S1、第二處理訊號S2或第三處理訊號S3而控制噴墨印表機馬達的速度、以及一位置檢測控制電路50耦接選擇器308，依據第一處理訊號S1、第二處理訊號S2或第三處理訊號S3而進行檢測及控制噴墨印表機馬達60的位置。
實施例三圖9表示本發明的第三實施例校正方法的流程圖；如圖9所示，校正方法適用於處理一編碼尺(encoder strip)10的編碼器20所輸出的一第一相位信號A1和第二相位信號B1，第一相位信號A1和第二相信號B1的電平周期性地變化，所述校正方法包括依據第一相位信號A1和第二相位信號B1，產生一第一脈衝訊號L1和第二脈衝訊號L2所組成的一第一處理訊號S1；其中，第一脈衝訊號L1和第二脈衝訊號L2分別對應於所述第一相位信號A1和第二相位信號B1的電平變化而交替產生。
對第一處理訊號S1，從連續且相鄰的第一脈衝訊號L1和第二脈衝訊號L2中，取得一第一間隔時間PD1、第二間隔時間PD2、第三間隔時間PD3及第四間隔時間PD4；其中，當第一間隔時間PD1、第二間隔時間PD2、第三間隔時間PD3及第四間隔時間PD4相等，則以第一處理訊號S1提供給一電子裝置作為控制速度和檢測位置的輸出信號；當第一間隔時間PD1和第三間隔時間PD3之和等於第二間隔時間PD2及第四間隔時間PD4之和，依據第一相位信號A1和第二相位信號B1其中之一，並對應於第一相位信號A1和第二相位信號B1其中之一的電平變化而產生一第二處理訊號S2，提供給一電子裝置作為控制速度和檢測位置的輸出信號，其中，第二處理訊號S2為第一處理訊號S1的周期減半。
其它情形下，依據第一相位信號A1和第二相位信號B1其中之一，對應於第一相位信號A1和第二相位信號B1其中之一的電平由一第一電平變化至一第二電平時，產生一第三處理訊號S3，提供給一電子裝置作為控制速度和檢測位置的輸出信號，其中，第三處理訊號S3為第一處理訊號S1的周期減四分之一。
綜上所述，本發明有以下優點1.使用可選擇的電路，具有設計上的彈性，並可有效降低因編碼器輸出特性的不完美，或機構組裝上的公差，或其它相關組件不完美所可能造成生產製造成本的損耗，以提升經濟效益。
2.在噴墨印表機的應用上，利用校正電路所產生出來的波形，不僅可用來帶動噴墨頭的直流馬達的速度控制，亦可作為噴墨信號產生改善因編碼器信號的不完美所造成列印位置的偏差，以提升列印的品質。
雖然本發明已以三個較佳的實施例披露如上，然其並非用以限定本發明，本領域的技術人員在不脫離本發明的精神和範圍的前提下，可做若干的更動和潤飾，因此本發明的保護範圍以本發明的權利要求為準。
權利要求
1.一種校正裝置，適用於處理一編碼尺的編碼器所輸出的一第一和一第二相位信號，所述第一和第二相位信號的電平周期性地變化，所述校正裝置包括一第一電路，耦接所述第一和第二相位信號，用以產生一第一和一第二脈衝訊號所組成的一第一處理訊號，其中，所述第一和第二脈衝訊號分別對應所述第一和第二相位信號的電平變化而交替地產生；一第二電路，耦接所述第一及第二相位信號其中之一，用以產生一第二處理訊號，其中，所述第二處理訊號對應於所述第一或第二相位信號的電平變化而產生；一第三電路，耦接所述第一及第二相位信號其中之一，用以產生一第三處理訊號，其中，所述第三處理訊號對應於所述第一或第二相位信號的電平由一第一電平變化至一第二電平時產生；一選擇器，根據所述第一處理訊號，而選擇所述第一、第二或第三電路。
2.如權利要求1所述的校正裝置，其中，所述選擇器根據所述第一處理訊號，從連續且相鄰的所述第一和第二脈衝訊號中，取得一第一、第二、第三及第四間隔時間，其中，當所述第一、第二、第三及第四間隔時間相等時，則輸出一第一選擇訊號選擇所述第一電路；當所述第一和第三間隔時間之和等於所述第二及第四間隔時間之和時，則輸出一第二選擇訊號選擇所述第二電路，在其它情形下，則輸出一第三選擇訊號選擇所述第三電路。
3.如權利要求1所述的校正裝置，其中，所述第一電路至少包括一第一單穩態檢測電路、一第二單穩態檢測電路、以及一或門，所述第一單穩態檢測電路用以檢測所述第一相位信號的上緣和下緣，以得到一第一脈衝訊號；所述第二單穩態檢測電路用以檢測所述第二相位信號的上緣和下緣，以得到一第二脈衝訊號，且所述或門耦接所述第一和第二單穩態檢測電路，用以產生所述第一處理訊號。
4.如權利要求1所述的校正裝置，其中，所述第二電路至少包括一第三單穩態檢測電路，只檢測所述第一和第二相位信號其中之一的上緣和下緣，以得到所述第一處理訊號，所述第一處理訊號用以重置一第一上數計數器，並將所述第一上數計數器輸出的一第一計數值轉存至一第一緩存器、一第一除法電路耦接所述第一緩存器，用以將所述第一計數值除以一第一值，而輸出一第二計數值、以及一第一下數計數器耦接所述第一除法器，當所述第一下數計數器計數所述第二計數值至零時，則輸出一第一零檢測訊號控制一第一零檢測器輸出所述第二處理訊號。
5.如權利要求4所述的校正裝置，其中，所述第一值為2，所述第二處理訊號為所述第一處理訊號的周期減半。
6.如權利要求5所述的校正裝置，其中，所述第一除法電路為一除二電路。
7.如權利要求1所述的校正裝置，其中，所述第三電路至少包括一第四單穩態檢測電路，只檢測所述第一和第二相位信號其中之一的上緣或下緣，以得到所述第一處理訊號，所述第一處理訊號用以重置一第二上數計數器，並將所述第二上數計數器輸出的一第三計數值轉存至一第二緩存器、一第二除法電路耦接所述第二緩存器，用以將所述第三計數值除以一第二值，而輸出一第四計數值、以及一第二下數計數器耦接所述第二除法器，當所述第二下數計數器計數所述第四計數值至零時，則輸出一第二零檢測訊號控制一第二零檢測器輸出所述第三處理訊號。
8.如權利要求7所述的校正裝置，其中，所述第二值為4，所述第三處理訊號為所述第一處理訊號的周期減為四分之一。
9.一種具有校正裝置的噴墨印表機，可控制馬達速度或檢測列印位置，包括一編碼尺；一編碼器，可於所述編碼條上移動以輸出的一第一和一第二相位信號，所述第一和第二相位信號的電平周期性地變化；一校正裝置，用於處理所述第一和一第二相位信號，包括一第一電路，耦接所述第一和第二相位信號，用以產生一第一和一第二脈衝訊號所組成的一第一處理訊號，其中，所述第一和第二脈衝訊號分別對應所述第一和第二信號的電平變化而交替地產生；一第二電路，耦接所述第一及第二相位信號其中之一，用以產生一第二處理訊號，其中，所述第二處理訊號對應於所述第一或第二相位信號的電平變化而產生；一第三電路，耦接所述第一及第二相位信號其中之一，用以產生一第三處理訊號，其中，所述第三處理訊號對應於所述第一或第二相位信號的電平由一第一電平變化至一第二電平時而產生；一選擇器，一選擇器，根據所述第一處理訊號，而選擇所述第一、第二或第三電路；一速度控制電路，耦接所述選擇器，依據所述第一、第二或第三處理訊號而控制所述噴墨印表機馬達的速度；一位置檢測控制電路，耦接所述選擇器，依據所述第一、第二或第三處理訊號而進行檢測及控制所述噴墨印表機馬達的位置。
10.如權利要求9所述的具有校正裝置的噴墨印表機，其中，所述選擇器根據所述第一處理訊號，從連續且相鄰的所述第一和第二脈衝訊號中，取得一第一、第二、第三及第四間隔時間；其中，當所述第一、第二、第三及第四間隔時間相等，則輸出一第一選擇訊號選擇所述第一電路；當所述第一和第三間隔時間之和等於所述第二及第四間隔時間之和，則輸出一第二選擇訊號選擇所述第二電路，在其它情形下，則輸出一第三選擇訊號選擇所述第三電路。
11.如權利要求9所述的具有校正裝置的噴墨印表機，其中，所述第一電路至少包括一第一單穩態檢測電路、一第二單穩態檢測電路、以及一或門，所述第一單穩態檢測電路用以檢測所述第一相位信號的上緣和下緣，以得到一第一脈衝訊號，所述第二單穩態檢測電路用以檢測所述第二相位信號的上緣和下緣，以得到一第二脈衝訊號，且所述或門耦接所述第一和第二單穩態檢測電路，用以產生所述第一處理訊號。
12.如權利要求9所述的具有校正裝置的噴墨印表機，其中，所述第二電路至少包括一第三單穩態檢測電路，只檢測所述第一和第二相位信號其中之一的上緣和下緣，以得到所述第一處理訊號，所述第一處理訊號用以重置一第一上數計數器，並將所述第一上數計數器輸出的一第一計數值轉存至一第一緩存器、一第一除法電路耦接所述第一緩存器，用以將所述第一計數值除以一第一值，而輸出一第二計數值、以及一第一下數計數器耦接所述第一除法器，當所述第一下數計數器計數所述第二計數值至零時，則輸出一第一零檢測訊號控制一第一零檢測器輸出所述第二處理訊號。
13.如權利要求12所述的具有校正裝置的噴墨印表機，其中，所述第二處理訊號為所述第一處理訊號的周期減半。
14.如權利要求9所述的具有校正裝置的噴墨印表機，其中，所述第三電路至少包括一第四單穩態檢測電路，只檢測所述第一和第二相位信號其中之一的上緣或下緣，以得到所述第一處理訊號，所述第一處理訊號用以重置一第二上數計數器，並將所述第二上數計數器輸出的一第三計數值轉存至一第二緩存器、一第二除法電路耦接所述第二緩存器，用以將所述第三計數值除以一第二值，而輸出一第四計數值、以及一第二下數計數器耦接所述第二除法器，當所述第二下數計數器計數所述第四計數值至零時，則輸出一第二零檢測訊號控制一第二零檢測器輸出所述第三處理訊號。
15.如權利要求14所述的具有校正裝置的噴墨印表機，其中，所述第三處理訊號為所述第一處理訊號的周期減為四分之一。
16.一種校正方法，適用於處理一編碼尺的編碼器所輸出的一第一和一第二相位信號，所述第一和第二相信號的電平周期性地變化，所述校正方法包括依據所述第一和第二相位信號，產生一第一和第二脈衝訊號所組成的一第一處理訊號，其中，所述第一和第二脈衝訊號分別對應於所述第一和第二信號的電平變化而交替產生；對所述第一處理訊號，從連續且相鄰的所述第一和第二脈衝訊號中，取得一第一、第二、第三及第四間隔時間；其中，當所述第一、第二、第三及第四間隔時間相等，則以所述第一處理訊號提供給一電子裝置作為控制速度和檢測位置的輸出信號；當所述第一和第三間隔時間之和等於所述第二及第四間隔時間之和，依據所述第一及第二相位信號其中之一，並對應於所述第一及第二信號其中之一的電平變化而產生一第二處理訊號，提供給一電子裝置作為控制速度和檢測位置的輸出信號；其它情形下，依據所述第一及第二相位信號其中之一，對應於所述第一及第二信號其中之一的電平由一第一電平變化至一第二電平時，產生一第三處理訊號，提供給一電子裝置作為控制速度和檢測位置的輸出信號。
17.如權利要求16所述的校正方法，其中，所述第一值為2，所述第二處理訊號為所述第一處理訊號的周期減半。
18.如權利要求16所述的校正方法，其中，所述第二值為4，所述第三處理訊號為所述第一處理訊號的周期減為四分之一。
全文摘要
一種校正裝置與方法和具有校正裝置的噴墨印表機，適用於處理編碼尺的編碼器所輸出的相位信號，根據編碼器本身特性不同，如周期不均勻或相位偏移，或機構組裝上的公差和其它相關組件不完美，使用編碼器信號的第一或第二相位信號，選擇校正電路以控制噴墨印表機馬達的速度和位置。校正裝置包括一第一電路，耦接第一和第二相位信號，以產生第一和第二脈衝訊號所組成的第一處理訊號，第二電路耦接所述第一及第二相位信號其中之一，以產生第二處理訊號，第三電路耦接第一及第二相位信號其中之一，以產生一第三處理訊號，一選擇器根據第一處理訊號，而選擇第一、第二或第三電路，並提供第一、第二或第三處理訊號控制噴墨印表機馬達速度或檢測列印位置。
文檔編號B41J29/393GK1647940SQ2004100032
公開日2005年8月3日 申請日期2004年1月30日 優先權日2004年1月30日
發明者洪浩峰, 李俊仁 申請人:明基電通股份有限公司