[发明专利]编码器起始位置感知方法和系统

说明书

技术领域

本发明的实施方案总体上涉及渲染装置（rendering device）和 技术。本发明还涉及增量位置编码器。本发明的实施方案还涉及用于 感知编码器起始位置（home position）的方法和系统。

背景技术

渲染装置——诸如打印机、复印机等——可以使用增量编码器来 跟踪移动部件——诸如印刷鼓（print drum）、旋转轴（rotating shaft） 和印刷头（print head）——的位置。这些移动部件的位置或角度通 常被驱动机构控制，并被编码器测量。增量编码器通常包括可移动码 盘（code wheel）或码带（code strip），其具有由交替的透明和不 透明条组成的光轨，并且从照射源和由多个光敏元件组成的传感器阵 列之间经过并相对于它们移动，所述照射源通常是发光二极管（LED）， 所述光敏元件通常是光电二极管。

当码盘/带移动时，它中断了来自照射源的光，导致一系列交替的 光和影穿过传感器阵列，产生振幅变化的电信号。编码器读取器中的 电路放大该信号，以产生两个处于正交相位A和相位B的输出信号， 其中相位B是从相位A位移90电角度的相位。当码盘/带移动时，这 个正交信号的频率与运动速度成比例，相位A和相位B之间的相位关 系指示运动方向。

在该系统被启动或重置之后，基础增量读取器仅确定两个正交输 出的相对角度或位置，而不是绝对位置。必须提供附加方法，以在系 统启动或重置之后确定绝对参考位置。在线性运动（码带）的情形下， 使驱动机构熄火以机械硬停止是用于生成绝对参考位置（也被称为“起 始”位置）的一般方法。继而，增量正交编码器被用来测量相对于该 参考位置的位置变化。

对轴的角度位置进行测量的编码器通常需要不同的方法来建立绝 对参考（起始）位置，因为机械停止更难以实现在正在旋转的轴上。 一般的解决方案是，第三编码器传感器输出在与初始光轨不同的半径 处读取码盘上的第二光轨。这样的第二光轨可以由参考（起始）位置 的单个暗条或明暗条图案组成。这个第三编码器传感器输出也被用在 机械停止不理想的线性（码带）应用中。该第三信道技术向编码器读 取器及其关联线缆增加了第三传感信道的成本。基于前述，相信，需 要改进的用于感知编码器起始位置的系统和方法。

发明内容

下述发明内容意在促进对所公开的实施方案独有的一些创造性特 征的理解，而不意在作为完备描述。这些实施方案的多方面的完备描 述可以通过综览整个说明书、权利要求书、附图和摘要来获得。

因此，本发明的一方面是提供改进的渲染装置。

本发明的再一方面是提供改进的方法和系统，其用于感知适于与 渲染装置共同使用的增量编码器中的起始位置。

本发明的另一方面是提供改进的码盘，其具有圆环图案，并与用 在渲染装置中的编码器机构关联使用。

本发明的又一方面是提供改进的线性码带，其具有沿着运动方向 布置的调制厚度线（modulated thickness line），并与用在渲染装 置中的编码器机构关联使用。

现在可以如本说明书所述地实现前述方面和其他目标及优点。公 开了编码器起始位置感知系统和方法，其包括模拟正交编码器读取器 和码装置，诸如码盘或码带，的使用。该码盘具有由圆环图案组成的 光轨。该圆环图案的厚度可以以围绕码盘的正弦形式改变，其中一个 正弦波周期对应于一个编码器周期。环厚度调制不限于用正弦函数调 制，也可以使用其他周期性调制函数。类似地，线性码带由沿着运动 方向的、具有正弦波调制厚度的线构建，其中一个正弦波周期对应于 一个编码器周期。圆环图案减小了正弦波编码器读取器输出中的失真， 这导致了更准确的位置内插（interpolation）。另外，通过改变圆环 /线调制函数的振幅，起始位置被嵌入光轨。输出信号的振幅响应于穿 过编码器读取器的码盘/带光轨的起始区（home region）而改变。此 振幅改变可被适当的算法检测到，并被解释为所述码盘或码带的起始 位置。

根据本发明的一方面的一种用于感知编码器起始位置的系统，其 包含：码装置，其与多个图案关联，其中所述多个图案的厚度能够经 由所述码装置以正弦形式被改变，其中所述码装置以对应于一个编码 器周期的一个正弦波周期移动；和正交编码器读取器，其用于监控所 述码装置，并通过减小所述正弦波的振幅来生成起始量值信号。