[发明专利]具有污染物检测功能的光学编码器

说明书

技术领域

本发明涉及具有污染物检测功能的光学编码器。

背景技术

光学编码器用于在各种各样的场合中确定物体相对于某个参考物的运动和/或位置。光学编码经常用于机械系统中作为对运动元件的运动进行测量和跟踪的便宜而可靠的方式。例如，打印机、扫描仪、复印机、传真机、绘图机以及其他成像系统经常采用光学编码，在将图像打印到介质上或从介质上扫描图像时，对图像介质(例如纸张)的运动进行跟踪。

用于光学编码的一种常见技术是使用光学传感器和编码器码尺(或编码介质)。光学传感器聚焦在码尺的表面上。随着传感器相对于码尺(或编码介质)的运动，或者是随着码尺相对于传感器的运动，传感器对经过码尺透射或由其反射的光的图案进行读取以检测运动。

通常的码尺是交替的特征序列。随着编码器与传感器彼此相对运动，图案中从一个特征到下一个特征的转变可以通过光学方式检测到。例如，码尺可以是不透明材料中孔或光学透明窗组成的交替图案。在这种情况下，光学传感器可以检测到经过孔或窗时从暗到亮的转变。

图1图示了基本的光学编码器100，它包括光学单元103和光控制元件(光学码尺)105，光学单元103包括光发射器101和光传感器102，光控制元件105布置在光发射器101与光传感器102之间。光学单元103和光学码尺105可以在光学码尺105的纵向以线性方式彼此相对运动。图2图示了光学编码器100的另一视图。

在一种常见的应用中，光学单元103安装在打印机的打印头上，光学码尺105固定到打印机壳体，在打印头运动时，光学单元103沿码尺105的长度方向运动。随着光学单元103沿光学码尺105的长度方向运动，来自光发射器101的、穿过光学码尺105的光由光传感器102感知以产生一个或多个信号，所述信号表示光学单元103和光学码尺105之间的相对运动。之后，打印机使用来自光传感器102的一个或多个信号，来帮助对打印过程中打印头和/或纸张的运动进行控制。

但是，在将光学编码器安装到上述打印机中时，光传感器可能产生某些问题。例如，墨水悬浮颗粒就是一种问题，它可能缩短光学编码器100寿命。特别是，在打印过程中，墨水颗粒可能会通过空气传播然后沉积在光发射器101、光学码尺105和/或光传感器102上。在发生这样的情况时，从光发射器101到码尺105最终到达光传感器102的光路受到(多个)墨水颗粒的部分或全部阻挡，使得光学编码器100不能正常工作。在这样的情况下，就需要对光学编码器100进行全部或部分的维修或更换。对光学编码器100的维修或更换可能代价不菲并可能降低主机装置(例如打印机)的可用性，是不期望的。

因此，需要一种光传感器以及包括该光传感器的光学编码器，所述光传感器能够对由于光学编码器上沉积一个或多个墨水颗粒所造成的故障进行补救。

发明内容

在一种示例实施例中，一种光学编码器包括：光学码尺以及光学单元。光学单元进一步包括：光发射器，接收光发射器电流并响应于所述光发射器电流而向所述码尺提供光；光传感器，接收光传感器电流和来自所述码尺的光并响应于所述光而输出至少一个信号，所述信号表示所述光传感器与所述码尺之间的相对运动；以及光传感器电流检测器，将所述光传感器电流与参考值进行比较，并响应于所述光传感器电流与所述参考值的不同而输出光传感器电流检测器信号以调整供给所述光发射器的光发射器电流。

在另一种示例实施例中，一种对包括光发射器和光传感器的光学单元进行操作的方法，包括下列步骤：向所述光发射器供给光发射器电流；向所述光传感器供给光传感器电流；将所述光传感器电流与参考值进行比较；以及响应于所述光传感器电流与所述参考值的不同，对供给所述光发射器的光发射器电流进行调整。

在另一种示例实施例中，一种光学单元包括：光发射器，接收光发射器电流；光传感器，接收光传感器电流和来自所述光发射器的光并响应于所述光而输出至少一个信号，所述信号表示所述光学单元与光学码尺之间的相对运动；以及光传感器电流检测器，将所述光传感器电流与参考值进行比较，并响应于所述光传感器电流与所述参考值的不同而输出光传感器电流检测器信号，所述信号表示从所述光发射器到所述光传感器的光路中存在污染物。

附图说明

在结合附图进行阅读时，根据下面详细的描述可以对本示例实施例有最佳的理解。应当强调，各种特征不一定是按比例绘制的。事实上，为了讨论清楚，尺寸可能进行了任意的增大或减小。只要可应用和可实践，相同的标号表示相同的元件。

图1示出了基本的光学编码器；