Abstract
噴墨印表機位置感測器中有眾多的誤差源。例如，光柵的開孔誤 差、感測頭和條碼間的組裝定位誤差、訊號處理電路誤差、向量中差 法運算效應…等。傳統上，想要瞭解誤差源對輸出的影響，一般使用 試誤法（try and error）。但試誤法最大的缺點便是缺乏學理根據與系統 性。 本文旨在對噴墨印表機的位置感測器作系統性誤差分析。經過分析 ，光電編碼器的誤差指標與主要誤差來源可分成：（1）工作比（Duty Ratio）誤差---主要誤差源為比較器偏壓電阻誤差，（2）相位差誤差--- 主要誤差源為孔心距誤差。再經過誤差耦合分析，並加入位置，速率 規格的考量，可以製作出位置誤差列表，並得到以下結論：（1）比較 器偏壓電阻需使用1％精密電阻。（2）在位置誤差規格（10%）與速率 誤差規格（10%）限制條件下， 孔心距加工精度在±0.0015mm間，為 一般半導體製程的加工精度範圍。 經過上述誤差分析，本研究發現部分誤差可由訊號處理電路設計補 償。經過電路設計及實驗驗證，當訊號處理電路中RC值被適當的選擇， 可以成功的消除直流偏壓值（DC Bias），讓比較器切換出正確方波。 此外，因為噴墨頭作靜止、再移動的往復運動，造成訊號源有2個特 性：（1）頻率為時變。（2）有靜止訊號。造成雖有相同的位移，但經 類比-數位（A/D）轉換後，不同感測器將有不同的計數結果。本研究發 現，我們所設計的感測器（使用兩個光電晶體，用高通濾波器補償直流 偏壓值），將比HP感測器（使用四個光二極體補償直流偏壓值）有較高 計數錯誤機率，但由於誤差的百分比不大（0.2%），且誤差發生在非噴 墨區，故本研究所設計的噴墨頭位置感測器，在低解析度與低成本的使 用環境下，可以取代現行高解析度但售價較高的噴墨頭位置感測器。