CN1357131A - 用于识别打印带上的标记的传感器 - Google Patents

Abstract

一种反射型光敏传感器组件(50)其用于传感经过传感器组件(50)的表面(14A)上的标记(44)的位置。典型的图示涉及传感打印带(14)上的标记(44),该打印带(14)用于打印或层压操作中。传感器组件(50)包括具有中心轴线的LED光源(54)和安装在单个壳体(52)内的光敏晶体管或传感器(58),其中壳体(52)的方位是这样的,即LED(54)发出的光束的轴线(55)与打印带表面(14A)成锐角(60)。轴线不与打印带(14)表面(14A)垂直或接近垂直。识别标记(44)为光漫射标记,如白色标记或条带,这些标记将提供充足的反射到光敏晶体管或传感器(58)的光,其中光敏晶体管或传感器为传感器组件(50)的一部分。

Description

用于识别打印带上的标记的传感器

技术领域

本发明涉及用于识别打印机打印带或传送带上的标记的光学传感器的应用。该传感器利用低成本的光源和光学传感器提供了可靠和精确的信号，该信号显示打印带上的已被传感的特定标记。

背景技术

在现有技术领域中，已经提出了许多打印带，这些打印带上具有用于识别不同颜色的单个镶板或区段之间距离的标记，这些标记也用于识别在打印卡上进行打印操作或层压操作所用打印带的位置，卷筒纸或打印带上带有芯片状的层压“薄片”，这些薄片精确定位以便层压到打印卡上，然后，当它们被层压就位后从卷筒纸或打印带上移去。

另外，打印带上也可以放置分离的识别标记用以识别打印带的特定镶板或纵向位置。使用传感物体时，必须能够迅速，精确地识别标记。人们已经发现使用标准反射型光学传感器会导致LED光线在光滑表面上发生不必要的反射，由此使得难以区分光滑的打印机打印带表面和该打印带上用于识别特定位置的标记。

发明内容

本发明涉及反射型光学传感器的应用，该传感器用于识别放置在光滑或反光表面上的单个标记，以便识别表面上的特定位置。打印带上需要识别的位置可以为热染料升华或传热打印带或卷筒纸的不同颜色源之间的线条，也可以为打印在中间传送带上的块区的位置。另外，标记可以用于识别层压薄片的位置，其中这些薄片将被层压到预先印制的识别卡上并由卷筒纸携带。

使用LED可以不需要聚焦透镜。人们已经发现将光束的轴线转动一个角度使其与光滑打印带表面所在的平面不相垂直能够提高传感器的敏感性并降低在类似镜面的表面附近的反射，同时促成光敏传感器的输出。

在打印机的打印带的整个宽度上可以使用许多传感器组件以便传感许多不同类型的标记，其中每个传感器组件内都具有一个光源，但任何情况下传感器组件都是这样定位的，即光源的轴线与打印带所在的平面成一个角度而不垂直或接近垂直，并且光敏传感器沿打印带放置的位置使从光滑表面或类似镜面的表面反射的光最少，并提供从识别标记以漫射方式反射的光线的位置信号。识别标记可以为白色标记或包括黄色在内的非白色浅颜色标记。反射光的漫射是必要的，且白色是优选的颜色。

传感器主体倾斜一个选择的角度，因此光轴最好与被传感的表面如打印机内的卷筒纸或打印带所在的平面成30°-45°的角度。

由白色标记漫射并反射到传感器的光线来自不是直接从光滑表面反射的光束。光滑的打印带表面就像镜子一样并且其反射光线的反射角基本上等于入射角。

附图说明

图1为典型打印头和打印带装置的示意图，其中根据本发明传感器组件放置在典型的打印机装置中；

图2为安装在打印带附近的传感器支撑杆的透视图，其中打印带上面的标记将被传感；

图3为图2中传感器支撑杆的仰视图；

图4为图3沿线4-4的剖视图；

图5为安装在图3所示传感器支撑杆上的传感器的放大视图。

实施方式

示意图中的打印机10具有壳体11，壳体11以普通的方式固定打印头12。打印头12横向延伸越过打印带14，以便将材料从打印带打印到基底上或由压辊18固定定位的打印材料16上。打印带14从打印带供给轮20供给，并被导引在合适的导向辊22上经传感器组件24到达打印头12，然后被传送到收带轮28。供给轮20用可控DC电机30以合适的方式驱动，而收带轮28用DC电机32以普通的方式驱动。图中压辊18也用适当的可控电机33驱动。

传感器支撑组件24包括槽形杆25，杆25固定在打印机壳体11内，如图所示，在外壳的侧壁之间具有基底壁40，基底壁40上具有多个孔42，它们间隔开所需的距离。孔42与放置到打印带14上的标记相一致，图中标号44表示光反射和漫射标记，其最好为白色标记，这些标记隔离和识别打印带上的单色镶板46和47。镶板46和47的颜色不同并且通过间隔分开，其中打印或施加标记44是沿着该间隔进行的。虚线48表示镶板47的起端，镶板47的颜色可以为深红色，而镶板46的颜色可以为青色。基底壁上的中心孔42能够用于传感器传感其他状况或打印带特性。

槽形支撑杆25上带有许多单个的传感器组件50，它们分别固定在壳体52内。传感器组件50是购买的制成一个整体件的部件，其分别与孔42对齐。每个传感器组件都具有传感器壳体52，在该壳体52内固定着光源54，如LED。光敏传感器58也固定在壳体52内但是与LED隔开。传感器58通常为光敏晶体管，称为光电三极管。LED是低成本光源并且传感器组件不包括任何透镜，因此LED发出的光将与光线的中心线55成一定的角度“锥形”向外。光敏传感器或晶体管58将接收从靠近LED的物体上反射的光。

如图2和图4所示，打印带14靠近经过槽形件25的基底40外表面，并且如果需要的话，打印带14可以与槽形件25精确地接触。无论如何，图示的打印带或卷筒纸在图中的厚度都被夸大了，但都具有非常光滑的底面14A，并且如果传感器组件是这样定位的，即LED的轴线与打印带所在的表面垂直，其中这些传感器组件是由夏普电子公司制造的低成本LED反射型传感器，那么LED发出的光57(如图5所示)将反射到传感器58，并且很难识别到识别标记44，其中识别标记44为光漫射白色标记。

为了迅速识别通过标记44编码到打印带底面上的信息，LED轴线55和传感器58的轴线59相对于打印带的底面14A倾斜一个锐角，该角度最好在30°-45°之间。最佳的角度是从与打印带14所在的平面14b平行的平面测量为35°，如图5所示。该角度在图5中用双肩头60表示。

LED发出的光57将以锥形散射，随着离LED的距离增大光束的宽度将变宽。从图5中可以看出，对于双肩头60所示的安装角度，光从打印带14的光滑底面14A反射的角度将遵循普通的反射方式，即入射角等于反射角。由于没有光漫射标记，因此反射到传感器58的光线将很少，其中传感器58位于传感器组件50的共用壳体52内。

同时还可以看到，传感器壳体52由固定托架62定位并尽可能地靠近基底40所在的平面或基底40的外表面。一部分传感器组件的壳体将伸入这些传感器组件的各个孔42内。从而，当标记经过各个孔时光敏传感器定位在靠近光漫射标记的位置上。倾斜的方向也可以相反，由此光源距离打印带更接近。

如图5中右侧传感器所示，当标记44位于传感器组件50的LED上面时，由于使用了白色或颜色非常浅的标记，因此向上投射到标记44上的光线将发生漫射，散射和反射，其中标记位于打印带14的底面14A上。这将会提供沿直线64回到光敏传感器58的光线，其中光敏传感器58位于其相应的传感器壳体52内，同时还沿信号线58A提供了信号。LED由传统的合适电源和传感电路66沿信号线54A供电。电路66，驱动打印带的步进电机以及打印机都由传统的控制器68控制，该控制器用于控制打印机的所有功能，包括从电路66接收信号，该信号表示特定的标记44处在一个或多个孔42内。连接器69安装在杆25上用以连接组件(图4)。

单个标记44可以与热敏打印带一起用于识别上述单色区段或镶板之间的间距，并且可以只用一个孔42完成，因此，如图所示，还有用于获得其他信息的五个孔和传感器。例如，当使用中间传送带时，其中具有一个打到传送带上并顺序传递到识别卡上的打印，可用于将被打印的单个区段的始端和末端的编码放到传送带上的合适位置，并由其中一个传感器组件50传感，同时把光投射通过一个或多个对齐的孔42。

在许多层压技术中，如美国专利No.5,807,461中公开的，层压区段是由将放置到识别卡上面的单个薄片或层压镶板组成。每个层压薄片前端上的合适的浅色标记可以利用其中一个孔42和与该孔相应的传感器组件50通过本发明传感器组件进行传感，其中浅色标记最好为白色标记。

利用光源相对于光滑反射表面或其他反射光线的单色表面的角度方位可以传感到许多发生的情况。当光线的轴线和传感器的轴线与反光的光滑表面所在的平面垂直时，其中光滑表面靠近经过光线，可能会产生错误信号。通过使光源和传感器倾斜，然后利用光漫射或散射识别标记的颜色，那么标记的位置就可以精确地确定并具有相对速度。标记在正常的打印带速度下可以被传感的宽度大约为2mm，因此传感器的反应时间非常短，并且如果需要，在长度方向或打印带运动的方向上可以将标记做的更宽。

上述例子中的LED处于红外线范围内。当光源为不同频率或颜色的光源时，不同颜色的标记可以漫射或散射光线，因此如果标记的颜色更暗，这种传感器组件也能工作。一个在应有的位置上“被除去光泽的”的标记，或者该标记为打印带上与打印带其余光滑表面完全不同的不光滑的加工件均能够工作。因此，标记不必要必须是白色的，但是其必须能够有效地散射光线以便光敏传感器能够提供输出。

尽管结合优选实施例对本发明进行了描述，但是本领域的技术人员在不脱离本发明的思想和范围内能够作出许多形式和细节上的改变。

Claims (12)

1.一种反射型光敏传感器，其用于传感表面上的标记的位置，该传感器包括具有光轴的光源，邻近光源安装的光敏传感器，光源相对于表面成锐角安装以充分减少从光滑表面到传感器的反射，并且直到具有不同光反射特性的部分表面接收从光源发出的光。

2.根据权利要求1所述的传感器，其中所述表面包括打印机内的卷筒纸。

3.根据权利要求2所述的传感器，其中所述卷筒纸为热敏打印带和中间传送带其中的一种。

4.根据权利要求1所述的传感器，其中所述传感器包括安装所述光源和所述光敏传感器的整体壳体，所述光源和所述光敏传感器具有平行的轴线。

5.根据权利要求4所述的传感器，其中光敏传感器比光源更靠近相邻的表面。

6.根据权利要求1所述的传感器，其中所述表面是光滑的，光源为红外线光源及所述部分表面为白色标记。

7.一种安装，其用于传感器组件，支撑托架，及固定托架，其中该传感器组件包括安装在壳体内的光源和光敏元件，支撑托架用于支撑与移动表面相邻的传感器组件，其中从光源发出的光照射到该移动表面上，及固定托架用于固定传感器组件，其中传感器组件的位置是光源发出的光束的轴线与表面成锐角。

8.根据权利要求7所述的安装，其中移动表面是类似镜面的反射光线的光滑表面，和表面上的标记，其中当光束照射到标记上时，该标记漫射光线。

9.一种打印机组件，该打印机组件包括打印头，具有反射表面的打印带，沿打印带间隔开的一系列识别标记其用于识别打印带区段的特性，选择的这些标记是反光的，及用于传感标记的传感器，该传感器包括沿中心轴提供光束的光源，和与光源相邻的接收器其用于接收反射的光并且当反射的光照射在该接收器上时提供信号，光源的轴线相对于打印带的表面成锐角。

10.根据权利要求9所述的打印机组件，其中标记为白色的。

11.根据权利要求9所述的打印机组件，其中光源和接收器安装在一个共同的壳体内。

12.根据权利要求11所述的打印机组件，其中接收器具有与光束轴线相平行的中心接收轴线。

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