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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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1. Gebiet
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen optischen Sensor vom
Reflektionstyp mit einem lichtemittierenden Element und einem lichtempfangenden
Element zum Erfassen eines Objektes, einem Träger, der sich über das
zu erfassende Objekt bewegen kann, und eine Datenverarbeitungsvorrichtung,
die einen Datensteuerprozess für
das Objekt ausführt,
während
das Objekt bewegt wird.
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2. Zugehörige Technik
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Ein
optischer Sensor vom Reflektionstyp, wie der, der in der japanischen
ungeprüften
Patentanmeldungsveröffentlichung
HEI 6-222 156 offenbart ist, ist im Stand der Technik gut bekannt
zum Erfassen von Objekten mit einem lichtemittierenden Element und
einem lichtempfangenden Element. Das lichtemittierende und das lichtempfangende
Element des optischen Sensors vom Reflektionstyp sind an verschiedenen
Winkeln in Beziehung auf das Objekt vorgesehen. Das lichtemittierende
Element emittiert einen Lichtstrahl bei einem vorgeschriebenen Einfallswinkel
auf das Objekt, während
das lichtempfangende Element das Vorhandensein des Objektes nach
Empfangen des Lichtes erfasst, das von dem Objekt reflektiert ist.
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Damit
das von dem lichtemittierenden Element emittierte Licht zuverlässig auf
das lichtempfangende Element reflektiert werden kann, ist der optische
Sensor vom Reflektionstyp mit einem lichtemittierenden Element mit
einem hohen Richtfaktor (einer schmalen Strahlaufweitung) und einem
lichtempfangenden Element mit einem hohen Richtfaktor (schmaler
Lichtempfangswinkel) aufgebaut.
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Der
optische Sensor vom Reflektionstyp kann ein Objekt erfassen, das
zum Beispiel auf einem Träger
angebracht ist, der zum Bewegen über das
Objekt aufgebaut ist. Der optische Sensor vom Reflektionstyp kann
auch in einer Datenverarbeitungsvorrichtung benutzt werden, die
einen Datensteuerprozess für
das Objekt ausführt,
wenn das Objekt durch irgendeinen Bewegungsmechanismus bewegt wird.
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In
dem optischen Sensor vom Reflektionstyp der oben erwähnten Veröffentlichung
kann jedoch eine kleine Variation in dem Einfallslicht des emittierten
Lichtes eine große Änderung
in dem Winkel des reflektierten Lichtes verursachen, was es unmöglich für das lichtempfangende
Element macht, das reflektierte Licht zu empfangen. Daher müssen die
Positionen (Winkel), an denen das lichtemittierende Element und
das lichtempfangende Element vorgesehen sind in Beziehung auf das
Objekt, genau eingestellt werden, so dass der Einfallswinkel des
lichtemittierenden Elementes gleich dem Empfangswinkel des lichtempfangenden
Elementes ist. Selbst ein kleiner Fehler in der Positionierung kann
jedoch stark Fehler in der Erfassung beeinflussen, und es ist schwierig,
die Elemente genau zu positionieren.
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Alternativ
gibt es im Stand der Technik ein lichtemittierendes Element und
ein lichtempfangendes Element mit einem niedrigen Richtfaktor (einer weiten
Strahlaufweitung des emittierten Lichtes und ein weiter Empfangswinkel),
die billig sind und größere Fehler
in den Positionierungswinkeln erlauben. Wenn ein optischer Sensor
vom Reflektionstyp aus diesem lichtemittierenden und diesem lichtempfangenden
Element aufgebaut wäre,
könnte
dieser denkbare optische Sensor vom Reflektionstyp Abnahmen in der
Erfassungspräzision
unterdrücken, die
durch Feh ler in der Winkelpositionierung verursacht werden, und
könnte
mit niedrigeren Kosten vorgesehen werden.
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Der
denkbare optische Sensor vom Reflektionstyp jedoch, der mit einem
lichtemittierenden und einem lichtempfangenden Element mit niedrigem Richtfaktor
aufgebaut ist, kann ein Objekt über
ein weites Gebiet erfassen. Dieses verringert die Erfassungsgenauigkeit,
wenn das gewünschte
Gebiet der Erfassung schmaler ist. Genauer, der vorstellbare optische
Sensor vom Reflektionstyp, der Elemente mit niedrigem. Richtfaktor
benutzt, die stark durch Störlicht
beeinflusst sind, das von Bereichen außerhalb des gewünschten
Gebietes der Erfassung reflektiert wird, auf Grund der weiten Aufspreizung
des Strahles, der von dem lichtemittierenden Element emittiert ist,
und des breiten Winkels des Empfangens durch das lichtempfangende
Element reflektiert ist. Diese Störung kann die Erfassungsgenauigkeit des
optischen Sensors vom Reflektionstyp senken.
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Ein
Träger
oder eine Datenverarbeitungsvorrichtung, die mit diesem optischen
Sensor vom Reflektionstyp aufgebaut sind, weisen eine niedrigere Erfassungsgenauigkeit
aufgrund der Effekte der Störung
in Gebieten außerhalb
des gewünschten
Erfassungsgebietes auf. Folglich weist der Träger oder die Datenverarbeitungsvorrichtung
eine schlechte Genauigkeit auf, wenn die Positionierung des Objektes erfasst
wird.
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Wenn
weiter das lichtemittierende Element und das lichtempfangende Element
dem Objekt aus verschiedenen Winkeln zugewandt positioniert sind, muss
der optische Sensor vom Reflektionstyp mit diesem Aufbau mit einer
größeren Kapazität zum Sicherstellen
eines ausreichenden inneren Raumes zum Aufnehmen dieser Anordnung
von Elementen aufgebaut sein. Wenn der Sensor größer ist, wird die Zahl der
Anwendungen für
den Sensor begrenzt aufgrund des begrenzten verfügbaren Raumes zum Einbauen
des Sensors zum Beispiel.
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Aus
der
US 3,842,263 A kann
eine Erfassungsvorrichtung zum Erfassen eines Objektes entnommen
werden. Ein optischer Sensor vom Reflektionstyp ist zum Erfassen
des Objektes vorgesehen. Der Sensor weist ein lichtemittierendes
Element mit einer Zentralachse auf, die sich in einer vorbestimmten
Richtung erstreckt, die sich im Wesentlichen senkrecht zu der Oberfläche des
Objektes erstreckt, und mit einem lichtemittierenden Abschnitt.
Der Sensor weist ein lichtempfangendes Element mit einer Zentralachse
auf, die sich parallel zu der Zentralachse des lichtemittierenden
Elementes erstreckt, und mit einem lichtempfangenden Abschnitt.
Ein bestrahlter Bereich, der durch den lichtemittierenden Abschnitt
bestrahlt ist, und ein reflektierender Abschnitt, der von dem lichtempfangenden
Abschnitt beobachtet ist, überlappen
um einen bestimmten Betrag. Der Sensor weist ein beschränkendes
Teil mit einem beschränkendem
Abschnitt auf, der Öffnungen
abgrenzt, die einem Teil des Erfassungslichtes und einem Teil des
reflektierten Lichtes ermöglichen, dadurch
zu gehen, wobei der beschränkende
Abschnitt die Größe der Öffnungen
zum Verringern einer Fläche
des überlappenden
Bereiches beschränkt.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Es
ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen optischen Sensor
vom Reflektionstyp vorzusehen, der eine Verringerung in der Erfassungsgenauigkeit
auf Grund von Fehlern in der Winkelpositionierung der Elemente unterdrücken kann, während die
Kosten niedrig gehalten werden, und der eine Verringerung in der
Erfassungsgenauigkeit auf Grund externer Störungen unterdrücken kann,
während
er mit der verringerten Größe hergestellt
wird. Weiter sind ein Träger
und eine Datenverarbeitungsvorrichtung, die mit diesem Typ des optischen
Sensors vom Reflektionstyp versehen sind, vorzusehen. Weiter soll
ein Verfahren des Erfassens eines Objektes unter Benutzung eines
optischen Sensors vom Reflektionstyp vorgesehen werden.
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Diese
Aufgabe wird gelöst
durch eine Erfassungsvorrichtung nach Anspruch 1. Die Aufgabe wird auch
gelöst
durch einen Träger
nach Anspruch 8. Die Aufgabe wird auch gelöst durch eine Datenverarbeitungsvorrichtung
nach Anspruch 9. Die Aufgabe wird auch gelöst durch ein Verfahren nach
Anspruch 16.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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In
den Zeichnungen:
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1 ist
eine perspektivische Ansicht, die eine Mehrfunktionsvorrichtung
zeigt, die mit einer Druckerfunktion, einer Kopiererfunktion, einer
Scannerfunktion, einer Faxfunktion und einer Telefonfunktion ausgerüstet ist;
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2 ist
eine Draufsicht, die den internen Aufbau eines Druckers zeigt, der
in der Mehrfunktionsvorrichtung vorgesehen ist;
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3 ist
ein Blockschaltbild, das den elektrischen Aufbau einer Steuerprozesseinheit
zeigt, die in der Mehrfunktionsvorrichtung vorgesehen ist;
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4 ist
ein erläuterndes
Bild, das die Querschnittsstruktur eines Mediensensors zeigt, der
auf einem Träger
(Druckkopf) angebracht ist, der in der Mehrfunktionsvorrichtung
vorgesehen ist;
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5(a) ist ein erläuterndes Bild, das ein Zielerfassungsgebiet
des Mediensensors zeigt;
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5(b) ist ein erläuterndes Bild, das ein Zielerfassungsgebiet
einer Hauptsensoreinheit zeigt;
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6(a) ist ein erläuterndes Bild, das ein Zielerfassungsgebiet
des Mediensensors zeigt, wenn das lichtemittierende Element und
das lichtempfangende Element mit einer ersten Abtastrichtung ausgerichtet
sind;
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6(b) ist ein Diagramm, das die Wellenform einer
Sensorausgabe zur Papierkantenerfassung zeigt, wenn der Mediensensor
in der ersten Abtastrichtung bewegt wird, die der Richtung äquivalent ist,
in der das lichtemittierende Element und das lichtempfangende Element
ausgerichtet sind;
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6(c) ist ein Diagramm, das die Wellenform der
Sensorausgabe zur Papierkantenerfassung zeigt, wenn der Mediensensor
in einer zweiten Richtung bewegt wird, die senkrecht zu der Richtung
ist, in der das lichtemittierende Element und das lichtempfangende
Element ausgerichtet sind;
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6(d) ist ein erläuterndes Bild, das ein Zielerfassungsgebiet
des Mediensensors zeigt, wenn das lichtemittierende Element und
das lichtempfangende Element mit der zweiten Abtastrichtung ausgerichtet
sind;
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7 ist
ein Diagramm, das Werte der Sensorausgabe zeigt, die gemessen werden,
während der
innere Durchmesser einer Öffnung,
die in dem Kappenteil gebildet ist, variiert wurde;
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8 ist
ein erläuterndes
Diagramm, das die Querschnittsstruktur einer Modifikation des Mediensensors
zeigt, der mit einer Modifikation des Kappenteiles versehen ist
das zwei Öffnungen
aufweist; und
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9 ist
ein erläuterndes
Bild, das ein Zielerfassungsgebiet des Mediensensors von 8 zeigt.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
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Ein
optischer Sensor vom Reflektionstyp, ein Träger und eine Datenverarbeitungsvorrichtung
gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung werden beschrieben, während auf die begleitenden
Zeichnungen Bezug genommen wird, in denen gleiche Teile und Komponenten
mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind zum Vermeiden doppelter
Beschreibung.
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1 ist
eine perspektivische Ansicht einer Mehrfunktionsvorrichtung 1 der
bevorzugten Ausführungsform,
auf die die vorliegende Erfindung angewendet wird. Die Mehrfunktionsvorrichtung
weist eine Druckerfunktion, eine Kopiererfunktion, eine Scannerfunktion,
eine Faxfunktion, eine Telefonfunktion und das ähnliche auf.
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Wie
in 1 gezeigt ist, ist eine Papierliefereinheit 2 in
dem hinteren Abschnitt der Mehrfunktionsvorrichtung 1 vorgesehen.
Ein Tintenstrahldrucker 3 ist vor und unter der Papierliefereinheit 2 vorgesehen.
Eine Abtasteinheit 4 zum Verwirklichen der Kopiererfunktion
und der Faxfunktion ist über
dem Drucker 3 vorgesehen. Ein Ausgabetrog 5 ist
auf der Vorderseite des Druckers 3 vorgesehen. Eine Betätigungstafel 6 ist
auf der oberen Oberfläche
auf dem Vorderende der Abtasteinheit 4 vorgesehen.
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Die
Papierliefereinheit 2 enthält einen geneigten Wandabschnitt 66 zum
Halten von Papier in einer geneigten Stellung und eine erstreckte
Papierführungsplatte 67,
die abnehmbar auf dem Wandabschnitt 66 angebracht ist.
Eine Mehrzahl von Papierblättern
kann in der Papierliefereinheit 2 gestapelt werden. Ein
Papiervorschubmotor 65 (siehe 3), eine
Vorschubrolle (nicht gezeigt) und ähnliches sind in den Wandabschnitt 66 eingebaut.
Wenn sie zum Drehen durch den Papiervorschubmotor 65 angetrieben
wird, fördert
die Vorschubrolle ein Blatt Papier zu dem Drucker 3.
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Als
nächstes
wird der Drucker 3 im größeren Detail beschrieben. 2 ist
eine Draufsicht, die den internen Aufbau des Druckers 3 zeigt.
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Wie
in 2 gezeigt ist, enthält der Drucker 3 einen
Druckkopf 10, einen Träger 11,
einen Führungsmechanismus 12,
einen Trägerbewegungsmechanismus 13,
einen Papierfördermechanismus 14 und
einen Wartungsmechanismus 15 für den Druckkopf 10.
Der Druckkopf 10 ist auf dem Träger 11 angebracht.
Der Führungsmechanismus 12 trägt und führt den
Träger 11 so,
dass sich der Träger 11 in
einer Abtastrichtung hin und her bewegen kann, die die Links-Rechts-Richtung
in 2 ist. Der Trägerbewegungsmechanismus 13 bewegt
den Träger 11 in
der Links-Rechts-Richtung.
Der Papierfördermechanismus 14 fördert das
von der Papierliefereinheit 2 gelieferte Papier.
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Ein
rechteckiger Rahmen 16, der in der Links-Rechts-Abmessung
lang ist und der in der Vorn-Hinten-Richtung kurz ist, ist in dem
Drucker 3 vorgesehen. Verschiedene Komponenten sind auf dem
rechteckigen Rahmen 16 angebracht, einschließlich des
Führungsmechanismus 12,
des Trägerbewegungsmechanismus 13,
des Papierfördermechanismus 14 und
des Wartungsmechanismus 15. Der Druckkopf 10 und
der Träger 11 sind
auch innerhalb des rechteckigen Rahmens 16 angebracht, so
dass sie sich nach links und rechts hin und her bewegen können.
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Der
rechteckige Rahmen 16 enthält eine hintere Platte 16a und
eine vordere Platte 16b. Eine Papiereinführungsöffnung und
eine Papieraunführungsöffnung (nicht
gezeigt) sind in der hinteren Platte 16a bzw. der vorderen
Platte 16b gebildet. Papier, das von der Papierliefereinheit 2 geliefert
ist, wird in den rechteckigen Rahmen 16 über die
Papiereinführungsöffnung eingeführt, zu
der Vorderseite des rechteckigen Rahmens 16 durch den Papierfördermechanismus 14 gefördert und
durch die Papierausgabeöffnung
auf den Ausgabetrog 5 (1) auf der Vorderseite
der Mehrfunktionsvorrichtung 1 ausgegeben. Eine schwarze
Druckauflage 17 mit einer Mehrzahl von Rippen ist auf der
Bodenoberfläche des
rechteckigen Rahmens 16 angebracht. Der Druckkopf 10 führt eine
Drucktätigkeit
auf Papier innerhalb des rechteckigen Rahmens 16 aus, während sich
das Papier über
die schwarze Druckauflage 17 bewegt.
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Der
Druckkopf 10 ist mit vier Sätzen von Tintendüsen 10a-10d versehen,
die nach unten zeigen. Auf Papier wird durch Ausstoßen von
vier Farben (Schwarz, Zyan, Gelb und Magenta) von Tinte nach unten
durch diese Sätze
von Tintendüsen 10a-10d gedruckt.
Da die vier Sätze
von Tintendüsen 10a-10d auf
der Bodenseite des Druckkopfes 10 vorgesehen sind, sind
ihre Positionen durch gestrichelte Linien in 2 dargestellt.
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Tintenpatronen 21a-21d für jede der
vier Farben sind in einem Patronenhalter 20 auf der Vorderseite
des rechteckigen Rahmens 16 angebracht. Die Tintenpatronen 21a-21d sind
mit dem Druckkopf 10 über
vier flexible Tintenröhren 22a-22d verbunden, die
durch den rechteckigen Rahmen 16 gehen, zum Liefern von
Tinte von jeder der vier Farben zu dem Druckkopf 10.
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Eine
linke und eine rechte flexible gedruckte Schaltung (FPC) 23 und 24 sind
innerhalb des rechteckigen Rahmens 16 vorgesehen. Die linke
FPC 23 erstreckt sich zusammen mit der flexiblen Tintenröhre 22a und
der flexiblen Tintenröhre 22b und
ist mit dem Druckkopf 10 verbunden. Die rechte FPC 24 erstreckt
sich zusammen mit der flexiblen Tintenröhre 22c und der flexiblen
Tintenröhre 22d und
ist mit dem Druckkopf 10 verbunden. Die linke FPC 23 und
die rechte FPC 24 enthalten eine Mehrzahl von Signalleitungen,
die elektrisch den Druckkopf 10 mit einer Steuerprozesseinheit 70 (in 3 gezeigt)
verbinden, die später
beschrieben ist.
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Der
Führungsmechanismus 12 weist
eine Führungswelle 25 und
eine Führungsschiene 26 auf. Die
Führungswelle 25 erstreckt
sich von links nach rechts in dem hinteren Teil des rechteckigen
Rahmens 16. Das linke und das rechte Ende der Führungswelle 25 sind
mit einer linken Platte 16c bzw. einer rechten Platte 16d des
rechteckigen Rahmens 16 gekoppelt. Die Führungsschiene 26 erstreckt
sich von links nach rechts in dem vorderen Teil des rechteckigen
Rahmens 16. Das hintere Ende des Trägers 11 ist über die
Führungswelle 25 so
gepasst, dass er entlang derselben gleiten kann, während das
vordere Ende des Trägers 16 in
Eingriff mit der Führungsschiene 26 steht
und entlang derselben gleiten kann.
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Der
Trägerbewegungsmechanismus 13 enthält einen
Trägermotor 30,
eine Antriebsriemenscheibe 31, eine Folgeriemenscheibe 32 und
einen Riemen 33. Der Trägermotor 30 ist
auf dem rechteckigen Rahmen 60 an der hinteren Seite der
hinteren Platte 16a auf dem rechten Ende angebracht und
weist nach vorn. Die Antriebsriemenscheibe 31 ist drehbar auf
dem rechten Ende der hinteren Platte 16a gelagert und wird
zum Drehen durch den Trägermotor 30 angetrieben.
Die Folgeriemenscheibe 32 ist drehbar auf dem linken Ende
der hinteren Platte 16a gelagert. Der Riemen 33 ist
um die Riemenscheiben 31 und 32 gewunden und an
dem Träger 11 befestigt.
Ein Trägerfördercodierer 39 ist
nahe dem Trägermotor 30 zum
Erfassen der Bewegung (Position) des Trägers 11 (Druckkopf 10)
vorgesehen.
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Der
Papierfördermechanismus 14 enthält einen
Papierfördermotor 40,
eine Registrierungsrolle 41, eine Antriebsriemenscheibe 42,
eine Folgeriemenscheibe 43 und einen Riemen 44.
Der Papierfördermotor 40 ist
nach links weisend auf dem Abschnitt der linken Platte 16c angebracht,
der weiter nach hinten als die hintere Platte 16a vorsteht.
Die Registrierungsrolle 41 erstreckt sich in die Links-Rechts-Richtung
in dem rechteckigen Rahmen 16 unter der Führungswelle 25.
Das linke und das rechte Ende der Registrierungsrolle 41 sind
drehbar in der linken Platte 16c bzw. der rechten Platte 16d gelagert.
Die Antriebsriemenscheibe 42 wird zum Drehen durch den Papierfördermotor 40 gedreht.
Die Folgeriemenscheibe 43 ist mit dem linken Ende der Registrierungsrolle 41 gekoppelt.
Der Riemen 44 ist um die Riemenscheiben 42 und 43 gewunden.
Wenn der Papierfördermotor 40 angetrieben
wird, dreht sich die Registrierungsrolle 41 und fördert Papier
auf der Druckauflage 17 in die Hinten-Vorn-Richtung. Während die
Registrierungsrolle 41 in 2 hervorgehoben
ist, ist die Registrierungsrolle 41 tatsächlich unter der
Führungswelle 25 vorgesehen.
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Der
Papierfördermechanismus 14 enthält weiter
eine Ausgaberolle 45, eine Folgeriemenscheibe 46,
eine Folgeriemenscheibe 47 und einen Riemen 48.
Die Ausgaberolle 45 erstreckt sich in die Links-Rechts-Richtung
in dem vorderen Abschnitt des rechteckigen Rahmens 16.
Das linke und das rechte Ende der Ausgaberolle 45 sind
drehbar in der linken Platte 16c bzw. der rechten Platte 16d gelagert.
Die Folgeriemenscheibe 46 ist einstückig mit der Folgeriemenscheibe 43 vorgesehen.
Die Folgeriemenscheibe 47 ist mit dem linken Ende der Ausgaberolle 45 gekoppelt.
Der Riemen 48 ist um die Riemenscheiben 46 und 47 gewunden.
Wenn der Papierfördermotor 40 angetrieben
wird, dreht sich die Ausgaberolle 45 und gibt Papier zu
dem Ausgabetrog 5 in der Vorderseite der Mehrfunktionsvorrichtung 1 aus.
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Eine
Codiererscheibe 51 ist an der Folgeriemenscheibe 43 befestigt.
Ein Fotounterbrecher 52 mit einer lichtemittierenden Einheit
und einer lichtempfangenden Einheit ist auf der linken Platte 16c derart
angebracht, dass die Codiererscheibe 51 zwischen der lichtemittierenden
Einheit und der lichtempfangenden Einheit eingefügt ist. Die Codiererscheibe 51 und
der Fotounterbrecher 52 bilden zusammen einen Papierfördercodierer 50.
Die Steuerprozesseinheit 70, die später beschrieben wird, steuert
den Antrieb des Papierfördermotors 40 auf
der Grundlage von Erfassungssignalen von dem Papierfördercodierer 50 (genauer
von dem Fotounterbrecher 52).
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Der
Wartungsmechanismus 15 enthält einen Wischer 15a,
zwei Kappen 15b und einen Antriebsmotor 15c. Der
Wischer 15a wischt die Oberfläche des Druckkopfes 10.
Jede der Kappen 15b kann hermetisch zwei Sätze der
Tintendüsen 10a-10d abdichten.
Der Antriebsmotor 15c treibt sowohl den Wischer 15a als
auch die Kappen 15b. Der Wischer 15a, die Kappen 15b und
der Antriebsmotor 15c sind auf einer Anbringungsplatte 15d angebracht.
Die Anbringungsplatte 15d ist an der unteren Oberflächenseite der
Bodenplatte des rechteckigen Rahmens 16 an seinem rechten
Abschnitt befestigt. Da die Kappen 15b auf der Bodenseite
des Druckkopfes 10 vorgesehen sind, bezeichnen gestrichelte
Linien die Positionen der Kappen 15b auf der entgegengesetzten
Seite in 2.
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Wie
in 2 gezeigt ist, ist ein Mediensensor 68 auf
dem linken Ende des Druckkopfes 10 als ein stromabwärtiger Sensor
zum Erfassen der führenden
Kante, der nachlaufenden Kante und der Kanten in Breitenrichtung
des Papieres vorgesehen. Der Mediensensor 68 ist ein optischer
Sensor vom Reflektionstyp, der ein lichtemittierendes Element 82 (lichtemittierende
Diode) mit einem lichtemittierenden Abschnitt 82a und eine
lichtempfangende Einheit 83 (Fototransistor) mit einem
lichtempfangenden Abschnitt 83a enthält, wie in 4 gezeigt
ist. Der Me diensensor 68 ist nach unten weisend in einer
Sensoranbringungseinheit 10e angebracht, die zu der linken
Seite des Druckkopfes 10 vorsteht. Der Mediensensor 68 bewegt
sich in der Trägerbewegungsrichtung,
wenn sich der Träger 11 in
der Trägerbewegungsrichtung
bewegt. Wenn der Mediensensor 68 über einem Gebiet innerhalb
des Papieres P angeordnet ist, ist der Mediensensor 68 dem
Papierblatt P zugewandt. Wenn der Mediensensor 68 über dem Gebiet
außerhalb
des Papieres P angeordnet ist, ist der Mediensensor 68 der
Druckauflage 17 zugewandt.
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Zusätzlich ist
ein Registrierungssensor 69 (siehe 3) stromaufwärts (nach
hinten) von dem Mediensensor 68 in der Papierförderrichtung
als der stromaufwärtige
Sensor zum Erfassen des Vorhandenseins von Papier und der führenden
Kante und der nachlaufenden Kante des Papieres vorgesehen. Genauer,
der Registrierungssensor 69 ist in dem vorderen Ende einer
oberen Abdeckung (nicht gezeigt) angebracht, die in der Papierliefereinheit 2 vorgesehen
ist, die einen Förderpfad
in der Papierliefereinheit 2 bildet.
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Der
Registrierungssensor 69 kann zum Beispiel durch einen mechanischen
Sensor mit einer Probe, einen Fotounterbrecher und einer Torsionsfeder
aufgebaut sein. Die Probe steht in dem Papierförderpfad vor und dreht sich,
wenn sie durch das Papier kontaktiert wird. Der Fotounterbrecher
enthält eine
lichtemittierende Einheit und eine lichtempfangende Einheit zum
Erfassen der Drehung der Probe. Die Torsionsfeder drückt die
Probe in den Papierförderpfad.
Ein Abschirmteil ist einstückig
auf der Probe vorgesehen. Wenn die Probe durch Kontakt von Papier
gedreht wird, wird das Abschirmteil in Bereichen außerhalb
des Gebietes zwischen der lichtemittierenden Einheit und der lichtempfangenden
Einheit des Fotounterbrechers positioniert. Wenn daher Licht von der
lichtemittierenden Einheit zu der lichtempfangenden Einheit übertragen
wird, ist der Registrierungssensor 69 in einem EIN-Zustand.
Da die Probe in dem Pa pierförderpfad
durch die Torsionsfeder gedrückt
wird; wenn Papier nicht gefördert
wird, wird das Abschirmteil zwischen die lichtemittierende Einheit
und die lichtempfangende Einheit des Fotounterbrechers zu dieser
Zeit positioniert. Folglich unterbricht das Abschirmteil die Übertragung
von Licht von der lichtemittierenden Einheit zu der lichtempfangenden
Einheit, wodurch der Registrierungssensor 69 in einen AUS-Zustand
versetzt wird.
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Als
nächstes
wird die Steuerprozesseinheit 70 im größeren Detail beschrieben. 3 ist
ein Blockschaltbild, dass den elektrischen Aufbau der Steuerprozesseinheit 70 zeigt.
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Wie
in 3 gezeigt ist, enthält die Steuerprozesseinheit 70 einen
Mikrocomputer mit einer CPU 71, einem ROM 72,
einem RAM 73 und einem EEPROM 74. Der Registrierungssensor 69,
der Mediensensor 68, der Papierfördercodierer 50, die
Betätigungstafel 6,
der Trägerfördercodierer 39 und ähnliches
sind elektrisch mit der Steuerprozesseinheit 70 verbunden.
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Ebenfalls
sind elektrisch mit der Steuerprozesseinheit 70 verbunden
Treiberschaltungen 76a-76c und eine Druckkopftreiberschaltung 76d. Die
Treiberschaltungen 76a-76c treiben den Papiervorschubmotor 65,
den Papierfördermotor 40 bzw. den
Trägermotor 30.
Die Druckkopftreiberschaltung 76d treibt den Druckkopf 10.
Die Steuerprozesseinheit 70 kann ebenfalls mit einem Personal
Computer 77 verbunden werden.
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Auf
der Grundlage von Resultaten von dem Mediensensor 68 zum
Erfassen eines Papieres P gibt die Steuerprozesseinheit 70 ein
Trägersteuerbefehlssignal
an den Trägerbewegungsmechanismus 13 zum
Bewegen der Relativposition des Trägers 11 in Bezug auf
das Papier P näher
zu einer relativen Zielposition aus, die auf der Grundlage eines Druckinhaltes
bestimmt wird, der zu drucken ist. Der Trägerbewegungsmechanismus 13 treibt
den Trägermotor 30 auf
der Grundlage der empfangenen Trägersteuerbe fehlssignale
zum Bewegen des Trägers 11 hin
und her entlang der Führungswelle 25,
so dass die Relativposition des Trägers 11 in Bezug auf das
Papier sich der Zielrelativposition annähert.
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Als
nächstes
wird die Struktur des Mediensensors 68 im größeren Detail
beschrieben. 4 ist ein erläuterndes
Bild, dass die Querschnittsstruktur des Mediensensors 68 zeigt,
der auf dem Druckkopf 10 (Träger 11) angebracht
ist. Die Ansicht des Mediensensors 68 in 4 ist
von der Rückseite
des Druckers 3.
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Wie
in 4 gezeigt ist, enthält der Mediensensor 68:
eine Hauptsensoreinheit 80 und eine Kappe 85.
Die Hauptsensoreinheit 80 ist in einer zylindrischen Form
und weist ein lichtemittierendes Element 82, ein lichtempfangendes
Element 83 und ein Füllmaterial 81 auf.
Die Kappe 85 weist eine zylindrische Form auf, die die
Hauptsensoreinheit 80 aufnehmen kann. Die Hauptsensoreinheit 80 ist
innerhalb der Kappe 85 angebracht. Die Kappe 85 weist
einen Bodenwandabschnitt 85a auf.
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Das
lichtemittierende Element 82 ist im Wesentlichen zylindrisch
in der Form mit einer Zentralachse 82c und einem äußeren Durchmesser
von 2,2mm. Das lichtemittierende Element 82 weist ein axiales
Ende (das Bodenende in 4) auf, das in einer Halbkugelform
gebildet ist. Das lichtemittierende Element 82 weist einen
Emissionsabschnitt 82a auf dem Halbkugelbodenende auf.
Der Emissionsabschnitt 82a ist im Wesentlichen auf der
Zentralachse 82c angeordnet. Das lichtemittierende Element 82 weist
einen niedrigen Richtfaktor auf. Das heißt, der Emissionsabschnitt 82a emittiert
ein Erfassungslicht in einem breiten Winkel. (Der Emissionswinkel
entspricht dem Richtfaktor.) Der Emissionsabschnitt 82a emittiert
ein Erfassungslicht nach unten, das heißt in einer Richtung zu der
Druckauflage 17 in dem breiten Emissionswinkel. Das von
dem Emissionsabschnitt 82a emittierte Licht läuft daher
in einer Richtung entlang der Zentralachse 82c zu der Druckauflage 17, während es
um einen Betrag des Emissionswinkels ausgebreitet wird. Wenn das
Blatt Papier P unter dem Mediensensor 68 und auf der Druckauflage 17 angeordnet
ist, emittiert der Emissionsabschnitt 82a Erfassungslicht
zu dem Papier P mit dem breiten Emissionswinkel. Das von dem Emissionsabschnitt 82a emittierte
Licht läuft
in einer Richtung entlang der Zentralachse 82c zu dem Papier
P, während
es um einen Betrag des Emissionswinkels aufgeweitet wird.
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Das
lichtempfangende Element 83 ist im Wesentlichen zylindrisch
in der Form mit einer Zentralachse 83c und mit einem äußeren Durchmesser von
2,2mm. Das lichtempfangende Element 83 weist ein axiales
Ende (das Bodenende in 4) auf, dass in einer Halbkugelform
gebildet ist. Das lichtempfangende Element 83 weist einen
lichtempfangenden Abschnitt 83a auf dem halbkugelförmigen Bodenende
auf. Der lichtempfangende Abschnitt 83a ist im Wesentlichen
auf der Zentralachse 83c angeordnet. Das lichtempfangende
Element 83 weist einen niedrigen Richtfaktor auf. Das heißt, der
lichtempfangende Abschnitt 83a empfängt Licht über einen breiten Winkel. (Der
lichtempfangende Winkel entspricht dem Richtfaktor.) Der lichtempfangende
Abschnitt 83a empfängt
externes Licht über
den breiten lichtempfangenden Winkel. Wenn kein Papier P unter dem
Mediensensor 68 angeordnet ist, empfängt der lichtempfangende Abschnitt 83a Licht,
das von der Druckauflage 17 reflektiert ist und das läuft und
das den lichtempfangenden Abschnitt 83a in einer Richtung
erreicht, die innerhalb des lichtempfangenden Winkels des lichtempfangenden
Elementes 83 um die Zentralachse 83c enthalten
ist. Wenn das Papier P unter dem Mediensensor 68 angeordnet
ist, empfängt
der lichtempfangende Abschnitt 83a Licht, dass von dem
Papier P reflektiert ist und das läuft und das den lichtempfangenden
Abschnitt 83a in einer Richtung erreicht, die innerhalb
des lichtempfangenden Winkels des lichtempfangenden Elementes 83 um die
Zentralachse 83c enthalten ist.
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Das
lichtemittierende Element 82 und das lichtempfangende Element 83 sind
derart vorgesehen, dass ihre Zentralachsen 82c und 83c im
Wesentlichen parallel zueinander sind und im Wesentlichen senkrecht
zu oder normal zu der oberen Oberfläche (Erfassungsoberfläche) der
Druckauflage 17 sind. Wenn das Papier P auf der Druckauflage 17 angeordnet
ist, sind die Zentralachsen 82c und 83c im Wesentlichen
senkrecht zu oder normal zu der oberen Oberfläche (Erfassungsoberfläche) des
Papieres P.
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Bei
diesem Beispiel ist das Füllmaterial 81 aus
Harz, das lichtabschirmende Eigenschaft aufweist, und es weist eine
Endoberfläche 81a an
seinem Bodenabschnitt auf. Zum Beispiel ist das Füllmaterial 81 aus
Farbharz hergestellt. Das lichtemittierende Element 82 und
das lichtempfangende Element 83 sind durch das Füllmaterial 81 gelagert,
wobei die Zentren des Emissionsabschnittes 82a und des
lichtempfangenden Abschnittes 83a auf der Endoberfläche 81a offen
liegen. Der Emissionsabschnitt 82a und der lichtempfangende
Abschnitt 83a sind in der Kappe 85 vorgesehen,
wobei ihre Zentren auf der Endoberfläche 81a mit einer
Lücke von 2,8mm
dazwischen positioniert sind.
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Wie
oben erwähnt
wurde, weist die Kappe 85 den Bodenwandabschnitt 85a auf.
Zusätzlich
ist eine gemeinsame Öffnung 85b durch
den Bodenwandabschnitt 85a gebildet, um den Durchgang des Erfassungslichtes
und des reflektierten Lichtes zu ermöglichen. Der Bodenwandabschnitt 85a ist
so gebildet, dass das Gebiet des Überlappens zwischen dem Gebiet
auf der Druckauflage 17 (oder dem Papier P), auf dass das
Erfassungslicht von dem lichtemittierenden Abschnitt 82a gestrahlt
wird, und dem Gebiet auf der Druckauflage 17 (oder dem
Papier P), von dem das reflektierte Licht durch den lichtempfangenden Abschnitt 23a empfangen
werden kann, verringert wird. Die gemeinsame Öffnung 85b ist kreisförmig in der
Form mit einem inneren Durchmesser Xc von 3,0mm. Der Bodenwandabschnitt 85a weist
eine Dicke Xd von 1,0mm auf. Eine innere Lücke Xa zwischen einer inneren
Oberfläche
des Bodenwandabschnittes 85a und der Endoberfläche 81a des Füllmateriales 81 (der
lichtemittierende Abschnitt 82a und der lichtempfangende
Abschnitt 83a) ist auf 5,0mm gesetzt. Mit anderen Worten,
die Lücke
zwischen der inneren Oberfläche
des Bodenwandabschnittes 85a und des lichtemfangenden Abschnittes 82a und
die Lücke
zwischen der inneren Oberfläche
des Bodenwandabschnittes 85a und des lichtempfangenden
Abschnittes 83a sind zueinander gleich und auf 5,0mm gesetzt.
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Der
Mediensensor 68 ist auf der Sensoranbringungseinheit 10e des
Druckkopfes 10 angebracht. Eine äußere Lücke Xb von der äußeren Oberfläche des
Bodenwandabschnittes 85a zu einer imaginären Ebene,
auf der die Druckauflage 17 und das Blatt Papier P angeordnet
ist, beträgt
5,0mm. Der Mediensensor 68 ist auf der Sensoranbringungseinheit 10e derart
angebracht, dass das Zentrum der gemeinsamen Öffnung 85b mit einer
imaginären
Linie 85c ausgerichtet ist, die senkrecht zu oder normal
zu der Oberfläche
der Druckauflage 17 (die Oberfläche des Papieres P) ist und
die sich von ungefähr
dem Zentrum eines Liniensegmentes L0 erstreckt, dass das Zentrum
des Emissionsabschnittes 82a mit dem Zentrum des lichtempfangenden
Abschnittes 83a verbindet.
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Als
nächstes
wird die Größe des Bereiches, in
dem ein Objekt durch den Mediensensor 68 erfassbar ist
(Zielerfassungsgebiet), unter Bezugnahme auf 5(a) und 5(b) beschrieben. Die Beschreibung zeigt die Differenz
in der Größe dieses
Zielerfassungsgebietes, wenn die Hauptsensoreinheit 80 mit
der Kappe 85 in den Mediensensor 68 kombiniert wird,
und wenn die Hauptsensoreinheit 80 nicht durch die Kappe 85 bedeckt
ist.
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5(a) ist ein erläuterndes Bild, dass ein Zielerfassungsgebiet
S1 des Mediensensors 68 (Kombination der Hauptsensoreinheit 80 und
der Kappe 85) darstellt. 5(b) ist
ein erläuterndes Bild,
dass ein Zielerfassungsgebiet S2 der Hauptsensoreinheit 80 für sich darstellt.
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Wie
in 5(b) gezeigt ist, ist bei der
selbständigen
Hauptsensoreinheit 80 das Zielerfassungsgebiet S2 als ein
Bereich definiert, indem ein Bestrahlungsgebiet S2a von Erfassungslicht,
dass von dem lichtemittierenden Element 82 gestrahlt ist, ein
Lichtempfangsgebiet S2b überlappt,
von dem reflektiertes Licht durch das lichtempfangende Element 83 empfangen
werden kann. Das Bestrahlungsgebiet S2a ist in Abhängigkeit
von dem Richtfaktor (Emissionswinkel) des lichtemittierenden Elementes
bestimmt, während
das lichtempfangende Gebiet S2b in Abhängigkeit von dem Richtfaktor
(Lichtempfangswinkel) des lichtempfangenden Elementes 83 bestimmt
ist. Das Zielerfassungsgebiet S2, das Bestrahlungsgebiet S2a und
das lichtempfangende Gebiet S2b sind auf der imaginären Ebene
definiert, auf der das Blatt Papier P und die Druckauflage 17 angeordnet
sind.
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Wie
in 5(a) gezeigt ist, ist das Zielerfassungsgebiet
S1 als ein Gebiet definiert, indem ein Bestrahlungsgebiet S1a des
Erfassungslichtes, das durch das lichtemittierende Element 82 gestrahlt
ist und das durch die gemeinsame Öffnung 85b beschränkt ist,
ein lichtempfangendes Gebiet S1b überlappt, von dem reflektiertes
Licht, das durch die gemeinsame Öffnung 85b reguliert
ist, durch das lichtempfangende Element 83 empfangen werden
kann. Das Zielerfassungsgebiet S1, das Bestrahlungsgebiet S1a und
das lichtempfangende Gebiet S1b sind auf der imaginären Ebene
definiert, auf der das Blatt Papier P und die Druckauflage 17 angeordnet
sind.
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Da
der Mediensensor 68 mit der Kappe 85 zum Bedecken
des Emissionsabschnittes 82a und des lichtempfangenden
Abschnittes 83a versehen ist, ist der Winkelbereich des
Lichtes, das von dem lichtemittierenden Element 82 emittiert
ist, und der Winkelbereich des Lichtes, das von dem lichtempfangenden
Element 83 empfangen werden kann, beschränkt. Als
Resultat ist das Zielerfassungsgebiet S1 des Mediensensors 68 kleiner
als das Zielerfassungsgebiet S2 der Hauptsensoreinheit 80.
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Wenn
ein gewünschtes
Gebiet der Erfassung (gewünschtes
Erfassungsgebiet) klein ist, je größer das Zielerfassungsgebiet
des Sensors ist, desto mehr ist der Sensor in Gefahr des Einflusses von
Störung
außerhalb
des gewünschten
Erfassungsgebietes zu unterliegen, und somit ist desto größer der
Erfassungsfehler und desto geringer die Erfassungsgenauigkeit. Wenn
die Kante des Papiers P erfasst wird, ist das gewünschte Erfassungsgebiet eine
Grenzlinie zwischen dem Papier P und dem Gebiet außerhalb
des Papiers P (schwarze Druckauflage 17), was ein extrem
kleines Gebiet ist.
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Wie
in 5(a) und 5(b) dargestellt
ist, kann der Mediensensor 68 das Zielerfassungsgebiet S1
auf ein Gebiet kleiner als das des Zielerfassungsgebietes S2 der
einzelnen Hauptsensoreinheit 80 verringern. Daher kann
der Mediensensor 68 eine Abnahme in Erfassungsgenauigkeit
für die
Anwendung des Erfassens der Kante des Papiers P verhindern.
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Weiter
ist der Mediensensor 68 auf der Sensoranbringungseinheit 10e des
Druckkopfes 10 derart angebracht, dass das lichtemittierende
Element 82 und das lichtempfangende Element 83 mit
der Abtastrichtung (Richtung der Bewegung) des Trägers 11 ausgerichtet
sind.
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Als
nächstes
wird die Form des Zielerfassungsgebietes S1 im einzelnen unter Bezugnahme auf 6(a)-6(c) beschrieben.
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6(a) zeigt das Zielerfassungsgebiet S1 des Mediensensors 68 zusammen
mit dem Bestrahlungsgebiet S1a zum Erfassen von Licht, das von dem
lichtemittierenden Element 82 emittiert ist, und dem lichtempfangenden
Gebiet S1b des lichtempfangenden Elementes 83. Das lichtemittierende
Element 82 und das lichtempfangende Element 83 sind
mit einer ersten Abtastrichtung in 6(a) ausgerichtet. Das
Zielerfassungsgebiet S1 ist im wesentlichen elliptisch in der Form
mit einer Größe (Breite)
Lw in der Richtung (links nach rechts in der Zeichnung), in der das
lichtemittierende Element 82 und das lichtempfangende Element 83 ausgerichtet
sind, und einer anderen Größe (Länge) Lh
in einer anderen Richtung (Oberseite zu Boden in der Zeichnung),
die senkrecht zu der Richtung ist, in der das lichtemittierende
Element 82 und das lichtempfangende Element 83 ausgerichtet
sind. Die Breite Lw ist kürzer
als die Länge Lh.
Mit anderen Worten, das Zielerfassungsgebiet S1 weist die Breite
Lw in der ersten Abtastrichtung und die Länge Lh in einer zweiten Abtastrichtung
auf, die senkrecht zu der ersten Abtastrichtung ist.
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6(b) ist ein Diagramm, das die Wellenform (erste
Sensorausgabewellenform) der Sensorausgabe (Ausgabe des lichtempfangenden
Elementes 83) zum Erfassen der Kante des Papiers P zeigt, wenn
der Mediensensor 68 entlang der ersten Abtastrichtung (6(a)) bewegt wird, in der das lichtemittierende
Element 82 und das lichtempfangende Element 83 vorgesehen
sind. 6(c) ist ein Diagramm, das die
Wellenform (zweite Sensorausgabewellenform) der Sensorausgabe (Ausgabe
des lichtempfangenden Elementes 83) zum Erfassen der Kante
des Papiers zeigt, wenn der Mediensensor 68 in die zweite
Abtastrichtung (6(a)) bewegt wird, die senkrecht
zu der ersten Abtastrichtung ist, in der das lichtemittierende Element 82 und
das lichtempfangende Element 83 vorgesehen sind. In den
Diagrammen von sowohl 6(b) als
auch 6(c) bezeichnet die vertikale
Achse den Wert für
die Sensorausgabe (Spannung), während die
horizontale Achse den Betrag der Bewegung des Mediensensors 68 darstellt.
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Der
Mediensensor 68 weist eine Eigenschaft auf, dass der Ausgabewert
des Sensors (Spannung) stärker
wächst,
wenn sich die Farbe des Objektes in dem Zielerfassungsgebiet S1
weiß annähert, und weniger
wächst,
wenn sich die Farbe des Objektes schwarz annähert. Folglich schaltet die
Ausgabe des Mediensensors zu dem HOCH-Pegel, wenn das Papier P auf
dem Zielerfassungsgebiet S1 angeordnet ist und dem NIEDRIG-Pegel,
wenn das Papier P nicht auf dem Zielerfassungsgebiet S1 angeordnet ist,
sondern die schwarze Druckauflage 17 an dem Zielerfassungsgebiet
S1 angeordnet ist. Mit anderen Worten, die Ausgabe des Mediensensors 68 schaltet auf
den HOCH-Pegel, wenn das Papier P erfaßt wird, und den NIEDRIG-Pegel,
wenn das Papier P nicht erfaßt
wird, sondern die schwarze Druckauflage 17 erfaßt wird.
Wenn jedoch sowohl das Papier P als auch die schwarze Druckauflage 17 in
dem Zielerfassungsgebiet S1 vorhanden sind, variiert der Sensorausgabewert
entsprechend dem Prozentsatz des Gebietes, das von jedem belegt
ist.
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Während die
Breite des Intervalls (Abstand), in dem die Sensorausgabe zwischen
dem NIEDRIG-Pegel und dem HOCH-Pegel variiert, zunimmt, wird die
Sensorantwort langsamer, und der Fehler für die Papierkantenerfassung
nimmt zu.
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Wie
in 6(b) und 6(c) gezeigt
ist, ist ein Ausgabevariationsintervall W1 für die erste Sensorausgabewellenform
kleiner als ein Ausgabevariationsintervall W2 für die zweite Sensorausgabewellenform.
Wenn folglich eine Kante des Papiers P erfaßt wird, indem der Mediensensor 68 benutzt
wird, können
Erfassungsfehler durch Bewegen des Mediensensors 68 in
der ersten Abtastrichtung unterdrückt werden, in der das lichtemittierende
Element 82 und das lichtempfangende Element 83 ausgerichtet
sind, und nicht in der zweiten Abtastrichtung.
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In
der bevorzugten Ausführungsform
sind zum Erfassen der linken und der rechten Kante des Papiers P
das lichtemittierende Element 82 und das lichtempfangende
Element 83 des Mediensensors 68 mit der Abtastrichtung
des Trägers 11 ausgerichtet.
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Das
heißt,
das lichtemittierende Element 82 und das lichtempfangende
Element 83 sind mit der Trägerabtastrichtung (erste Abtastrichtung
von 6(a)) ausgerichtet und werden
in der Trägerabtastrichtung
(erste Abtastrichtung von 6(a))
abgetastet. Diese Anordnung verringert Erfassungsfehler durch Verringern
der Breite des Ausgabevariationsintervalls, wie in 6(b) gezeigt ist.
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Es
wird angemerkt, daß,
wenn der Mediensensor 68 mit dem lichtemittierenden Element 82 und dem
lichtempfangenden Element 83, die in der ersten Abtastrichtung
angeordnet sind (Trägerbewegungsrichtung),
zum Erfassen der führenden
und der nachlaufenden Kante des Papiers benutzt würde, das
in der zweiten Abtastrichtung gefördert wird, sich die Breite
des Ausgabevariationsintervalls erhöhen würde, wie in 6(c) gezeigt ist, wodurch sich der Erfassungsfehler
erhöhen
würde.
Wenn es folglich gewünscht
wird, die führende
und die nachlaufende Kante des Papiers P durch den Mediensensor 68 mit hoher
Genauigkeit zu erfassen, sollten das lichtemittierende Element 82 und
das lichtempfangende Element 83 mit der Blattvorderrichtung
(zweite Abtastrichtung) ausgerichtet sein, wie in 6(d) gezeigt ist.
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Der
vorliegende Erfinder maß die
Sensorausgabe, während
der innere Durchmesser Xc der gemeinsamen Öffnung 85b variiert
wurde (4). Die Resultate dieser Messungen werden unter
Benutzung des Diagramms von Wellenformen beschrieben, das in 7 gezeigt
ist. In 7 stellt die horizontale Achse
den Betrag der Bewegung (mm) des Mediensensors 68 dar,
während
die vertikale Achse die Sensorausgabe (V) darstellt.
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Messungen
wurden durchgeführt
unter Benutzung von sechs Typen von Kappen 85 mit variierenden
inneren Durchmessern Xc: 2,0 mm; 2,5 mm; 3,0 mm; 3,5 mm; 4,0 mm
und 5,0 mm. Es wird angemerkt, daß die äußeren Durchmesser des lichtemittierenden
Elementes 82 und des lichtempfangenden Elementes 83 jeweils
auf 2,2 mm gesetzt waren, der Abstand zwischen den Zentren des lichtemittierenden
Abschnittes und des lichtempfangenden Abschnittes betrug 2,8 mm;
die Dicke Xd des Wandabschnittes 85d betrug 1,0 mm; die
Abstände Xa
von dem lichtemittierenden Abschnitt 82 und von dem lichtempfangenden
Abschnitt 83 zu dem Wandabschnitt 85a jeweils
5,0 mm; und der Abstand Xb von dem Wandabschnitt 85a zu
dem Blatt Papier P und zu der Druckauflage 17 betrug 5,0
mm. Der Erfinder sah den Mediensensor 68 in einem Bereich vor,
der außerhalb
des Papiers P ist und von der Kante des Papiers P um 52,8 mm entfernt
war. Der Erfinder führte
dann Messungen durch durch Bewegen des Mediensensors 68 von
dem Gebiet außerhalb des
Papiers P (schwarze Druckauflage 17) zu dem Papier P, während die
Sensorausgabe aufgezeichnet wurde. Es ist anzumerken, daß das lichtemittierende Element 82 und
das lichtempfangende Element 83 mit der Bewegungsrichtung
des Mediensensors 68 ausgerichtet waren. In 7 ist
die Position, an der die Bewegung 52,8 mm beträgt, die durch den Pfeil bezeichnet
ist, die tatsächliche
Position der Kante des Papiers P.
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Auf
der Grundlage der Wellenformen von gemessenen Werten in 7 nimmt
die Breite des Intervalls, in dem sich die Sensorausgabe von dem HOCH-Pegel
zu dem NIEDRIG-Pegel ändert,
zu, wenn der innere Durchmesser Xc zunimmt. Wie oben beschrieben
wurde, wenn die Breite des Ausgabevariationsintervalls zunimmt,
verlangsamt sich die Sensorantwort, der Fehler in der Papierkantenerfassung erhöht sich.
Folglich ist es bekannt, daß ein
kleinerer Wert des inneren Durchmessers Xc bevorzugt ist. Durch
Setzen des inneren Durchmessers Xc auf 3,5 mm oder weniger zum Beispiel
kann das Ausgabevariationsintervall auf 2 mm oder weniger beschränkt werden.
Auf diesem Niveau können
Erfassungsfehler ausreichend verringert werden zum Vermeiden von Problemen
bei der Benutzung in dem Drucker 3, wodurch ein Abfallen
in der Erfassungsgenauigkeit verhindert wird.
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Andererseits,
wenn der innere Durchmesser Xc kleiner gesetzt wird, wird die Differenz
zwischen der Sensorausgabe auf dem HOCH-Pegel und dem NIEDRIG-Pegel
ebenfalls kleiner. Daher kann es unmöglich sein, Variationen in
der Sensorausgabe zu erfassen, wenn der innere Durchmesser Xc zu
klein gesetzt ist. Der innere Durchmesser Xc muß groß genug gesetzt werden zum
Unterscheiden zwischen der Sensorausgabe auf dem HOCH-Pegel und
dem NIEDRIG-Pegel.
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Wenn
zum Beispiel der innere Durchmesser Xc auf 2,5 mm oder größer gesetzt
ist, kann eine Differenz in der Sensorausgabe auf dem HOCH-Pegel und
dem NIEDRIG-Pegel von 0,5 V oder größer erzielt werden, wodurch
eine leichte Erfassung einer Änderung
in dem Pegel der Sensorausgabe ermöglicht wird. Auf diese Weise
kann eine ausreichend große
Variation in der Sensorausgabe erzielt werden, ohne Probleme bei
der Benutzung des Druckers 3 zu verursachen, wodurch ein
Abfall in der Erfassungsgenauigkeit verhindert wird.
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Auf
der Grundlage der Resultate dieser Messungen weist der Mediensensor 68 eine
ausreichende Erfassungsgenauigkeit durch Bilden der gemeinsamen Öffnung 85b mit
einem inneren Durchmesser Xc innerhalb eines Bereiches von 2,5 bis
3,5 mm auf. Da der innere Durchmesser Xc in der bevorzugten Ausführungsform
3,0 mm beträgt,
weist der Mediensensor 68 eine ausreichende Erfassungsgenauigkeit auf,
und der Drucker 3 kann genau die Kante des Papiers P erfassen.
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Es
wird durch die Meßresultate
bestätigt, daß durch
Setzen des inneren Durchmessers Xc innerhalb des Bereiches 2,5–3,5 mm das
Gebiet der Variation in Sensorausgabesignalen (Spannung) an dem
Grenzgebiet zwischen dem Papier P und dem bereich außerhalb
des Papiers P verkleinert werden kann, und zu der gleichen Zeit
kann die Differenz in den Sensorausgabesignalniveaus (HOCH-Pegel
und NIEDRIG-Pegel) an dem Papier P und dem Bereich außerhalb
des Papiers P groß genug
eingestellt werden, so daß die
zwei unterscheidbar sind. Es wird angemerkt, daß das Gebiet der Sensorausgabesignalvariation
das Ausgabevariationsintervall ist, in dem die Sensorausgabe zwischen
dem NIEDRIG-Pegel und dem HOCH-Pegel variiert. Durch Verringern
dieses Gebietes der Sensorausgabesignalvariation ist es möglich, das
Papier P von dem Gebiet außerhalb des
Papiers P in feineren Meßeinheiten
zu unterscheiden, wodurch ein Hochleistungssensor mit minimal erfaßbaren Meßeinheiten
erzielt wird. Da das Papier P leicht differenziert werden kann durch
Einstellen der Differenz in dem Sensorausgabesignalpegel für das Papier
P und das Gebiet außerhalb
des Papiers P groß genug,
um unterscheidbar zu werden, kann Die vorliegende Ausführungsform
ein Abnehmen in der Erfassungsgenauigkeit verhindern. Folglich kann
dieser optische Sensor vom Reflexionstyp die minimalen erfaßbaren Meßeinheiten
verringern und eine hohe Leistung erzielen, die einen Abfall in der
Erfassungsgenauigkeit unterdrückt.
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Wie
oben beschrieben wurde, enthält
der Mediensensor 68, der in der Mehrfunktionsvorrichtung 1 (genauer
in dem Drucker 3) der bevorzugten Ausführungsform vorgesehen ist,
die Kappe 85 mit der gemeinsamen Öffnung 85b. Die Kappe 85 kann den
Winkelbereich des von dem lichtemittierenden Element 82 emittierten
Lichtes und den Winkelbereich des von dem lichtempfangenden Element 83 empfangbaren
Licht beschränken
und die Effekte externer Störung
unterdrücken.
Selbst wenn billige Elemente mit niedrigem Richtfaktor als das lichtemittierende
Element 82 und das lichtempfangende Element 83 verwendet
werden, ist es möglich,
einen Abfall in der Erfassungsgenauigkeit für Anwendun gen zu verhindern,
die ein schmales gewünschtes
Erfassungsgebiet haben. Da weiter der Bodenwandabschnitt 85a ausgelegt
ist zum Verringern des überlappenden
Gebietes auf dem Papier P zwischen dem Bestrahlungsgebiet des Erfassungslichtes
und dem Gebiet des Lichtes, das von dem lichtempfangenden Element 83 empfangen
werden kann, können
Variationen im Betrag des reflektierten Lichtes in dem Zielerfassungsgebiet
ausreichend erfaßt
werden. Da das lichtemittierende und das lichtempfangende Element
mit niedrigem Richtfaktor weniger teuer sind als jene mit hohem
Richtfaktor, kann der optische Sensor 68 vom Reflexionstyp
der vorliegenden Ausführungsform
bei Kosten hergestellt werden niedriger als Mediensensoren, die
mit Elementen mit hohem Richtfaktor ausgerüstet sind.
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Bei
dem Mediensensor 68 der bevorzugten Ausführungsform
sind das lichtemittierende Element 82 und das lichtempfangende
Element 83 mit ihren Zentralachsen 82c und 83c,
die sich parallel zueinander und in einer Richtung senkrecht zu
der Oberfläche
des Papiers P (die Erfassungsoberfläche) und nicht in eine Richtung,
die in Beziehung auf das Papier P geneigt ist (Objekt der Erfassung)
erstrecken, vorgesehen. Dieser Aufbau verringert den Betrag der Variation
in dem Winkel von reflektiertem Licht, die durch Änderungen
in dem Winkel des Erfassungslichtes verursacht werden, das auf das
Papier P auftrifft, im Vergleich mit Sensoren mit Elementen, die mit
einer Schräge
zu dem Papier P vorgesehen sind. Folglich kann die vorliegende Ausführungsform
eine Abnahme in der Erfassungsgenauigkeit unterdrücken, die
durch Fehler in dem Winkel verursacht werden, mit dem das lichtemittierende
Element und das lichtempfangende Element vorgesehen sind, und durch
Fehler in dem Winkel, an dem der Mediensensor 68 vorgesehen
ist.
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Durch
Vorsehen des lichtemittierenden Elementes 82 und des lichtempfangenden
Elementes 83 mit ihren Zentralachsen 82c, 83c,
die sich parallel zueinander erstrecken, kann das Gebiet, in dem
die Elemente 82 und 83 in dem Mediensensor 68 vorgesehen
sind, kleiner gemacht werden als wenn die Elemente in einer Schrägen angeordnet
sind.
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Folglich
kann der Mediensensor 68 der bevorzugten Ausführungsform
Verringerungen in der Erfassungsgenauigkeit verhindern, die durch
Fehler in positionierenden Winkeln verursacht werden, und die Kosten
können
niedrig gehalten werden. Der Mediensensor 68 kann auch
eine Abnahme in der Erfassungsgenauigkeit verhindern, die durch
externe Störung
verursacht wird, und kann in einer noch kleineren Abmessung hergestellt
werden.
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Weiter
kann durch Vorsehen des lichtemittierenden Elementes 82 und
des lichtempfangenden Elementes 83 mit ihren Zentralachsen 82c, 83c,
die sich parallel zueinander erstrecken, der Abstand der Pfade,
entlang denen das Erfassungslicht und das reflektierte Licht läuft, kürzer gemacht
werden als wenn die Elemente mit einer Neigung vorgesehen sind,
wodurch der Grad verringert wird, mit dem sich das reflektierte
Licht auf dem Laufpfad vor Erreichen des lichtempfangenden Elementes 83 abschwächt. Folglich
kann selbst das lichtempfangende Element 83 mit dem niedrigen
Richtfaktor ausreichend reflektiertes Licht empfangen, während eine
Abnahme in der Genauigkeit zum Erfassen des Papiers P verhindert
wird.
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Der
Mediensensor 68 ist aufgebaut durch Vorsehen des lichtemittierenden
Elementes 82 und des lichtempfangenden Elementes 83 derart,
daß der Abstand
von dem Emissionsabschnitt 82a zu der gemeinsamen Öffnung 85b ungefähr gleich
dem Abstand von dem lichtempfangenden Abschnitt 83a zu der
gemeinsamen Öffnung 85b ist.
Dieser Aufbau verhindert, daß das
lichtemittierende Element 82 und das lichtempfangende Element 83 den
Durchgang des Erfassungslichtes und des reflektierten Lichtes blockieren.
Wenn das Abstand von dem Emissionsabschnitt 82a zu der
gemeinsamen Öffnung 85b sich von
dem Abstand von dem lichtemp fangenden Abschnitt 83a zu
der gemeinsamen Öffnung 85b unterscheiden
würde,
wird entweder das lichtempfangende Element 83 auf dem Ausbreitungspfad
des Erfassungslichtes vorgesehen und blockiert den Durchgang des
Erfassungslichtes, oder das lichtemittierende Element 82 wird
auf dem Ausbreitungspfad des reflektierten Lichtes vorgesehen und
blockiert den Durchgang des reflektierten Lichtes. Dagegen ist gemäß der vorliegenden
Ausführungsform,
wenn der Abstand von dem Emissionsabschnitt 82a zu der
gemeinsamen Öffnung 85b im
wesentlichen gleich dem Abstand von dem lichtempfangenden Abschnitt 83a zu
der gemeinsamen Öffnung 85b ist,
das lichtempfangende Element 83 nicht an einer Position,
die den Durchgang des Erfassungslichtes blockiert, und das lichtemittierende
Element 82 ist nicht an einer Position, die den Durchgang
des reflektierten Lichtes blockiert, da das lichtemittierende Element 82 und
das lichtempfangende Element 83 nebeneinander vorgesehen
sind.
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Der
Mediensensor 68 ist auch derart aufgebaut, daß das Zentrum
der gemeinsamen Öffnung 85b entlang
der imaginären
Linie 85c vorgesehen ist, die sich senkrecht zu der Oberfläche des
Papiers P erstreckt und die sich von dem ungefähren Zentrum des Liniensegmentes
L0 erstreckt, das den Emissionsabschnitt 82a und den lichtempfangenden
Abschnitt 83a verbindet.
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Folglich
fällt der
kürzeste
Pfad von dem lichtemittierenden Element 82 zu dem lichtempfangenden
Element 83 über
das Papier P (mit anderen Worten aus den Ausbreitungspfaden für Erfassungslicht und
reflektiertes Licht) in das Zielerfassungsgebiet S1. Wenn die Ausbreitungspfade
am kürzesten
sind, ist es möglich,
Abschwächung
des Erfassungslichtes und des reflektierten Lichtes zu minimieren,
wodurch die Verringerung in dem Betrag des reflektierten Lichtes
unterdrückt
wird, das von dem lichtempfangenden Element 83 empfangen
wird.
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Der
Träger 11 kann
sich entlang der Führungswelle 25 über dem
Papier P zum Erfassen des Papiers P bewegen (genauer die Kanten
des Papiers P). Der Träger
enthält
den Mediensensor 68 auf dem Druckkopf 10 zum Erfassen
des Papiers P. Wie oben beschrieben wurde, ist der Mediensensor 68 ein
kleiner billiger Sensor mit hervorragender Erfassungsgenauigkeit.
Folglich kann durch Benutzen des Mediensensors 68 zum Erfassen
der Position des Papiers P dieser Träger 11 solche nachteiligen
Effekte wie Fehler in dem Winkel, an dem der Mediensensor 68 vorgesehen
ist, unterdrücken,
und die Genauigkeit im Erfassen der Position des Papiers P verbessern.
Da der Mediensensor 68 auch billig herzustellen ist, können die
Kosten des Trägers 11 ebenfalls verringert
werden. Da weiter der Mediensensor 68 kompakt ist, kann
die Gesamtgröße des Trägers 11 ebenfalls
kleiner gemacht werden. Folglich kann der Träger 11 die Position
des Papiers P mit guter Genauigkeit erfassen und klein gemacht und
bei niedrigen Kosten hergestellt werden, wodurch der Träger 11 geeignet
für einen
weiteren Bereich der Anwendungen ist.
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Der
Drucker 3 der bevorzugten Ausführungsform ist eine Druckvorrichtung
zum Drucken von Text und Grafiken auf ein Papier P. Während des
Druckprozesses empfängt
der Trägerbewegungsmechanismus 13 Befehle
von der Steuerprozesseinheit 70 auf der Grundlage von Erfassungsresultaten
von dem Mediensensor 68 beim Erfassen der Kanten des Papiers
P und bewegt den Träger 11 und
den Druckkopf 10 auf der Grundlage dieser Befehle, während der
Papierfördermechanismus 14 das
Papier P fördert.
-
Wie
oben beschrieben unterdrückt
der Mediensensor 68 solche nachteiligen Effekte wie einen Fehler
in dem Winkel, an dem der Mediensensor 68 vorgesehen ist,
und äußere Störung, wodurch
die Genauigkeit beim Erfassen von Kanten des Papiers P verbessert
wird. Folglich kann der Drucker 3 die Position des Druckkopfes 10 in
Bezug auf das Papier P mit verbesserter Genauigkeit auf der Grundlage der
Erfassungen durch den Medien sensor 68 bestimmen und kann
folglich die Position bestimmen, an der der Druckprozeß auf dem
Papier P mit Genauigkeit ausgeführt
wird. Weiterhin können,
da der Mediensensor 68 in einer kompakten Größe und mit
niedrigen Kosten hergestellt werden kann, die Kosten und die Größe des gesamten
Druckers 3 ebenfalls verringert werden.
-
Der
Drucker 3 kann einen Druckprozeß auf dem Papier P mit guter
Genauigkeit ausführen,
und die Größe und Kosten
des Druckers 3 können
verringert werden, wodurch ein Datenverarbeitungsgerät erzielt
wird, das für
einen breiteren Bereich von Anwendungen benutzt werden kann.
-
Der
Mediensensor 68 ist in dem Drucker 3 derart vorgesehen,
daß die äußere Lücke Xb von
der gemeinsamen Öffnung 85b (genauer
die äußere Oberfläche des
Bodenwandabschnittes 85a) zu dem Papier P ungefähr gleich
der inneren Lücke
Xa von dem Emissionsabschnitt 82a und dem lichtempfangenden
Abschnitt 83a zu der gemeinsamen Öffnung 85b (genauer
der inneren Oberfläche
des Bodenabschnittes 85a) ist. Auf diese Weise kann der
Winkel, mit dem sich Erfassungslicht und reflektiertes Licht ausbreiten
kann, auf einen geeigneten Bereich gesetzt werden, und das Zielerfassungsgebiet
S1 des Mediensensors 68 kann auf eine geeignete Größe gesetzt
werden. Wenn dagegen der Abstand von der gemeinsamen Öffnung 85b zu
dem Papier P übermäßig kürzer oder
länger
als der Abstand von dem Emissionsabschnitt 82a und dem
lichtempfangenden Abschnitt 83a zu der gemeinsamen Öffnung 85b ist, dann
kann der Winkel, mit dem sich das Erfassungslicht und das reflektierte
Licht ausbreiten kann, auf einen ungeeigneten Bereich gesetzt werden,
der das Zielerfassungsgebiet S1 zu klein oder zu groß machen
könnte.
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Da
das Zielerfassungsgebiet S1 auf eine geeignete Größe gesetzt
werden kann, kann der Drucker 3 Genauigkeit beim Erfas sen
des Papiers P verbessern und die Genauigkeit des Datensteuerprozesses
für das
Papier P verbessern.
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Da
der Mediensensor 68 in dem Drucker 3 derart vorgesehen
ist, daß das
lichtemittierende Element 82 und das lichtempfangende Element 83 mit der
Richtung ausgerichtet sind, in der sich der Träger 11 hin- und herbewegt,
wird der Abschnitt des Zielerfassungsgebietes S1, durch den das
Papier P geht, verkürzt,
wodurch das effektive Zielerfassungsgebiet S1 (Breite entlang der
Erfassungsrichtung) verringert wird. Folglich kann der Drucker 3 die
Effekte des Störens
unterdrücken
und den Erfassungsfehler senken. Bei dieser Ausführungsform kann, da die Richtung,
in der sich der Träger 11 bewegt,
die gleiche wie die Breitenrichtung des Papiers ist, der Drucker 3 die
Genauigkeit zum Erfassen beider Enden des Papiers P in der Breitenrichtung
verbessern.
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Wie
oben beschrieben enthält
gemäß der vorliegenden
Ausführungsform
der Mediensensor 68 die Kappe 85 mit der gemeinsamen Öffnung 85b zum Beschränken der
Strahlaufweitung von Licht, das von dem lichtemittierenden Element 82 emittiert
ist, und des Bereiches des Lichts, das von dem lichtempfangenden
Element 83 empfangen werden kann, während die Effekte der Störung unterdrückt werden. Folglich
kann der Mediensensor 68 eine Abnahme in der Erfassungsgenauigkeit
verhindern, während
billige Elemente mit niedrigem Richtfaktor benutzt werden. Da das
lichtemittierende Element 82 und das lichtempfangende Element 83 senkrecht
zu dem Papier P orientiert sind, ist der Mediensensor 68 Sensoren überlegen,
die mit Elementen ausgerüstet
sind, die in einem Winkel zu dem Papier P vorgesehen sind, in dem
eine Abnahme in der Erfassungsgenauigkeit vermieden wird, die durch
Fehler in der Winkelposition der Elemente verursacht werden, Fehler
in der Winkelposition des Sensors selbst und ähnliches, und durch Verringern
des Raumes, der in dem Sensor benötigt wird zum Vorsehen der
Elemente, wodurch die Größe des Sensors
verringert wird.
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<Modifikationen>
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Die
obige Beschreibung dient für
den Fall, in dem es gewünscht
wird, die Genauigkeit zum Erfassen der linken und der rechten Kante
des Blattes Papier zu verbessern. Wenn es gewünscht wird, die Genauigkeit
zum Erfassen der führenden
Kante des Blattes Papier mehr als die Genauigkeit zum Erfassen der
linken und der rechten Kante des Blattes Papier zu verbessern, ist
der Mediensensor 68 auf dem Druckkopf 10 derart
vorgesehen, daß das
lichtemittierende Element 82 und das lichtempfangende Element 83 in
einer Richtung senkrecht zu der Bewegungsrichtung des Trägers 11 ausgerichtet
sind. Mit anderen Worten, das lichtemittierende Element 82 und
das lichtempfangende Element 83 sind in der Richtung ausgerichtet,
in der das Papier P durch den Papierfördermechanismus 14 gefördert wird.
Mit anderen Worten, das lichtemittierende Element 82 und das
lichtempfangende Element 83 sind mit der zweiten Abtastrichtung
ausgerichtet, wie in 6(d) gezeigt
ist. Folglich ist die Breite Lw des effektiven Zielerfassungsgebietes
S1 des Mediensensors 68 in der Erfassungsrichtung klein
relativ zu der Länge
Lh. Somit sind das lichtemittierende Element 82 und das lichtempfangende
Element 83 angeordnet zum Verkürzen der Abmessung des Papiers
P, das durch das Zielerfassungsgebiet S1 geht.
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Folglich
kann der Drucker 3 das effektive Zielerfassungsgebiet S1
des Mediensensors 68 verringern und die Effekte der Störung unterdrücken, wodurch
der Erfassungsfehler verkleinert wird. Der Träger 11 wird in der
gleichen Richtung wie die Breitenrichtung des Papiers P bewegt.
Es ist möglich,
die Genauigkeit bei dem Erfassen der Kanten des Papiers P auf den
Längsenden
(führende
Kante und nachlaufende Kante) zu verbessern.
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Zum
Verbessern der Genauigkeit zum Erfassen sowohl der linken als auch
der rechten Kante und der führenden
und der nachlaufenden Kante des Papiers P ist es bevorzugt, den
Druckkopf 10 mit zwei Mediensensoren 68 zu versehen,
von denen jeder sein lichtemittierendes und sein lichtempfangendes Element
aufweist, die in der geeigneten Richtung zum Verbessern der Erfassungsgenauigkeit
für jede Kante
ausgerichtet sind. Das heißt,
einer der zwei Mediensensoren 68 ist mit seinem lichtemittierenden und
seinem lichtempfangenden Element 82 und 83 ausgerichtet,
wie in 6(a) gezeigt ist, in der Trägerförderrichtung
(erste Abtastrichtung), die senkrecht zu der Blattförderrichtung
(zweite Abtastrichtung) ist. Dieses verbessert die Erfassungsgenauigkeit
für die
linke und rechte Kante einer jeden Kante. Der andere Mediensensor 68 ist
mit seinem lichtemittierenden und seinem lichtempfangenden Element 82 und 83 ausgerichtet,
wie in 6(d) gezeigt ist, in der Blattförderrichtung
(zweite Abtastrichtung). Dieses verbessert die Erfassungsgenauigkeit
für die
führende
und nachlaufende Kante einer jeden Kante.
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In
solch einem Fall kann der Mediensensor 68 die führende Kante
des Papiers P in der Richtung erfassen, in der das Papier P durch
den Papierfördermechanismus 14 gefördert wird,
und die linke und die rechte Kante des Papiers P. Durch Erfassen
der führenden
Kante und der linken und der rechten Kante des Papiers P mit den
Mediensensoren 68 kann der Drucker 3 geeignet
die Größe des Papiers
P erfassen. Der Drucker 3 kann auch geeignet die gegenwärtige Position
des Papiers P auf der Grundlage der erfaßten Position der führenden
Kante des Papiers P, die von dem Mediensensor 68 erfaßt ist,
und des Betrages, um den das Papier P durch den Papierfördermechanismus 14 gefördert ist,
erfassen. Durch geeignetes Bestimmen der Größe und Position des Papiers
P kann der Drucker 3 genau die Position zum Ausführen eines
Druckprozesses auf dem Papier P setzen und auf das Papier P mit
Genauigkeit drucken.
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Der
Mediensensor ist nicht auf den mit einer einzelnen Öffnung,
die in dem Bodenabschnitt der Kappe gebildet ist, begrenzt, sondern
kann mit einer Kappe mit einer Mehrzahl von Öffnungen versehen werden.
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8 ist
ein erläuterndes
Bild, das die Querschnittsstruktur einer Modifikation des Mediensensors 68 darstellt
(was als ein zweiter Mediensensor 91 hier im folgenden
bezeichnet wird). Der zweite Mediensensor 91 ist mit einer
Kappe 93 (die als eine zweite Kappe 93 hier im
folgenden bezeichnet wird) mit zwei Öffnungen versehen.
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Der
zweite Mediensensor 91 ist der gleiche wie der Mediensensor 68 der
oben beschriebenen Ausführungsform
mit der Ausnahme, daß die
zweite Kappe 93 anstelle der Kappe 85 benutzt
wird.
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Die
zweite Kappe 93 ist zylindrisch in Form und weist einen
Bodenwandabschnitt 93a auf. Die zweite Kappe 93 kann
die Hauptsensoreinheit 80 aufnehmen. Die Hauptsensoreinheit 80 ist
in der zweiten Kappe 93 angebracht. Eine Emissionsöffnung 93b zum
Ermöglichen
des Durchganges von Erfassungslicht und eine Empfangsöffnung 93c zum
Ermöglichen
des Durchganges von reflektiertem Licht sind durch den Bodenwandabschnitt 93a gebildet.
Jede der Emissionsöffnung 93b und
der Empfangsöffnung 93c ist
kreisförmig
in Form und weist einen inneren Durchmesser Xg von 2,0 mm auf.
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Da
das lichtemittierende Element 82 einen hohen Richtfaktor
nahe des Zentrums des Elementes aufweist, ist die Helligkeit nahe
des Zentrums hoch. Da ähnlich
das lichtempfangende Element 83 einen hohen Richtfaktor
nahe des Zentrums des Elemen tes aufweist, ist die lichtempfangende
Empfindlichkeit nahe dem Zentrum hoch. Folglich kann der Mediensensor 91 mit
der zweiten Kappe 93 mit Öffnungen 93b, 93c des
inneren Durchmessers Xg = ungefähr 2,0
mm die gleiche Ausgabe wie der Mediensensor 68 mit der
Kappe 85 erzielen.
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Die
zweite Kappe 93 ist derart aufgebaut, daß eine Dicke
Xh des Bodenwandabschnittes 93a gleich 1,0 mm ist und der
innere Durchmesser Xe von der inneren Oberfläche des Bodenwandabschnittes 93a zu
der Endoberfläche 81a der
Hauptsensoreinheit 80 (Füllermaterial 81) gleich
5,0 mm ist.
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Der
zweite Mediensensor 91 ist auf der Sensoranbringungseinheit 10e so
angebracht, daß ein äußerer Abstand
Xf von der äußeren Oberfläche des Bodenwandabschnittes 93a zu
der Druckauflage 17 und dem Papier P gleich 0,5 mm ist.
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Das
Zentrum der Emissionsöffnung 93b fällt auf
eine imaginäre
Linie 93bc, die senkrecht zu der Oberfläche des Papiers P ist und die
sich von einem Punkt in einem ersten Liniensegment L1 erstreckt. Das
erste Liniensegment L1 erstreckt sich von dem Zentrumspunkt des
Emissionsabschnittes 82a zu dem Zentrumspunkt des Liniensegmentes
L0, das das Zentrum des Emissionsabschnittes 82a und das Zentrum
des lichtempfangenden Abschnittes 83a verbindet.
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Ähnlich ist
das Zentrum der Empfangsöffnung 93c auf
einer anderen imaginären
Linie 93cc positioniert, die senkrecht zu der Oberfläche des
Papiers P ist und die sich von einem Punkt in einem zweiten Liniensegment
L1 erstreckt. Das zweite Liniensegment L2 erstreckt sich von dem
Zentrumspunkt des lichtempfangenden Abschnittes 83a zu
dem Zentrumspunkt des Liniensegmentes L0.
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9 ist
ein erläuterndes
Bild, das ein Zielerfassungsgebiet S3 des zweiten Mediensensors 91 darstellt.
Das Zielerfassungsgebiet S3 ist das Gebiet, in dem ein Bestrahlungsgebiet
S3a von Erfassungslicht, das von dem lichtemittierenden Element 82 gestrahlt
ist und durch die Emissionsöffnung 93b beschränkt ist,
ein lichtempfangendes Gebiet S3b überlappt, von dem das reflektierte
Licht, das von der Empfangsöffnung 93c reguliert
ist, von dem lichtempfangenden Element 83 empfangen werden
kann. Das Zielerfassungsgebiet S3, das Bestrahlungsgebiet S3a und
das lichtempfangende Gebiet S3b sind auf einer imaginären Ebene
definiert, auf der das Blatt Papier P und die Druckauflage 17 angeordnet sind.
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Der
zweite Mediensensor 91 ist mit den Öffnungen 93b und 93c versehen,
die den Elementen 82 bzw. 83 entsprechen. Durch
Variieren der Größe der Öffnungen 93b und 93c gemäß der Anwendung des
Sensors 91 und der Meßumgebung
ist es möglich,
unabhängig
den Betrag des Erfassungslichts zu regulieren, das durch die Öffnung 93b geht
und den Betrag von reflektiertem Licht, das durch die Öffnung 93c geht.
Daher kann der zweite Mediensensor 91 die Erfassungspräzision verbessern,
indem es möglich
gemacht wird, geeignete Werte für
den Betrag des Erfassungslichtes zu setzen, das durch die Öffnung 93b geht,
und für
den Betrag des reflektierten Lichtes, das durch die Öffnung 93c geht,
individuell.
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Wenn
die Erfindung im einzelnen unter Bezugnahme auf die spezielle Ausführungsform
davon beschrieben worden ist, ist es für den Fachmann ersichtlich,
daß viele
Modifikationen und Variationen darin gemacht werden können, ohne
daß von
dem Umfang der Erfindung abgewichen wird, die durch die beigefügten Ansprüche definiert
ist.
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Die
Anwendungen des Mediensensors 68 sind nicht auf Drucker
begrenzt, sondern auch auf andere verschiedene Datenverarbei tungsvorrichtungen
einschließlich
Kopierer, Scanner und Faxgeräte. In
diesen Vorrichtungen kann die Erfassungsgenauigkeit verbessert werden
zum Erfassen der Papiergröße eines
Originales, das zu scannen ist. Zum Beispiel ist ein Abtastmechanismus
zum Scannen des Originales zum Erhalten von Daten von Text, Grafiken,
Bildern und ähnliches
von dem Original P auf dem Träger 11 angebracht.
Der Scanmechanismus bewegt sich daher zusammen mit dem Träger 11 und führt einen
Datengewinnungsprozeß durch.
Sowohl der Scanmechanismus als auch der Druckkopf können auch
auf dem Träger 11 angebracht
sein.
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Weiter
sind die äußeren Durchmesser
des lichtemittierenden und des lichtempfangenden Elementes 82, 83 nicht
auf 2,2 mm begrenzt, sondern sie können noch die Erfassungsgenauigkeit
verbessern, wenn sie innerhalb eines Bereiches von 2,0 bis 2,4 mm
gesetzt sind.
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Bei
der oben beschriebenen Ausführungsform
ist der Mediensensor 68 auf dem Druckkopf 10 angebracht,
der Mediensensor 68 kann jedoch direkt auf dem Träger 11 angebracht
sein.
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Weiter
ist der Träger 11 nicht
auf einen Aufbau zum Tragen des Druckkopfes 10 begrenzt,
sondern der Druckkopf 10 und der Träger 11 können einstückig gebildet
sein. Da der Mediensensor 68 die Kappe 85 aufweist,
ist es möglich
zu verhindern, daß das
lichtemittierende Element 82 und das lichtempfangende Element 83 durch
Sprühen
von Tintentröpfchen
oder -nebel verschmutzt werden, wodurch eine Abnahme in der Genauigkeit
verhindert wird, die durch Anhaften von Tintentröpfchen und ähnliches verursacht wird. Weiter
kann die Kappe 85 eine Abnahme in der Erfassungsgenauigkeit
unterdrücken, die
durch Effekte von Störlicht
von außerhalb
des Papiers P verursacht werden.
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Bei
der obigen Beschreibung sind das lichtemittierende Element 82 und
das lichtempfangende Element 83 so vorgesehen, daß der Abstand
von dem lichtemittierenden Abschnitt 82a zu dem Wandabschnitt 85a ungefähr gleich
dem Abstand von dem lichtempfangenden Abschnitt 83a zu
dem Wandabschnitt 85a ist. Der Abstand von dem lichtempfangenden
Abschnitt 82a zu dem Wandabschnitt 85a kann jedoch
unterschiedlich zu dem Abstand von dem lichtempfangenden Abschnitt 83a zu
dem Wandabschnitt 85a sein. In solch einem Fall kann ein Abstand
von der Öffnung 85b zu
dem Papier P im wesentlichen gleich zu entweder einem von dem Abstand
von dem lichtempfangenden Abschnitt 82a zum dem Wandabschnitt 85a und
einem Abstand von dem lichtempfangenden Abschnitt 83a zu
dem Wandabschnitt 85a sein.