JP2946499B2 - 印刷媒体上に印刷されたマークを検出するためのセンサー装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、センサーの正確な配
列と組合せならびにセンサー装置内の信号処理回路、特
に、電子プリンターの使用に際してプロットならびにラ
イン印刷の開始をコントロールするためのセンサー装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】印刷イメージ作成用として複数個のプリ
ントヘッドを必要とするプリントプロセスにおいては、
直接プロットを開始させるのに、これまで印刷媒体に印
刷されたマークが使用されてきている。しかし、例えば
０．０２５インチの誤差も許されないと言う厳しい分解
能が要求されつつあるため、印刷媒体とプリントヘッ
ド、あるいはプリントヘッドとプロット開始やライン印
刷開始をコントロールするセンサー相互間の位置関係を
正確に揃えることが極めて重要になる。

【０００３】ある実施例においては、プロット開始マー
ク（ＳＯＰマーク）と称される特殊マークを含めて印刷
されたトラッキングラインならびに『チックマーク』と
称される明暗縞模様の連続ラインの両者を検出すること
により、印刷媒体とプリントヘッドとの相対位置を揃え
ている。そしてこのようなシステムの一つが、本出願と
同日に受け付けられかつ本出願と同一の出願人、シナジ
ー・コンピュータ・グラフィックス・コーポレーション
の名の下にDale C. Frese の発明による『自動照合プロ
ット開始システムと方法』と題する同時出願（米国特許
出願０７／４５５６８７）に記載されているが、この同
時出願（米国特許出願０７／４５５６８７）は、本件と
不可分の関係にある。

【０００４】従来技術においては、図４Ａおよび図４Ｂ
に示されているように、トラッキングラインが単レンズ
光学系によって検出される。そして図４Ａにおいては、
印刷媒体１２８にチックマークトラック７２０とトラッ
キングライン１１０とが設けられているが、このトラッ
キングラインにはプロット開始マーク２１１が含まれて
いる。そしてこの印刷媒体１２８が、センサー装置内の
光学系４２の上を１２９の方向に、そのトラッキングラ
イン１１０を直接光学系４２の窓４２ｅに向けながら通
過する。この印刷媒体１２８は、トラッキングラインの
軸線の外に配置された２個の赤外線発光ダイオード（Ｉ
ＲＥＤ）４２ｃ，４２ｃ′（図４Ｂ）によって照射され
る。この光学エレメント４２ｄは、トラッキングライン
１１０がＩＲＥＤ４２ｃと４２ｃ′によって照射された
とき、そのイメージを２個の光電素子４２ａと４２ｂと
に投影させることにより、トラッキングライン１１０と
プロット開始マーク２１１の各位置をこれらの光電素子
に検出させるためのものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ただしこのシステムの
製作に際しては、この光学エレメント４２ｄが精密に配
置され、かつ印刷媒体１２８と各光電素子４２ａ，４２
ｂとの間の間隔が正確に品質管理されなければならな
い。そのため組立コストが上昇するだけではなく、プリ
ンター内にこのセンサー装置を収容するためのスペース
も大きくなる。

【０００６】また従来方式においては、センサーに光を
到達させるためにセンサー装置の上部に設けられた４２
ｅのような特定区画、いわゆる『窓』に対するセンサー
の位置を精密に調整する必要がある。すなわち、組立工
程においてこのセンサーを搭載した回路基板を、センサ
ーと窓とが正しい相対関係になるようにそれぞれ正確に
位置決めしなければならず、これが組立コスト上昇の大
きな要因となる。

【０００７】このほか、このセンサー装置の中への信号
処理回路の組込みも問題である。このセンサー装置はで
きるだけコンパクトに仕上げられなければならないの
で、このセンサー信号処理回路も幾つかの回路基板に分
割して個別に装着する必要があり、その結果として信号
ならびに電源接続用の相互配線が必要になる。この信号
ならびに電源の接続は、それぞれジャンパーあるいは接
続リードによって行えばよいが、これらを回路基板の各
端子に接続するには多くの人手を要するほか、各回路基
板相互間接続にコネクターを使用するとスペースに無駄
が生じるしコストも上昇する。

【０００８】本発明は上記事情に基づいてなされたもの
であり、プリンターのプロット開始をコントロールする
ために印刷媒体上の印刷マークを検出するセンサー装置
を、より低コストで、しかもコンパクトに構成すること
を目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明は、軸線を有する印刷された検出対象物を、
それぞれに照光部と光検出部とが設けられた複数個のセ
ンサーを用いて検出する方法において、下記の２段階、
すなわち、第一センサーの照光部が、印刷された前記検
出対象物を前記軸線沿いに照光する位置に置かれるよう
に該センサーを位置決めすること、および第二センサー
の光検出部と前記第一センサーの光検出部とが前記第一
センサーの照光部を挟んで配置されるように第二センサ
ーを位置決めすることにより、前記第一センサーの照光
部による照射光によって、印刷された前記検出対象物か
ら前記第一および第二の各センサーそれぞれの光検出部
に対してほぼ同一な強さと反射角の光を反射させるこ
と、を包括することを特徴とするものである。

【００１０】上記の目的を達成するための本発明は、プ
リント回路基板上に装着されたセンサーを、複数の内壁
を有するセンサー装置内の所定の検出位置に整列させる
方法において、下記の各段階、すなわち、該センサー装
置の第一内壁上に複数個の円筒形突出部を設けること、
前記プリント回路基板の製作工程中、該基板に複数個の
円形孔を設け、これらの孔の位置を、該基板が仕上がっ
たときにこれら各孔それぞれの一部が該基板の一辺にそ
れぞれ残留して複数個の切欠部が形成されるように位置
決めすること、完成された前記基板の前記一辺を、複数
個の前記円筒形突出部が前記複数箇所の切欠部に噛み合
うように当該センサー装置の前記第一内壁に押しつける
ことにより、該センサーを前記検出箇所に位置させるこ
と、を包含することを特徴とするものである。

【００１１】上記の目的を達成するための本発明は、複
数個のプリント回路基板ならびに外部回路への信号ルー
トを確立させる方法であって、下記各段階、すなわち、
前記複数個のプリント回路基板それぞれの一辺に所定サ
イズの複数個の孔を設け、これら各孔を、前記複数個の
プリント回路基板との直交面沿いに整列させること、前
記複数個のプリント回路基板を、間隔保持手段を介しか
つ前記複数個の孔が前記直交面沿いに整列するように積
み重ねること、複数本の心線の一方の端末の絶縁をはが
してむき出しにしたリボンケーブルを用意すること、裸
にされた前記複数本の心線を、前記複数個の孔の中に挿
入して前記複数個のプリント回路基板すべてを貫通させ
ること、および前記複数個のプリント回路すべてを貫通
した前記複数本の裸心線の中、基板相互間の接続に不要
な何本かを切り離すこと、を包含することを特徴とする
ものである。

【００１２】上記の目的を達成するための本発明は、軸
線つきで印刷された検出対象物を検出するための構造で
あって、下記、すなわち、照光部と光検出部とを備えた
第一センサーを設け、この第一センサーを、その照光部
によって前記検出対象物の軸線が照光されるように位置
させること、および、やはり照光部と光検出部とを備え
た第二センサーを設け、該センサーの光検出部を、前記
第一センサーの光検出部の反対側、すなわち該第一セン
サーの照光部に隣接させて配置することにより、前記第
一センサーの照光部による照射光によって、印刷された
前記検出対象物から前記第一および第二の各センサーそ
れぞれの光検出部に対してほぼ同一な強さと反射角の光
を反射させること、を包含することを特徴とするもので
ある。

【００１３】上記の目的を達成するための本発明は、プ
リント回路基板上に装着されたセンサーを、複数の内壁
を有するセンサー装置内の特定の検出位置に整列させる
ための構造であって、下記、すなわち、前記センサー装
置の第一内壁上に突出部を設けること、複数の切欠部を
備えた前記プリント回路基板の一辺を、前記複数個の突
出部に噛み合う形状にすること、前記プリント回路基板
の一辺を、その複数個の前記切欠部を複数の前記突出部
に嵌合させながら前記第一内壁に押しつけることによ
り、前記プリント回路基板を前記センサー装置内の所定
位置に保持する締めつけ手段を設けること、および前記
複数の切欠部それぞれの位置を基準にして前記プリント
回路基板上にセンサーを装着すること、を包含すること
を特徴とするものである。

【００１４】上記の目的を達成するための本発明は、複
数個のプリント回路基板ならびに外部回路に対する信号
ルートの構造であって、下記、すなわち、複数個のプリ
ント回路基板それぞれが、これら各基板上の所定箇所に
位置する複数個の孔を備えていること、これら複数個の
プリント回路基板でスタック構造を形成させるための間
隔保持手段を設けることにより、これらプリント回路基
板それぞれの複数個の孔が該スタック構造の方向に整列
させられること、および複数本の何れも絶縁被覆された
心線を有するケーブルを備え、該各心線の一方の端末の
絶縁被覆を、複数個のプリント回路基板で構成された前
記スタックの高さとほぼ等しい長さだけ除去し、かつ裸
になったこれら各心線を、前記複数個のプリント回路基
板それぞれの前記複数個の孔に貫通させること、を包含
することを特徴とするものである。

【００１５】〔発明の概要〕この発明によれば、２組の
光学装置を横並びに隣接配置することにより、光源とセ
ンサーとの組合せが自動的に整列されるようになる。こ
の各光学装置は、ほぼ矩形のパッケージの中に収容され
た光感応トランジスタと光源とで構成され、このパッケ
ージの片側に光源が、また他の片側には光感応トランジ
スタがそれぞれ配置される。そして２組のこのような光
学装置の配置に際し、一方の光源を２個の光感応トラン
ジスタの中間に位置するように配置し、また他方の光源
を活かさないようにするかもしくはパッケージによって
遮ることにより、光学的焦点整合エレメントを用いず
に、一方の光源のほぼ真上に位置した対象物の反射イメ
ージを、ほぼ同一の強さと角度で２個の光電素子それぞ
れに投影させる。

【００１６】この発明の一部として、２個の光感応トラ
ンジスタ（ホトダーリントントランジスタが使用される
こともある）がプリント回路基板上に配置されるが、こ
の基板は、これをケースに収容するとき、その一辺の特
定箇所に設けられた整列目印（４分の１円弧状の切欠部
等）によって自動的に位置決めされる。

【００１７】上記の結果、この発明によれば、図６に示
されているように、センサー装置７００内側の矩形空洞
部７２６内の２か所の隣接コーナーそれぞれに形成され
た四半分円筒形突出部７３０と７３１によって、センサ
ーとセンサー装置との組合せが自動的に正しく設定され
るようになる。センサーが実装された回路基板には、上
記突出部に対応する切欠部７３２と７３３とが設けられ
ており、組立に際してこの回路基板を矩形空洞部７２６
の側壁沿いに押し込むと、四半分円筒形突出部７３０と
７３１とが回路基板の四半分円弧状切欠部７３２および
７３３と噛み合う結果、センサーが自動的に正しい位置
に整列され、センサー装置７００の窓が所定位置にセッ
トされる。センサーは、回路基板の最終製作工程におけ
る四半分円弧状切欠部７３２、７３３の加工に際してこ
の基板上にこれと同時に加工される孔の上に装着され
る。回路基板をこのように精密機械加工することによ
り、この四半分円弧状切欠部に対するセンサーの位置決
めに要求される精度が、従来方式よりも容易に得られる
ようになる。

【００１８】この発明によれば、図６に示されているよ
うに、信号が複数個の回路基板（この図には２枚が描か
れている）に伝達されるが、これらの基板は密接配置さ
れかつ各基板上の所定箇所に設けられた孔６０１−１，
６０１−２，・・・，６０１−ｎを通して外部配線が引
き出され、１セットにまとめられたこれらすべての基板
間の信号がこの配線を通じてこれと同時に交信され、コ
ネクターや個別配線が不要となる。基板相互間の接続導
体はリボンケーブルの絶縁を剥がした心線であればよ
い。

【００１９】

【実施例】図１Ａは、発光ダイオード１００と光感応ト
ランジスタ１０１とで構成された光学装置の概要を示し
た図である。

【００２０】図１Ｂは、図１Ａの光学装置のパッケージ
を示した図で、光学装置の発光ダイオード１００によっ
て発された光に対して透明な面上にある窓１０３ａと１
０３ｂを示した図である。

【００２１】図２Ａは、本発明の実施例の側面図で、図
１Ｂに示した２つの光学装置を用いて形成した、印刷媒
体１２８上に印刷されたマークを検出する一対のセンサ
ー２０１ａと２０１ｂを示した図である。ただしセンサ
ー２０１ａの発光ダイオードは妨げられるかまたは動作
せず、この発光ダイオードからの光は印刷媒体１２８に
到達しない。

【００２２】図２Ｂは、本発明の実施例の平面図で、図
２Ａの１対のセンサー２０１ａと２０１ｂを示した図で
ある。

【００２３】図２Ｃは、図２Ｂの各センサー２０１ａと
２０１ｂの視野を限定する窓の構造１１５ｔ，１１５ｂ
を示した図である。

【００２４】図３Ａは、本発明の実施例において印刷媒
体上に印刷されたマークとトラッキングラインのそれぞ
れを検出する直角位相信号センサー（それぞれ位相が９
０°ずれている信号を発生する）ＯＰ１〜ＯＰ４とプロ
ット開始センサーＯＰ５，ＯＰ６から成るセンサー装置
７００を示した図である。

【００２５】図３Ｂは、図３Ａのセンサー装置７００
と、印刷媒体１２８上に印刷されたチックマーク７２０
およびトラッキングライン１１０との関係を示した図で
ある。

【００２６】図３Ｃは、プロット開始マーク１１１を含
んだトラッキングライン１１０とチックマークトラック
７２０を検出する位置にあるセンサー装置７００の等角
投影図である。

【００２７】図４Ａは、従来技術によるトラッキングラ
イン１１０とプロット開始マーク２１１を検出する位置
にあるセンサー装置４２を示した図である。

【００２８】図４Ｂは、従来技術によるプロット開始マ
ーク検出用センサー装置４２の構成を示した図である。

【００２９】図５Ａは、本発明の実施例の図で、プリン
ト回路基板をセンサー装置７００に正確に位置決めする
ための四半分円弧状切欠部７３２と７３３を有するプリ
ント回路基板上に搭載した直角位相信号センサーＯＰ１
〜ＯＰ４とプロット開始センサーＯＰ５，ＯＰ６を示し
た図である。

【００３０】図５Ｂは、本発明の実施例の図で、プリン
ト回路基板をセンサー装置７００に正確に位置決めする
ための四半分円弧状切欠部７３２と７３３を有するプリ
ント回路基板上に搭載された直角位相信号センサー用電
流−電圧変換器、ピーク検出器およびラインドライバー
・インターフェースを示した図である。

【００３１】図６は、本発明に基づくセンサー装置の透
視図である。

【００３２】この発明の実施例では、プリンターのプロ
ット開始をコントロールするための２組のセンサー、す
なわち直角位相信号センサーＯＰ１〜ＯＰ４とプロット
開始センサーＯＰ５およびＯＰ６で構成したセンサー装
置が使用される。これらのセンサーの動作は、Dale Fre
seの発明による『自動照合プロット開始システムと方
法』と題する前述の特許出願書に説明されている。

【００３３】本発明によれば、直角位相信号センサーＯ
Ｐ１ないしＯＰ４と、プロット開始センサーＯＰ５およ
びＯＰ６とを包含しかつ制御目的の印刷マークに揃えて
配列させたセンサー装置が設けられる。図３Ａに、この
センサー装置を符号７００で示す。このセンサー装置７
００の表面には、矩形の透明窓７０１が設けられている
が，この窓には４組のけい線ないし格子７０１ａ，７０
１ｂ，７０１ｃおよび７０１ｄ、いわゆる『ロンチけい
線』が刻みつけられている。また、この矩形窓７０１に
隣接して小型な透明窓１１５が設けられている。そして
このセンサー装置７００の内部、各けい線７０１ａ，７
０１ｂ，７０１ｃおよび７０１ｄそれぞれのすぐ裏側
に、４個の直角位相信号センサーＯＰ１，ＯＰ３，ＯＰ
４およびＯＰ２がそれぞれ配置されている。また、セン
サー装置７００の内部、窓１１５のすぐ裏側にはプロッ
ト開始センサーＯＰ５とＯＰ６とが配置される。

【００３４】図３Ｂに、このセンサー装置７００と印刷
媒体１２８との相互関係が示されているが、この印刷媒
体には、これに印刷されたプロット開始マーク１１１に
よって中断された連続トラッキングライン１１０が印刷
されている。この印刷媒体１２８には、このほか、トラ
ッキングライン１１０の近傍に『チックマーク』と称さ
れる矩形の明部と暗部とが交互配置された縞模様の連続
トラック７２０も印刷されている。この印刷媒体１２８
は、図中の矢印１２９の方向に移動する。図３Ｃは、こ
こには描かれていないプリンターのフレームに装着され
たセンサー７００が、プロット開始マーク１１１を含ん
だトラッキングラインの検出位置にあるときの様態を示
した等角投影図である。印刷媒体１２８の印刷面は、セ
ンサー装置７００の窓７０１と１１５とが配置された方
の側面に接触する。図３Ｂは、プロット開始マーク１１
１で中断された連続トラッキングライン１１０が、区画
１１５ｔと１１５ｂとに区分けされた窓１１５を、また
連続チックマークトラック７２０が窓７０１を、それぞ
れ通過するときの様態を描いた図である。

【００３５】装置７００内の方形ならびにプロット開始
の各センサーＯＰ１ないしＯＰ６は、マークテック・イ
ンターナショナル社製の光学装置ＭＴＲＳ９０７０を使
用すると満足すべき結果が得られるが、勿論これと同等
な他の任意の装置を使用してもよい。これらのセンサー
ＯＰ１ないしＯＰ６に使用される類の光学装置を図１Ａ
に示すが、これは共通ケース１０２に収容された、赤外
線発光ダイオード（ＩＲＥＤ）タイプの発光ダイオード
１００と、一般にホトトランジスタと称されているホト
ダーリントントランジスタ１０１とで構成される。ここ
では赤外線が使用されるが，波長がこれと異なる発光ダ
イオードを使用しても差し支えない。図１Ｂは、ケース
１０２の平面図である。大部分のケース１０２は、赤外
線ならびに可視光線に対して不透明であるため、このケ
ース１０２には独立した２個の透明窓１０３ａと１０３
ｂとが設けられている。そして窓１０３ａがＩＲＥＤ１
００用，窓１０３ｂがホトダーリントントランジスタ１
０２用である。図中、１０４−１ないし１０４−４で示
されている４本のリード線は、ＩＲＥＤ１００とホトダ
ーリントントランジスタ１０１の接続用である。これら
の窓１０３ａと１０３ｂは、ＩＲＥＤ１００とホトダー
リントントランジスタ１０１との間に直結光路が形成さ
れないように、それぞれケース１０２の面上に配置され
ている。この結果、ケース１０２の上に位置した対象物
がＩＲＥＤ１００によって照射され、この照射光の一部
またはすべてがホトダーリントントランジスタ１０１に
向けて反射されるようになる。この反射光によってホト
ダーリントントランジスタ１０１内部に電流が発生し、
この電流によって反射光が検出されることになる。

【００３６】図２Ａに、本発明の一つの実施例を示す
が、これは、印刷媒体１２８上のプロット開始マークな
らびにトラッキングラインそれぞれの位置を検出する格
子センサーとプロット開始マークセンサー用として、２
組の光学装置２０１ａと２０１ｂとを使用したものであ
る。印刷媒体１２８と装置との上下間隔が装置全体の感
度を決定する因子の一つになるため、センサー装置７０
０の製作に際してこの間隔が、一面が印刷媒体１２８
に、そして他の面が光学装置２０１ａと２０１ｂの各前
面にそれぞれ接触するガラス窓１１５（図２Ａ）を使用
してコントロールされる。この結果、印刷媒体１２８
が、ガラス１１５の厚み分だけ光学装置２０１ａおよび
２０１ｂから間隔Ｃを隔てて保持されることになるが、
このようにすることにより、印刷媒体１２８とセンサー
２０１ａ，２０１ｂとの間隔が正確かつ再現性を伴って
保持されるようになる。

【００３７】このほか、直角位相信号センサーＯＰ１，
ＯＰ２，ＯＰ３およびＯＰ４の実施例の一つにおいて
は、印刷媒体１２８に接触するガラス面７０１にロンチ
けい線がエッチングされる。このようにすることによ
り、けい線と印刷媒体１２８との間隔が最小化される。
しかしこれに代わる案として、刻印、捺印あるいは他の
適当した方法によってガラス７０１に明瞭かつ不透明な
筋をつけてもよい。しかし何れにしても、けい線ならび
に『チックマーク』のラインとスペースが０．００５イ
ンチ幅に過ぎないので、ガラス面７０１と印刷媒体１２
８との間にこれと同程度のギャップが生じると、ＯＰ１
〜ＯＰ４の出力信号の振幅が著しく減衰されることにな
る。そのため、ここには描かれていないが、印刷媒体１
２８をガラス面７０１に押しつける加圧パットが必要に
なる。

【００３８】本発明によるプロット開始マーク検出用の
センサーＯＰ５とＯＰ６の相対的配置方式は、新規なも
のであり、センサーＯＰ５とＯＰ６とを２個の正方形の
検出エリアに形成し、これれらをトラッキングライン１
１０に対しては直角に、またトラッキングライン１１０
の面に対しては平行に隣接配列すると言うアイデアによ
るものである。こうすることにより、トラッキングライ
ン１１０の反射イメージがこの２個の正方形検出エリア
に投影されることになる。このことは、センサー装置４
２内に配置された単レンズ光学系に関する図４Ｂに示さ
れているような先例において既に実施されており、その
センサー装置では、光軸の異なる２個のＩＲＥＤ４２ｃ
と４２ｃ′によって照射された印刷媒体１２８のイメー
ジが、近接配置された光電素子４２ａおよび４２ｂそれ
ぞれの面上に投影される。しかしこの先例システムは比
較的良好に機能した反面、そのセンサー装置４２の中に
包含される光学系において品質管理の対象となるものの
点数が多いため（例えば素子４２ａと４２ｂの位置決め
や配列、レンズ４２ｄの品質等）、製作が容易ではなか
った。すなわち、この装置の組立てはには比較的多くの
人手を要し、しかも装置も比較的大きくならざるを得な
かった。

【００３９】この発明によれば、１個あるいは複数個の
レンズを使用せずにトラッキングライン１１０を検出す
るための前記２組の光学装置２０１ａと２０１ｂとを新
規な様式で配置することにより、トラッキングライン１
１０とプロット開始マーク１１１とを検出するための改
良された検出システムが提供される。そしてこれによる
装置は、これと同一目的に使用される従来方式のものに
較べてより安価、より小型、より軽量でしかもそれほど
複雑ではなくなる。

【００４０】レンズが配置されていないにもかかわら
ず、驚くべきほどに充分な光源からの光が２個のホトト
ランジスタ２０３ａと２０３ｂそれぞれの表面に反射さ
れ、また、これらのホトトランジスタが印刷媒体１２８
に密接配置されているため、トラッキングライン１１０
の横方向位置とプロット開始マーク１１１の通過とを知
らせる信号がこれらのホトトランジスタからアウトプッ
トされるようになる。そしてこの発明によれば、従来方
式におけるレンズが除去されるため、これがある場合に
較べ、これらのホトトランジスタ２０３ａ，２０３ｂを
トラッキングライン１１０により近接させることが可能
となる。光源からの充分なエネルギーが印刷媒体１２８
からホトトランジスタ２０３ａと２０３ｂに反射され得
るようにするのに必要な、ホトトランジスタ２０３ａと
２０３ｂと印刷媒体１２８との間の最適間隔は、光源か
らの距離を縮めることによる光量（光束と称される単位
面積当たりの光エネルギー量）の増加と、ホトトランジ
スタ２０３ａと２０３ｂが印刷媒体１２８に近づくこと
に伴うトランジスタ面への入射光量の減少とをバランス
させることによって決定される。ホトトランジスタ２０
３ａと２０３ｂを印刷媒体１２８に近づけるほど、当然
のことながらホトトランジスタ２０３ａと２０３ｂへの
光入射角が９０°に近づき、入射角のコサイン関数で表
される入射光量が減少することになる。

【００４１】図２Ｂに示されているように、２０１ａと
２０１ｂの両装置は、ホトトランジスタ２０３ａと２０
３ｂに対しては窓２０５ａと２０６ａが、またＩＲＥＤ
２０４ａと２０４ｂに対しては窓２０５ｂと２０６ｂ
が、それぞれ直線的に対向するように配置される。しか
しこの線上の最後のＩＲＥＤ２０４ａは回路に接続され
ないので動作しない。この理由は次の通りである。すな
わち、ＩＲＥＤ２０４ｂをホトトランジスタ２０３ａと
２０３ｂとの中間に対称配置することにより、同一レベ
ル、同一入射角の反射光を各ホトトランジスタ２０３
ａ，２０３ｂそれぞれに入射させるためである。

【００４２】上記の結果、光学装置２０１ａと２０１ｂ
が、窓７０１に隣接した直角位相信号センサーＯＰ１，
ＯＰ２，ＯＰ３およびＯＰ４と同じ側でガラス窓１１５
の面に密接配置されることになる（図２Ｂ、図３Ａ、図
６を参照）。そして窓２０５ａ，２０６ａ，２０５ｂ，
２０６ｂ（図２Ｂ）のラインがトラッキングライン１１
０（図３Ｂ）に直交する結果、２個のホトトランジスタ
２０３ａと２０３ｂとの中間に配置されたＩＲＥＤ２０
４ｂの中心がトラッキングライン１１０の上に位置する
ようになる。この発明のこのような一部の結果によれ
ば、同一光学装置２０１ｂ内のホトトランジスタ２０３
ｂと、隣の光学装置２０１ａ内のホトトランジスタ２０
３ａとの両者が１個のＩＲＥＤ２０４ｂによって照射さ
れるようになるので有利である。また、以下に述べるよ
うに、このような構成によれば、両方のホトトランジス
タ２０３ａと２０３ｂに対し、ほぼ同一レベルの照射イ
メージが得られるようになる。

【００４３】ＩＲＥＤ２０４ｂと各ホトトランジスタ
（２０３ａまたは２０３ｂ）それぞれの間隔は、必ずし
も正確には一致しない。すなわち、ホトトランジスタ２
０３ｂのＩＲＥＤ２０４ｂからの距離は、これが光学装
置２０１ｂと同一ケースに収容されているために０．０
６３インチ、また、光学装置２０１ａ内のホトトランジ
スタ２０３ａからＩＲＥＤ２０４ｂまでの距離は、ケー
ス２００ａおよび２００ｂの極端に肉厚が薄い壁のため
に０．０７１インチになる。感度最高点はＩＲＥＤ２０
４ｂとホトトランジスタ２０３ｂとの間の中央部分に位
置するが、この点は、ＩＲＥＤ２０４ｂまたはホトトラ
ンジスタ２０３ｂの中心点から０．０３１インチ離れて
いる。このほか、ＩＲＥＤ２０４ｂまたはホトトランジ
スタ２０３ａの中心点から０．０３５インチ離れた箇所
も感度最高点になる。しかしこれら２か所の感度最高点
それぞれからＩＲＥＤ２０４ｂまでの距離のこのような
違いは、重大なものとは思われない。

【００４４】図２Ａに示されているように、印刷媒体１
２８で角度ａ₂ およびａ₁ で反射されたＩＲＥＤ２０４
ｂからの光は、ホトトランジスタ２０３ａと２０３ｂと
にほぼ等分に到達する。そして両者間の反射角の差は、
バランスされたペアとしてのセンサーＯＰ５とＯＰ６の
働きによってほぼ解消される。また、ＩＲＥＤ２０４ｂ
の中心がトラッキングライン１１０の真上に位置してい
ること、それにトラッキングライン１１０の幅が０．０
６２５インチであるため、トラッキングライン１１０の
エッジが、ほぼホトトランジスタ２０３ａおよび２０３
ｂの感度最高点に投影されることになる。また、ホトト
ランジスタ２０３ａおよび２０３ｂの応答感度８０％以
上のエリアが、半径０．０４０インチの円形となり、こ
れら円形エリアそれぞれの中心点が、当該ホトトランジ
スタ２０３ａまたは２０３ｂとＩＲＥＤ２０４ｂとの間
の中央に位置するようになる。この結果、もし他の制約
を受けなければ、プロット開始マークセンサーＯＰ５と
ＯＰ６によって、それぞれ半径０．０８０インチ、中心
間の距離０．０６５インチの二つの円形の検出領域が形
成される。しかしこの検出領域の一部をブロックするこ
とによって前述したような正方形の理想的な検出領域が
得られるほか、次に述べるように、適正サイズの窓１１
５のみを通過して光を伝達させることも可能となる。

【００４５】図２ｃにこの窓１１５を示す。この窓１１
５の表面には、エッチングしたあと不透明材料を充填し
たエッチングエリア１１５ｅが形成されており、この部
分に印刷媒体１２８が接触する。このエリア１１５ｅに
よって、プロット開始マークセンサーＯＰ５およびＯＰ
６の真上に位置する区画１１５ｃと１１５ｄとで構成さ
れた透明エリア１１５ａを取り囲む縁が形成される。そ
してこの縁１１５ｅがホトトランジスタ２０３ａ、２０
３ｂの各検出領域を超えて延長されているため、センサ
ーＯＰ５とＯＰ６は、区画１１５ｃと１１５ｄとで構成
された透明エリア１１５ａを通過した光に対してのみ反
応するようになる。従ってこの透明エリア１１５ａによ
って矩形の検出領域が決定されるが、この検出領域は、
トラッキングライン１１０沿いに０．０５０インチにわ
たり、これを０．１７５インチ幅でカバーする。ＩＲＥ
Ｄ２０４ｂによる照射量は、この検出領域１１５ａ全体
にわたりほぼ均一である。また、この検出領域１１５ａ
をトラッキングライン１１０沿いにチックマーク５個分
の長さに設計することにより、ノイズの最小化と印刷物
の傷みとの妥協がはかられる。もしこの検出領域１１５
ａの幅を広くし過ぎると、トラッキングライン１１０上
の印刷イメージの変化（例えばプロット開始マーク１１
１の到着等）に対するＯＰ５およびＯＰ６のアウトプッ
ト信号強度が低くなるため、この信号に対する周囲のノ
イズの影響が増大するという結果が招かれる。またこれ
とは逆に、検出領域１１５ａを狭くし過ぎると、プリン
トラインが見失われる等の事態が発生し、これもやはり
ＯＰ５およびＯＰ６のアウトプット信号に大きなインパ
クトを与えることになる。またこの検出領域１１５ａ
は、ＩＲＥＤ２０４ｂの光を、直角位相信号センサーＯ
Ｐ１〜ＯＰ４内の各ＩＲＥＤの光から隔離するように設
計される。この結果、ＯＰ５とＯＰ６の中にほぼ理想に
近い正方形のエリアが形成される。

【００４６】ガラス窓面にエッチング加工されたロンチ
けい線７０１ａ，７０１ｂ，７０１ｃおよび７０１ｄの
間隔と位置は、『チック』マークエリア７０１のそれに
整合される。またこれと同様、格子／プロット開始マー
ク用の窓１１５も、印刷媒体１２８上のトラッキングラ
イン１１０が窓１１５の中央部分をほぼカバーするよう
に製作され、ラインがこの窓の一方の半区画１１５ｃを
通過するとき、他方の半区画１１５ｄが印刷媒体１２８
の空白部分に対向する。直角位相信号センサーＯＰ１〜
ＯＰ４と格子／プロット開始マークセンサーＯＰ５とＯ
Ｐ６それぞれの位置は、プリント回路基板上のそれぞれ
の装着孔の位置によって決定されるが、これらの孔は、
基板上の装置の高さがこれら各センサー内の光学装置パ
ッケージのリード線ではなく、その本体によって決定さ
れるようにするためのものである。そしてその他のセン
サー回路部分はコンポーネント装着面に配置されるの
で、このセンサーでは、これに用いられる光学装置が最
も背の高いコンポーネントになる。このことは、最終組
立工程においてガラス窓１１５（図２Ａと図６）がセン
サーＯＰ５およびＯＰ６の光学装置に密着して取付けら
れ、これによって検出対象物とセンサーとの間隔がセッ
トされるので、重要なことである。プリンター内で利用
可能なスペースは限られているので、このセンサー装置
７００の付属回路すべてを１枚の回路基板に収容するこ
とは許されず、その機能部分が２枚のプリント回路基板
『Ａ』と『Ｂ』とに分割される。図５Ａにこのセンサー
基板『Ａ』の各面が示されているが、これには直角位相
信号センサーＯＰ１〜ＯＰ４と格子／プロット開始セン
サーＯＰ５，ＯＰ６の装着位置を示すとともに、センサ
ーＯＰ５，ＯＰ６用の電流設定抵抗と電流−電圧変換器
の装着位置をＵ４、Ｒ１０〜Ｒ１５、Ｃ９〜Ｃ１１で示
している。もう一方の基板『Ｂ』（図５Ｂ）にもこれと
同様、直角位相信号センサー用電流−電圧変換器、ピー
ク検出器それにラインドライバー・インターフェースの
装着位置が、Ｕ１〜Ｕ３、Ｃ１〜Ｃ７およびＲ１〜Ｒ８
で示されている。電流−電圧変換器、ピーク検出器およ
びラインドライバー・インターフェースに関しては、前
掲の同時出願（米国特許出願０７／４５５６８７）を参
照されたい。これら各基板間ならびに外部との配線様式
が図６に描かれている。先ず第一に、すべての信号が、
各基板ＡとＢの一方のエッジ沿いに板を貫通して設けら
れた孔６０１に到る、ここには描かれていない周知のプ
リント配線経由で伝達される。次に、基板ＡとＢとを、
間にスペーサーを介して背中合わせに配置し、それぞれ
の孔６０１−１，６０１−２，・・・・，６０１−ｎが
揃うような位置に保持する。

【００４７】そして、偏平なリボンケーブル６０３の絶
縁を剥がした所要本数の心線の端末を基板Ｂの孔６０１
−１，６０１−２，・・・・，６０１−ｎの中に、その
先端が基板Ａの孔６０１−１，６０１−２，・・・・，
６０１−ｎから突出するまで挿入したあと、ケーブル６
０３を基板Ａ，Ｂそれぞれの所定箇所にハンダづけす
る。こうして基板ＡとＢとをサンドイッチ状に組み合わ
せた仮組立体６２０が、これらを相互接続するリボンケ
ーブル６０３の心線６０４によって保持されることにな
る。リボンケーブル６０３の他端は、この仮組立体６２
０の端末になるここには描かれていないコネクターに接
続される。これらの各孔６０１上の一連の端子が、両基
板ＡとＢの電源、両者間ならびに外部回路との信号のや
りとりのルートになるが、相互連絡信号は、これを一旦
外部回路経由としたり、あるいは各基板間または外部回
路間のケーブルの適切に配列された心線をカットする等
の手段によりコントロールすることができる。

【００４８】上記のような方法によれば、１回の組立工
程によって両基板間の信号と電源用の各ルートが確立さ
れ、組立コストが節約される。しかも両基板間の相互接
続にはコネクターが不要なので、このセンサー装置のサ
イズが縮小されるとともにコストも引下げられる。

【００４９】この仮組立体６２０に、エッチングされた
ガラス窓３０１、取付け孔付ケース７２１（金属鋳造品
であることが望ましい）、スプリングクリップ７２３そ
れにケース７２１内でリボンケーブル６０３をサポート
させるためのクッション７２４を取りつけて最終組立体
が完成される。ケース７２１には、上下が開口された空
洞７２６が設けられている。そしてこれの上部開口部に
は、これを取り囲む２段のステップ７２７と７２８とが
設けられている。これら各ステップの寸法は、下段のス
テップ７２８の上にガラス板３０１を載せてこれをサポ
ートし、かつこのガラス板がこのケースの上面から僅か
ばかり突出するように決定されるので、上段ステップ７
２７が、ガラス板３０１の周囲を取り囲む溝になる。そ
してこの溝の中に、ケース７２１に嵌め込まれたこのガ
ラス板３０１の表面レベルに達するまでエポキシセメン
トを注入したあと、液状のトナーでシールし、これが後
で印刷媒体１２８に常時当接するようにする。このあ
と、センサー基板の仮組立体６２０を空洞７２６の下部
開口部の中に、基板『Ａ』の実装面上のセンサーＯＰ１
〜ＯＰ６がガラス板３０１の下面にタッチするまで挿入
する。そしてケース側面の調整ネジ７２９を、基板Ａが
ケースの反対側側壁７４０に押しつけられ、その位置に
正確に保持されるまで締めつける。そしてリボンケーブ
ルを仮組立体６２０の下に押し込んてクッション７２４
をあてがい、ストレスが加わらないようにスプリングク
リップ７２３で更にこれを確実に保持させる。

【００５０】ケース内のガラス板３０１に対する基板Ａ
上のセンサーＯＰ１〜ＯＰ６の位置決めには、前述した
ように、基板Ａ上の切欠部７３２と７３３と、空洞部７
２６の、調整ネジ７２９とは反対側の両コーナーの四半
分円筒状突出部７３０と７３１とを利用する方法が用い
られ、これら二つの切欠部７３２，７３３用の孔は、基
板ＡとＢの製作時に基板材に孔あけされる。またこれと
同時に、この切欠部用の孔を基準にしてセンサーＯＰ１
〜ＯＰ６それぞれのピン挿入用の孔も正確にあけられ
る。このようにすると、何れの孔も同一の穿孔機械で加
工されるので、何れも正確に位置決めされるようにな
る。そして切欠部用の孔それぞれの中心が基板Ａの同一
サイドの各コーナーに位置するので、製作完了時に切欠
部用の孔の不要部分に相当する基板材を切り落とすこと
によって四半分円弧７３２，７３３が形成される。そし
てこれらの切欠部７３２，７３３の位置がケース７２１
内の両突出部７３０，７３１の位置に整合するので、ネ
ジ７２９を締めることによって基板Ａが強制的にケース
７２１の正しい位置にもたらされる。各センサーＯＰ１
〜ＯＰ６をそれぞれの相手方の窓７０１と１１５に揃え
ることは、前述したような基板の機械加工よりもはるか
に経済的に実施可能である。

【００５１】上記のような実施態様によれば、大型のシ
ングル基板よりも数量にして多数の小型基板を製作すれ
ばよいことになり、センサーＯＰ１〜ＯＰ６等の各コン
ポーネントを装着してハンダづけしたあと、高精度な切
断工具を使用せずにこれを切り分ければよいことにな
る。しかも製作途中で基板Ａ内に孔７３２と７３３とが
加工されるので、基板Ａがケース７２１に対して正確に
位置決めされ、基板ＡとＢの各エッジを精密機械仕上げ
する必要がなくなり、これらを低コストで製作できるよ
うになる。つまりこのことにより、基板ＡとＢとを、い
わゆる『パネル化』、すなわち１枚のプリント基板材の
上に多数の基板ＡまたはＢを形成させたあと、これをカ
ッティングライン沿いに切り分けることができるように
なる。この場合、これに自動実装技術を適用すると、コ
ストが更に引下げられる。

【００５２】以上に説明した実施例の実施態様とその効
果は、例を示したものであり、これに限られるものでは
ない。

【図面の簡単な説明】

【図１Ａ】発光ダイオードと光感応トランジスタとで構
成された光学装置の概要を示した図。

【図１Ｂ】図１Ａの光学装置のパッケージを示した図。

【図２Ａ】本発明の実施例の側面図で、図１Ｂに示した
２つの光学装置を用いて形成した、印刷媒体上に印刷さ
れたマークを検出する一対のセンサーを示した図。

【図２Ｂ】本発明の実施例の平面図で、図２Ａの１対の
センサーを示した図。

【図２Ｃ】図２Ｂの各センサーの視野を限定する窓の構
造を示した図。

【図３Ａ】本発明の実施例において印刷媒体上に印刷さ
れたマークとトラッキングラインのそれぞれを検出する
直角位相信号センサーとプロット開始センサーから成る
センサー装置を示した図。

【図３Ｂ】図３Ａのセンサー装置と、印刷媒体上に印刷
されたチックマークおよびトラッキングラインとの関係
を示した図。

【図３Ｃ】プロット開始マークを含んだトラッキングラ
インとチックマークトラックを検出する位置にあるセン
サー装置の等角投影図。

【図４Ａ】従来技術によるトラッキングラインとプロッ
ト開始マークを検出する位置にあるセンサー装置を示し
た図。

【図４Ｂ】従来技術によるプロット開始マーク検出用セ
ンサー装置の構成を示した図。

【図５Ａ】本発明の実施例の図で、プリント回路基板を
センサー装置に正確に位置決めするための四半分円弧状
切欠部を有するプリント回路基板上に搭載した直角位相
信号センサーとプロット開始センサーを示した図。

【図５Ｂ】本発明の実施例の図で、プリント回路基板を
センサー装置に正確に位置決めするための四半分円弧状
切欠部を有するプリント回路基板上に搭載された直角位
相信号センサー用電流−電圧変換器、ピーク検出器およ
びラインドライバー・インターフェースを示した図。

【図６】本発明に基づくセンサー装置の透視図。

【符号の説明】

１１０ トラッキングライン １１１ プロット開始マーク １１５ 窓 ２０１ 光学装置 ３０１ ガラス板 ６０１ 孔 ６０３ リボンケーブル ６０４ リボンケーブルの心線 ７００ センサー装置 ７０１ａ〜７０１ｄ ロンチけい線 ７２０ チェックマークトラック ７２１ ケース ７２３ スプリングクリップ ７２４ クッション ７２９ 調整ネジ ７３０，７３１ 四半分円筒状突出部 ７３２，７３４ 切欠部 ＯＰ１〜ＯＰ４ 直角位相信号センサー ＯＰ５、ＯＰ６ プロット開始マークセンサー

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸線を有する印刷された検出対象物を、
   それぞれに照光部と光検出部とが設けられた複数個のセ
   ンサーを用いて検出する方法において、下記の２段階、
   すなわち、第一センサーの照光部が、印刷された前記検
   出対象物を前記軸線沿いに照光する位置に置かれるよう
   に該センサーを位置決めすること、および第二センサー
   の光検出部と前記第一センサーの光検出部とが前記第一
   センサーの照光部を挟んで配置されるように第二センサ
   ーを位置決めすることにより、前記第一センサーの照光
   部による照射光によって、印刷された前記検出対象物か
   ら前記第一および第二の各センサーそれぞれの光検出部
   に対してほぼ同一な強さと反射角の光を反射させるこ
   と、を包括することを特徴とする方法。
2. 【請求項２】 軸線つきで印刷された検出対象物を検出
   するための構造であって、下記、すなわち、照光部と光
   検出部とを備えた第一センサーを設け、この第一センサ
   ーを、その照光部によって前記検出対象物の軸線が照光
   されるように位置させること、および、やはり照光部と
   光検出部とを備えた第二センサーを設け、該センサーの
   光検出部を、前記第一センサーの光検出部の反対側、す
   なわち該第一センサーの照光部に隣接させて配置するこ
   とにより、前記第一センサーの照光部による照射光によ
   って、印刷された前記検出対象物から前記第一および第
   二の各センサーそれぞれの光検出部に対してほぼ同一な
   強さと反射角の光を反射させること、を包含することを
   特徴とする構造。