TWI510381B - 檢測裝置及應用此檢測裝置的印表機 - Google Patents

Description

檢測裝置及應用此檢測裝置的印表機

本發明是有關於一種檢測裝置及印表機，且特別是有關於一種可達到節電效果的檢測裝置及使用此檢測裝置的印表機。

圖1為習知一種應用於印表機中以檢測紙張的檢測裝置示意圖。請參考圖1，習知的檢測裝置100是將光接收元件110設置在會沿著導桿(未繪示)移動的承載座120上，而光發射元件130對應設置於印表機(未標示)的主機(未標示)中的導桿(未繪示)下方，且光發射元件130位於光接收元件110的移動路徑上。電路板140則提供光發射元件130電力，以使光發射元件130發光。

當進行列印程序的時候，紙張會進入用以承載墨水匣的承載座120與光接收元件130之間，而電路板140提供電力使光發射元件130同時發光。隨著承載座120沿著導桿的移動，設置在承載座130上的光接收元件110接受光發射元件130所發出且穿透紙張的光，其中光發射元件130發出的是紅外光(infrared rays,IR)，而光接收元件110依據所接收到的光信號強弱以取得紙張上的條碼資訊，讓印表機得知紙質特性，以安排最佳的列印方式。

於目前的印表機中，光發射元件130的電路設計是串連的形式，所以當進行紙張的檢測時，電路板140所提供的電力會使所有的光發射元件同時發光，相當地耗費電力。然而，如果是將光發射元件130的電路設計為並聯的形式，電路的佈局又更為複雜。另外，電路板140與光發射元件130之間需要以連接線或連接器以電性連接，增加了組裝困難度。

本發明提供一種檢測裝置，其利用感應生電原理以進行檢測。

本發明提供一種印表機，其應用上述之檢測裝置以對進行列印程序的紙張進行條碼的檢測。

本發明提出一種檢測裝置，包括N個磁感生電發光模組、一承載座、一磁感生電誘發元件以及一光接收元件。磁感生電發光模組沿著一第一方向排列，其中N為大於或等於1的正整數。承載座設置於磁感生電發光模組的出光側，並適於在第一方向上來回移動。磁感生電誘發元件及光接收元件皆設置於承載座上，且當承載座沿著第一方向移動時，磁感生電誘發元件對應位於第n個磁感生電發光模組的出光側，其中n為小於或等於N的正整數，磁感生電誘發元件誘發第n個磁感生電發光模組感應生電且發光，而光接收元件接收第n個磁感生電發光模組發的光。

在本發明之檢測裝置的一實施例中，上述之每一磁感生電發光模組包括一磁感發電線圈以及一光發射元件，其中光發射元件設置於磁感發電線圈旁，並與磁感發電線圈電連接。上述之每一磁感發電線圈包括一磁芯以及環繞於磁芯的一感應線圈。

在本發明之檢測裝置的一實施例中，當承載座沿著第一方向移動時，磁感生電誘發元件位於光接收元件的相對前方，而朝著第一方向，磁感發電線圈與光發射元件依序交錯排列。

在本發明之檢測裝置的一實施例中，上述之每一磁感生電發光模組彼此之間電性獨立。

在本發明之檢測裝置的一實施例中，上述之磁感生電誘發元件為磁鐵或線圈磁鐵。

在本發明之檢測裝置的一實施例中，上述之磁感生電誘發元件具有一運算放大器，運算放大器包含一非倒向輸入端、一倒向輸入端、一電源輸入端、一接地端及一輸出端，光接收元件電性連接於一電容於運算放大器之倒向輸入端及接地端之間，非倒向輸入端則電性連接至電源輸入端，輸出端電性連接一電阻，並更電性連接至一處理器。

本發明另提出一種印表機，包括一主體以及一檢測裝置。主體具有一底部以及一導桿，其中導桿位於底部的上方。檢測裝置包括N個磁感生電發光模組、一承載座、一磁感生電誘發元件以及一光接收元件。磁感生電發光模組設置於主體的底部，並沿著導桿的一軸向排列，其中N為大於或等於1的正整數。承載座設置於導桿上，並位於磁感生電發光模組的出光側，且承載座適於沿著導桿的軸向來回移動。磁感生電誘發元件及光接收元件皆設置於承載座上。當印表機進行一列印程序時，承載座沿著軸向移動，磁感生電誘發元件依序誘發第n個磁感生電發光模組感應生電且發光，其中n為小於或等於N的正整數，而光接收元件接收第n個磁感生電發光模組所發的光，且光穿過正在進行列印程序的一紙張，以檢測紙張的條碼。

在本發明之印表機的一實施例中，上述之每一磁感生電發光模組包括一磁感發電線圈以及設置於磁感發電線圈旁的一光發射元件，且光發射元件並與磁感發電線圈電連接。每一磁感發電線圈包括一磁芯以及環繞於磁芯的一感應線圈。

在本發明之印表機的一實施例中，上述之承載座於軸向上朝第一方向移動以進行列印程序時，磁感生電誘發元件位於光接收元件的相對前方，而朝著第一方向，磁感發電線圈與光發射元件依序交錯排列。

在本發明之印表機的一實施例中，上述之每一磁感生電發光模組彼此之間電性獨立。

在本發明之印表機的一實施例中，上述之磁感生電誘發元件為磁鐵或線圈磁鐵。

在本發明之印表機的一實施例中，上述磁感生電誘發元件具有一運算放大器，運算放大器包含一非倒向輸入端、一倒向輸入端、一電源輸入端、一接地端及一輸出端，光接收元件電性連接於一電容於運算放大器之倒向輸入端及接地端之間，非倒向輸入端則電性連接至電源輸入端，輸出端電性連接一電阻，並更電性連接至一處理器。

基於上述，於本發明之檢測裝置中，利用磁感生電發光模組及磁感生電誘發元件的感應生電原理，讓磁感生電發光模組發光。將此檢測裝置應用於印表機中以檢測紙張的條碼，可較習知的印表機減少複雜的電路設計，簡化產品組裝程序以及達到節能的效果。

為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

以下將介紹本發明之檢測裝置的構成元件及這些元件的相關位置，並且列舉一應用在印表機中的實例。此應用實例僅為說明之用，並非用以侷限本發明之檢測裝置的應用範圍，本領域技術人員可因應需求而自行增加或刪減檢測裝置中搭配使用的元件，並將檢測裝置應用於不同的機械設備中。

圖2為本發明一實施例之檢測裝置的示意圖。請參考圖2，本實施例之檢測裝置200包括N個磁感生電發光模組210、一承載座220、一磁感生電誘發元件230以及一光接收元件240，其中N為大於或等於1的正整數，而這些磁感生電發光模組210沿著一第一方向D1排列。承載座220設置於磁感生電發光模組210的出光側，並適於在第一方向D1上來回移動，而磁感生電誘發元件230及光接收元件240皆設置於承載座220上。

承上述，每一個磁感生電發光模組210彼此之間是電性獨立的，意即磁感生電發光模組210彼此之間並無電性連接的關係，所以當單一個磁感生電發光模組210發光時，相鄰的磁感生電發光模組210並不會受到正在發光的磁感生電發光模組210影響而生電發光。每一個磁感生電發光模組210包括一磁感發電線圈212以及一光發射元件214，其中每一個磁感發電線圈212包括一磁芯212a以及環繞於磁芯212a的一感應線圈212b，而光發射元件214設置於磁感發電線圈212旁，且感應線圈212b的兩末端連接至光發射元件214，以使光發射元件214與磁感發電線圈212電連接，如圖5示。此外，磁感生電誘發元件230為磁鐵，或者也可依照需求使用與磁感發電線圈212架構相同的線圈磁鐵。

就元件之間的相關位置而言，其中以承載座220朝向第一方向D1移動以經過成列的磁感生電發光模組210，磁感生電誘發元件230是位於光接收元件240的相對前方，而磁感發電線圈212與光發射元件214依序交錯排列。換言之，承載座220朝向第一方向D1移動時，磁感生電誘發元件230會依序經過N個互相交錯排列的磁感發電線圈212與光發射元件214。

概略而言，當使用此檢測裝置200時，磁感生電誘發元件230依序經過排成一列的n個磁感生電發光模組210，其中n為小於或等於N的正整數，而隨著磁感生電誘發元件230受到承載座220的帶動而朝向第一方向D1不斷地移動，造成了位置與磁感生電誘發元件230相對應之磁感生電發光模組210的磁感發電線圈212的磁場改變，進而生成感應電勢，且由於個別之磁感發電線圈212的感應線圈212b的兩端連接著負載(光發射元件214)，誘發感應電流的生成，光發射元件214便開始發光，而光接收元件230接收相對應之光發射元件214所發出的光。

以下將以上述之檢測裝置200應用在印表機中為例說明，其中上述的檢測裝置200應用在印表機中可用以檢測進入印表機以進行列印的紙張的條碼，其中紙張上的條碼通常為不可見的，以避免影響紙張的列印品質，且條碼記錄著紙張的材質、適合列印的範圍及方式等等，而檢測裝置200更將所檢測到的條碼資訊回傳給印表機以提供紙張適當的列印環境。

圖3為將上述之檢測裝置應用在印表機中的示意圖。請參考圖3，印表機300包括一主體310以及上述之用以檢測紙張之條碼的檢測裝置200。主體310具有一底部312以及一導桿314，其中導桿314位於底部312的上方，而檢測裝置200的磁感生電發光模組210沿著導桿314的軸向A排列於主體310的底部312。其上設置有磁感生電誘發元件230及光接收元件240的承載座220設置於導桿314上，並位於磁感生電發光模組210的出光側，且承載座220可沿著導桿314的軸向A來回移動。

圖4為使用此檢測裝置對紙張進行檢測的示意圖。當印表機300進行列印程序時，承載座220沿著軸向A先朝第一方向D1移動，磁感生電誘發元件230依序誘發所經過的磁感生電發光模組210感應生電且發光。詳細而言，因為磁感生電誘發元件230設置在承載座220上，因此磁感生電誘發元件230會隨著承載座220而自第1個磁感生電發光模組210移動至第n個磁感生電發光模組210。

隨著承載座220的移動，磁感生電誘發元件230自第n-2個磁感生電發光模組210離開而靠近第n-1個磁感生電發光模組210時，其中n為小於或等於N的正整數，而第n-2個磁感生電發光模組210隨著磁感生電誘發元件230的離開而失去形成感應電動勢的誘因，感應電流消失，與第n-2個磁感發電線圈212電性連接的光發射元件214停止發光。

而隨著承載座220移動至靠近第n-1個磁感生電發光模組210處且自第n-1個磁感生電發光模組210離開而移動至第n個磁感生電發光模組210，磁感生電誘發元件230與第n-1個磁感生電發光模組210的磁感發電線圈212之間的磁場變化產生了感應電動勢，而由於第n-1個磁感生電發光模組210的磁感發電線圈212的感應線圈212b的兩末端對應連接著光發射元件214(負載)，因此產生了感應電流，促使光發射元件214開始發光。於本實施例中，光發射元件214為紅外光發光二極體(infrared rays light emitting diode,IR LED)，且光發射元件214所發出的光穿過進入列印程序的紙張400。

同樣地，當磁感生電誘發元件230離開第n-1個磁感生電發光模組210而靠近第n個磁感生電發光模組210且自第n個磁感生電發光模組210離開並移動靠近第n+1個磁感生電發光模組210時(此時n為小於N的正整數)，第n-1個磁感生電發光模組210停止發光而第n個磁感生電發光模組210開始發光。

如此，沿著承載座220的移動方向，這些磁感生電發光模組210的磁感發電線圈212依序受到磁感生電誘發元件230的影響而依序產生感應電流並使對應電連接的光發射元件214發光，而設置在承載座220上的光接收元件240便依據所接收到的光的強弱來同步取得條碼的資訊。

請參考圖6，圖6詳細地繪示出磁感生電誘發元件230之詳細電路圖，於一可行的實施例中，磁感生電誘發元件230具有一運算放大器OPA，且運算放大器OPA與光接收元件240構成一積分電路，此運算放大器OPA包含一非倒向輸入端(+)、一倒向輸入端(-)、一電源輸入端VCC、一接地端及一輸出端，光接收元件240電性連接於一電容於運算放大器OPA之倒向輸入端(-)及接地端之間，非倒向輸入端則電性連接至電源輸入端VCC，輸出端電性連接至電阻R，且更電性連接至處理器Processor。當光接收元件240將檢測而得的信號傳遞至信號放大器OPA放大信號後，最後信號會再傳至印表機300中的電路板(未繪示)由處理器Processor進行信號的處理，以使印表機300能夠依據檢測結果提供給紙張完善的列印環境。

附帶一提，為了讓檢測裝置200的檢測流程順暢，因此以承載座220朝向第一方向D1移動為例說明，檢測裝置200的架構大致如下：因為承載座220是朝向第一方向D1移動以進行列印程序，因此以朝向第一方向D1而言，同時設置於承載座220上的磁感生電誘發元件230是位於光接收元件240的相對前方，而朝向第一方向D1，磁感發電線圈212與光發射元件214依序交錯排列。如此的設置方式，讓列印程序進行的時候，位於相對前方的磁感生電誘發元件230會依序經過交錯排列的磁感發電線圈212與光發射元件214。

更詳細而言，位於相對前方的磁感生電誘發元件230先經過磁感發電線圈212，並與磁感發電線圈212耦合以產生感應電流促使光發射元件214發光；而隨著承載座220的移動，磁感生電誘發元件230經過光發射元件214並且繼續往下一個磁感發電線圈212靠近時，位於相對後方的光接收元件240與光發射元件214的位置相對應，便於光接收元件240接收光發射元件214穿透過紙張400後的光。

另外，使磁感生電誘發元件230設置於光接收元件240的相對前方，而光發射元件214設置在磁感發電線圈212的相對前方的設置方式，讓磁感生電誘發元件230先與磁感發電線圈212耦合以產生感應電流，而當位於朝向承載座220所行進的第一方向D1之相對前方的光發射元件214發光時，隨著朝向第一方向D1前進的承載座220的前進，設置於承載座220上的光接收元件240的位置恰好與光發射元件214的位置相對應，因此可以得到良好的檢測效果。

由以上可知，當承載座220的移動方向改變時，在不影響檢測結果及檢測的流暢度的情況下，磁感生電誘發元件230、光接收元件240、光發射元件214與磁感發電線圈212之間的相對位置也要因應改變。

特別的是，相較於習知是用連接線或連接器以使電路板提供電力給光發射元件214，本實施例的檢測裝置200與印表機300的電路板之間並不需要設置用以提供電力傳輸的連接線或連接器，而是經由磁感生電誘發元件230相對磁感發電線圈212移動以引起磁場變化促使產生感應電流，進而形成供應給磁感生電發光模組210之光發射元件214的自發性電力。

所以，由上述可知，本發明之檢測裝置及應用此檢測裝置的印表機至少具有下列不同點或優點：

一、本發明的檢測裝置與習知的檢測裝置的架構不相同。

二、承載座移動帶動磁感生電誘發元件相對磁感發電線圈移動，以利用磁場的變化感應生電。由於並非是由電路板供電給檢測裝置，所以電路板及檢測裝置之間並不需要使用到連接線或連接器，可以較習知節省連接線或連接器的使用成本，同時節省人力及組裝工時。

三、磁感生電誘發元件依序經過排成一列的磁感生電發光模組，且位置與磁感生電誘發元件相對應的磁感生電發光模組在受到誘發後才會產生感應電流而使對應電連接的光發射元件發光。所以，磁感生電發光模組的光發射元件是依序發光而並非是同時發光。

四、由於檢測裝置並非是由電路板供電，所以可以達到節省電力的效果。

五、因為檢測裝置與電路板之間並不需要設置用以提供電力的連接線或連接器，而在減少了連接線或連接器的使用之後，亦可更進而簡化電路板上的電路佈局。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100．．．檢測裝置

110．．．光接收元件

120．．．承載座

130．．．光發射元件

140．．．電路板

200．．．檢測裝置

210．．．磁感生電發光模組

212．．．磁感發電線圈

212a．．．磁芯

212b．．．感應線圈

214．．．光發射元件

220．．．承載座

230．．．磁感生電誘發元件

240．．．光接收元件

300．．．印表機

310．．．主體

312．．．底部

314．．．導桿

400．．．紙張

OPA．．．運算放大器

VCC．．．電源輸入端

Processor．．．處理器

A．．．軸向

D1．．．第一方向

圖1為習知一種應用於印表機中以檢測紙張的檢測裝置示意圖。

圖2為本發明一實施例之檢測裝置的示意圖。

圖3為將上述之檢測裝置應用在印表機中的示意圖。

圖4為使用此檢測裝置對紙張進行檢測的示意圖。

圖5為磁感生電發光模組的示意圖。

圖6為一個磁感生電誘發元件的電路示意圖。

220．．．承載座

300．．．印表機

310．．．主體

312．．．底部

314．．．導桿

A．．．軸向

Claims (14)

1. 一種檢測裝置，包括：N個磁感生電發光模組，沿著一第一方向排列，其中N為大於或等於1的正整數；一承載座，設置於該些磁感生電發光模組的出光側，並適於在該第一方向上來回移動；一磁感生電誘發元件，設置於該承載座上；以及一光接收元件，設置於該承載座上，該承載座沿著該第一方向移動時，該磁感生電誘發元件對應位於第n個磁感生電發光模組的出光側，其中n為小於或等於N的正整數，該磁感生電誘發元件誘發該第_n 個磁感生電發光模組感應生電且發光，而該光接收元件接收該第n個磁感生電發光模組發的光。
2. 如申請專利範圍第1項所述之檢測裝置，其中每一磁感生電發光模組包括：一磁感發電線圈；以及一光發射元件，設置於該磁感發電線圈旁，並與該磁感發電線圈電連接。
3. 如申請專利範圍第2項所述之檢測裝置，其中每一磁感發電線圈包括：一磁芯；以及一感應線圈，環繞於該磁芯。
4. 如申請專利範圍第2項所述之檢測裝置，其中該承載座沿著該第一方向移動時，該磁感生電誘發元件位於該光接收元件的相對前方，而朝著該第一方向，該磁感發電線圈與該光發射元件依序交錯排列。
5. 如申請專利範圍第1項所述之檢測裝置，其中每一磁感生電發光模組彼此之間電性獨立。
6. 如申請專利範圍第1項所述之檢測裝置，其中該磁感生電誘發元件為磁鐵或線圈磁鐵。
7. 如申請專利範圍第1項所述之檢測裝置，其中該磁感生電誘發元件具有一運算放大器，該運算放大器包含一非倒向輸入端、一倒向輸入端、一電源輸入端、一接地端及一輸出端，該光接收元件電性連接於一電容於該運算放大器之倒向輸入端及接地端之間，非倒向輸入端則電性連接至該電源輸入端，輸出端電性連接一電阻，並更電性連接至一處理器。
8. 一種印表機，包括：一主體，具有一底部以及一導桿，其中該導桿位於該底部的上方；一檢測裝置，包括：N個磁感生電發光模組，設置於該主體的該底部，並沿著該導桿的一軸向排列，其中N為大於或等於1的正整數；一承載座，設置於該導桿上，並位於該些磁感生電發光模組的出光側，且該承載座適於沿著該導桿的該軸向來回移動；一磁感生電誘發元件，設置於該承載座上；以及一光接收元件，設置於該承載座上，當該印表機進行一列印程序時，該承載座沿著該軸向移動，該磁感生電誘發元件依序誘發第n個磁感生電發光模組感應生電且發光，其中n為小於或等於N的正整數，而該光接收元件接收該第n個磁感生電發光模組所發的光，且光穿過正在進行列印程序的一紙張，以檢測該紙張的條碼。
9. 如申請專利範圍第8項所述之印表機，其中每一磁感生電發光模組包括：一磁感發電線圈；以及一光發射元件，設置於該磁感發電線圈旁，並與該磁感發電線圈電連接。
10. 如申請專利範圍第9項所述之印表機，其中每一磁感發電線圈包括：一磁芯；以及一感應線圈，環繞於該磁芯。
11. 如申請專利範圍第9項所述之印表機，其中該承載座於該軸向上朝一第一方向移動以進行列印程序時，該磁感生電誘發元件位於該光接收元件的相對前方，而朝著該第一方向，該磁感發電線圈與該光發射元件依序交錯排列。
12. 如申請專利範圍第8項所述之印表機，其中每一磁感生電發光模組彼此之間電性獨立。
13. 如申請專利範圍第8項所述之印表機，其中該磁感生電誘發元件為磁鐵或線圈磁鐵。
14. 如申請專利範圍第8項所述之印表機，其中該磁感生電誘發元件具有一運算放大器，該運算放大器包含一非倒向輸入端、一倒向輸入端、一電源輸入端、一接地端及一輸出端，該光接收元件電性連接於一電容於該運算放大器之倒向輸入端及接地端之間，非倒向輸入端則電性連接至該電源輸入端，輸出端電性連接一電阻，並更電性連接至一處理器。