JPH0773262A - 用紙マーク検出方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、用紙マーク検出方式に関し、電源
電圧の変動、用紙媒体の変動、加工に応じた検出環境の
変動等に対し、検出感度調整およびその補正を自動的に
行い、マーク検出の認識率の向上、ひいては検出信頼性
の向上を図ることを目的とする。 【構成】 電源電圧ＶＢの変動に対し安定した基準電圧
Ｖ_O を発生してフォトセンサ１３Ａ，１３Ｂに供給する
と共に、メモリ１１から制御部１０を介して駆動情報Ｓ
１，Ｓ２をバイアス調整ユニット１４〜１７に供給し、
マークを有する用紙の属性に応じて前記フォトセンサの
各バイアス電流を最適な値に自動調整し、電圧検出回路
１８，１９において対応する各バイアス電圧を検出し、
ディジタル化して制御部１０に供給し、このディジタル
化された情報に基づいて最適な駆動情報を選択し、前記
バイアス調整ユニットに供給するように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、用紙マーク検出方式に
係り、特に、ＰＯＳ機器、携帯機器等の帳票上に頁区切
りのマークを有する媒体（用紙）に対して用紙の頭出し
または終了を検出するための技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ＰＯＳ機器、携帯機器等は高性能
且つ高品質化が要求され、複数のセンサによる高信頼度
の検出が要求されている。しかしその一方で、小型軽量
化に対する要求も高まってきており、これに対処するた
め、１個のセンサを用いて複数の状態を検出する方式が
提案されている。

【０００３】しかしながら、以下に記述するように、使
用する用紙媒体自身も多様化しており、係る多様化に応
じた広範囲に亘るマーク検出を高信頼度で行うことが困
難となってきている。すなわち、用紙媒体には、薄手の
媒体、厚手の媒体、光沢の有る媒体、光沢の無い媒体、
プレ印刷媒体、無地媒体、白地媒体、カラー媒体、印字
面にマークの有る媒体、裏面にマークの有る媒体、綴じ
込み穴の明いた媒体、綴じ込み穴の無い媒体等、多様な
媒体が含まれる。例えば透過型センサを用いた場合、薄
手の媒体では透過性が高く、厚手の媒体では透過性が低
いことから検出レベルが変化する。よって、ユーザが任
意に媒体を選定する場合には検出レベルが変動すること
から、現調等が必要になるといった不都合がある。ま
た、反射型センサを使用する場合、光沢の有る媒体と無
い媒体とでは反射光量がそれぞれ異なることから、同様
の問題が発生する。さらに、綴じ込み穴の有る媒体と無
い媒体とでは、マーク検出部分に穴が重なる場合、穴が
外れている場合、白地部分に穴が明いている場合、マー
クに掛かって穴が明いている場合等でそれぞれ、マーク
検出位置のずれが発生する。また、媒体表面にゴミが付
着している場合には誤検出を行うといった問題もある。
このような状況から、複数の媒体に対して安定した検出
方式が要望されている。

【０００４】従来、上述したような媒体の変化に対して
種々の用紙マーク検出方式が提案されている。その一例
は図２に示される。図示の回路は、用紙マーク検出方式
が適用される例えばプリンタ装置におけるフォトセンサ
ブロックの構成を示す。このフォトセンサブロックは、
電源ラインＶＢとグランド間に直列に接続されたフォト
ダイオードＤ１およびバイアス用可変抵抗器Ｒ１と、同
じく電源ラインＶＢとグランド間に直列に接続されたフ
ォトトランジスタＴＲ１およびバイアス用可変抵抗器Ｒ
２とを有している。なお、図示はしないが、フォトダイ
オードＤ１とフォトトランジスタＴＲ１の間には検出対
象であるマークを有する用紙が介在している。この用紙
マークは、フォトトランジスタＴＲ１のエミッタより出
力される検出電圧によりその有無、位置等が指示され
る。

【０００５】図２の構成によれば、可変抵抗器Ｒ１を調
整することによりフォトダイオードＤ１の光量（つまり
発光特性）を変えることができ、また、可変抵抗器Ｒ２
を調整することによりフォトトランジスタＴＲ１の増幅
率（つまり感度特性）を変えることができる。従って、
用紙媒体による反射光や透過光の量を調整することがで
き、当該用紙媒体の属性に応じた最適な検出電圧レベル
を設定することが可能である。

【０００６】図３には用紙マーク検出方式の他の例が示
される。この従来例では、図２の方式で用いられた可変
抵抗器Ｒ１，Ｒ２の代わりに、フォトダイオードＤ２と
フォトトランジスタＴＲ２に対してそれぞれ複数の抵抗
器Ｒ₁₁〜Ｒ_1nおよびＲ₂₁〜Ｒ_2mを並列に設け、さらに、
フォトダイオードＤ２とフォトトランジスタＴＲ２に対
してそれぞれバイアス用抵抗を択一的に選択するための
ゲート回路２２と、該ゲート回路を制御する手段（ＣＰ
Ｕ）２１とを備えている。

【０００７】図３の構成によれば、ＣＰＵ２１とゲート
回路２２の協働作用により、フォトダイオードＤ２側の
バイアス用抵抗Ｒ₁₁〜Ｒ_1nおよびフォトトランジスタＴ
Ｒ２側のバイアス用抵抗Ｒ₂₁〜Ｒ_2mを可変に調整するこ
とができる。つまり、フォトダイオードＤ２の光量とフ
ォトトランジスタＴＲ２の増幅率をそれぞれプログラマ
ブルに変えることが可能である。

【０００８】図４には用紙マーク検出方式の更に他の例
が示される。この従来例では、図２の方式における可変
抵抗器Ｒ１，Ｒ２を固定の抵抗器Ｒ３，Ｒ４に置き換
え、さらに、検出電圧の比較判定を行うためのコンパレ
ータ２５と、該コンパレータに基準電圧を与えるための
Ｄ／Ａコンバータ（ＤＡＣ）２４と、該Ｄ／Ａコンバー
タを制御するＣＰＵ２３とを備えている。

【０００９】図４の構成によれば、ＣＰＵ２３からＤ／
Ａコンバータ２４に適当な制御信号を供給することによ
り、コンパレータ２５の入力基準電圧をプログラマブル
に変えることができる。つまり、検出対象である用紙マ
ークの有無、位置等を指示する電圧の検出のためのスラ
イスレベルをプログラマブルに変えることが可能であ
る。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】図２に示した従来の方
式では、フォトセンサの検出感度（つまりフォトダイオ
ードＤ１の光量およびフォトトランジスタＴＲ１の増幅
率）を変えるためには、可変抵抗器Ｒ１，Ｒ２を適宜調
整する必要がある。つまり、フォトセンサの検出感度の
調整を行うためには、用紙媒体の属性に応じた最適な調
整、すなわちセンサ毎に一品一様の調整を行わなければ
ならないといった問題点がある。

【００１１】また、フォトセンサに電源供給を行う電源
ラインＶＢの電圧が変動した場合にはフォトセンサの検
出感度も変動するため、それに応じた適当な補正が必要
となる。この場合も、やはり、センサ毎に最適な調整を
行わなければならないといった煩雑さがある。図３に示
した従来の方式では、ＣＰＵ２１とゲート回路２２を用
いて各バイアス用抵抗（Ｒ₁₁〜Ｒ_1n、Ｒ₂₁〜Ｒ_2m）を最
適値に調整することでフォトセンサの検出感度（フォト
ダイオードＤ２の光量、フォトトランジスタＴＲ２の増
幅率）をプログラマブルに変えるようにしているので、
調整作業という点では図２の方式に比べて有利である
が、バイアス用抵抗として複数の抵抗器を設けているた
めに、センサ部分の回路構成が比較的大規模となり、複
雑化するといった問題点がある。また、図２の方式と同
様に、電源電圧が変動した場合、これに起因するフォト
センサの検出感度の変動を補正するために新たな調整作
業が必要になる。

【００１２】図４に示した従来の方式では、ＣＰＵ２３
とＤ／Ａコンバータ２４を用いてコンパレータ２５の入
力基準電圧を可変に設定することで検出のスライスレベ
ルをプログラマブルに変えるようにしているので、調整
作業という点では図２の方式に比べて有利であるが、電
源電圧の変動に対しては、図２，図３の方式と同様に有
効な方式を提供するものではない。

【００１３】本発明は、かかる従来技術における課題に
鑑み創作されたもので、電源電圧の変動、用紙媒体の変
動、加工に応じた検出環境の変動等に対し、検出感度調
整およびその補正を自動的に行い、マーク検出の認識率
の向上、ひいては検出信頼性の向上を図ることができる
用紙マーク検出方式を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明に係る用紙マーク検出方式は、電源電圧の変
動に対し安定した基準電圧を発生する基準電圧発生回路
と、前記安定した基準電圧の供給をそれぞれ受けると共
に、マークを有する用紙を間に介在させて互いに配設さ
れたフォトダイオードおよびフォトトランジスタを有す
るフォトセンサ手段と、用紙マーク検出に係る制御を行
う制御部と、該制御部に接続され、前記フォトセンサ手
段を駆動するための駆動情報、レンジ変更情報、用紙マ
ーク検出に基づく検出情報等をディジタル量で格納する
メモリ手段と、該メモリ手段から前記制御部を介して供
給される前記駆動情報に基づいて前記フォトダイオード
およびフォトトランジスタの各バイアス電流をそれぞれ
調整するバイアス調整ユニットと、該バイアス調整ユニ
ットによるバイアス電流調整に基づく前記フォトダイオ
ードおよびフォトトランジスタの各バイアス電圧を検出
し、それぞれディジタル化して前記制御部に供給する電
圧検出回路とを具備し、前記ディジタル化されたバイア
ス電圧に基づいて前記駆動情報のうち当該用紙の属性に
応じた最適な駆動情報を選択し、前記バイアス調整ユニ
ットに供給することを特徴とする。

【００１５】

【作用】上述した構成によれば、電源電圧の変動に対し
常に安定した基準電圧が基準電圧発生回路から発生さ
れ、フォトセンサ手段のフォトダイオードとフォトトラ
ンジスタにそれぞれ供給される。一方、メモリ手段から
制御部を介して駆動情報をバイアス調整ユニットに供給
することにより、フォトダイオードとフォトトランジス
タの各バイアス電流がそれぞれ自動的に調整され、さら
に電圧検出回路において、係るバイアス電流調整に基づ
いたフォトダイオードおよびフォトトランジスタの各バ
イアス電圧が検出され、それぞれディジタル化される。
そして制御部は、このディジタル化されたバイアス電圧
に基づいて前記駆動情報のうち当該用紙媒体の属性に応
じた最適な駆動情報を選択し、バイアス調整ユニットに
供給する。

【００１６】このように、バイアス調整ユニットと電圧
検出回路と制御部の協働作用によりフォトダイオードお
よびフォトトランジスタの各バイアス電流（電圧）を当
該用紙媒体の属性に応じた最適な値に自動的に調整する
ことができる。従って、用紙媒体の変動、加工に応じた
検出環境の変動等があった場合でも、フォトセンサ手段
の検出感度の調整とその補正を自動的に行うことが可能
となり、マーク検出の認識率の向上、ひいては検出信頼
性の向上を図ることができる。

【００１７】また、電源電圧が変動した場合でも、基準
電圧発生回路により、従来形に見られたような電源電圧
の変動に起因する検出感度の変動を防止することがで
き、そのための煩雑な調整作業が不要となる。なお、本
発明の他の構成上の特徴および作用の詳細については、
添付図面を参照しつつ以下に記述される実施例を用いて
説明する。

【００１８】

【実施例】図１には本発明に係る用紙マーク検出方式が
適用されるプリンタ装置の要部構成が示される。同図に
おいて、１０は本実施例の用紙マーク検出に係る制御を
行うマイクロコンピュータ、１１はマイクロコンピュー
タ１０に接続され、用紙マーク検出のための処理に必要
な駆動情報、レンジ変更情報、用紙マーク検出情報等を
ディジタル量で格納する外部メモリ、１２は電源ライン
（ＶＢ）の電圧変動に対し安定した基準電圧Ｖ_O を発生
する基準電圧発生回路、１３は基準電圧Ｖ_O の供給をそ
れぞれ受けると共に、マークを有する用紙を間に介在さ
せて互いに配設されたフォトダイオード（ＰＤ）１３Ａ
およびフォトトランジスタ（ＰＴＲ）１３Ｂを有するフ
ォトセンサブロック、１４は外部メモリ１１からマイク
ロコンピュータ１０を介して供給される駆動情報（第１
の調整信号Ｓ１）に基づいてフォトダイオード１３Ａの
バイアス電流を調整するＰＤ用バイアス調整回路、１５
は同じく外部メモリ１１からマイクロコンピュータ１０
を介して供給される駆動情報（第２の調整信号Ｓ２）に
基づいてフォトトランジスタ１３Ｂのバイアス電流を調
整するＰＴＲ用バイアス調整回路、１６はＰＤ用バイア
ス調整回路１４から出力される第１のバイアス調整信号
Ｓ３に基づいてフォトダイオード１３Ａの定電流制御を
行う定電流バイアス回路、１７はＰＴＲ用バイアス調整
回路１５から出力される第２のバイアス調整信号Ｓ４に
基づいてフォトトランジスタ１３Ｂの検出電流により所
定電圧を発生する（つまりフォトトランジスタ１３Ｂの
感度調整を行う）負荷回路、１８は定電流バイアス回路
１６によるバイアス電流調整に基づくフォトダイオード
１３Ａのバイアス電圧（Ｓ５）を検出し、ディジタル化
（Ｓ７）してマイクロコンピュータ１０に供給する電圧
検出回路、そして、１９は負荷回路１７によるバイアス
電流調整に基づくフォトトランジスタ１３Ｂのバイアス
電圧（Ｓ６）を検出し、ディジタル化（Ｓ８）してマイ
クロコンピュータ１０に供給する電圧検出回路を示す。

【００１９】ＰＤ用バイアス調整回路１４およびＰＴＲ
用バイアス調整回路１５は、それぞれ、第１，第２の調
整信号Ｓ１，Ｓ２（ディジタル量の駆動情報）をアナロ
グ情報に変換してそれぞれ第１，第２のバイアス調整信
号Ｓ３，Ｓ４を生成するＤ／Ａ変換部（ＤＡＣ）を有し
ている。また、電圧検出回路１８は、定電流バイアス回
路１６によるバイアス電流調整に基づくフォトダイオー
ド１３Ａのバイアス電圧検出信号Ｓ５をマイクロコンピ
ュータ１０から供給されるしきい値調整信号Ｓ９と比較
判定してディジタル情報Ｓ７に変換するＡ／Ｄ変換部
（ＡＤＣ）を有している。マイクロコンピュータ１０
は、この変換されたディジタル情報に基づいてフォトダ
イオード１３Ａの発光特性を検出し調整する。

【００２０】一方、電圧検出回路１９は、負荷回路１７
によるバイアス電流調整に基づくフォトトランジスタ１
３Ｂのバイアス電圧検出信号Ｓ６をしきい値調整信号Ｓ
９と比較判定してディジタル情報Ｓ８に変換するＡ／Ｄ
変換部（ＡＤＣ）を有している。マイクロコンピュータ
１０は、この変換されたディジタル情報に基づいてフォ
トトランジスタ１３Ｂの感度特性を検出し調整する。

【００２１】上述した構成において、マイクロコンピュ
ータ１０は、図示しないプリンタ装置の本体から調整コ
マンド等を受信し、それに応答して外部メモリ１１から
駆動情報を読み出して各バイアス調整回路１４，１５に
供給し、定電流バイアス回路１６および負荷回路１７に
よりそれぞれフォトダイオード１３Ａおよびフォトトラ
ンジスタ１３Ｂの各バイアス電流を調整させ、各電圧検
出回路１８，１９を通して出力された検出電圧の変動率
を算出して、用紙の有無（有り／無し）を初回判定す
る。そして、用紙有りを判断した場合にはステッピング
モータを駆動し、用紙送りを行い、マークに掛かった状
態での検出電圧の変動率に基づいて一次マーク検出調整
を行う。

【００２２】次いで、マイクロコンピュータ１０は、検
出したマーク部分においてフォトダイオード１３Ａおよ
びフォトトランジスタ１３Ｂの各バイアス調整を行い、
発光量と受光量の比率の判定を行い、発光量と受光量の
比率の最大値、最小値、平均値等を演算する。さらにマ
イクロコンピュータ１０は、算出した発光量と受光量の
比率の最小値と、用紙無しの場合のレベルとの差に基づ
いて、電圧検出回路１８，１９内の各ＡＤＣのしきい値
電圧をバイアス調整回路１４，１５内の各ＤＡＣの出力
により自動補正し、検出レンジの最適化を行う。

【００２３】検出情報、レンジ変更情報等は外部メモリ
１１に格納され、電源（ＶＢ）オフの状態においても記
憶が保持される。そして、再更新するまで記憶保持する
か、または電源投入と同時に上記自動補正を行う。ま
た、用紙のマーク部分に仮に丸穴が明いていた場合に
は、例えば光反射板を穴の後ろ（つまり用紙走行裏面部
分）の所定位置に設けておき、通常の検出レベルの中間
レベルに相当する検出電圧により穴部分の検出を行うこ
とで自動補正を行う。もし、穴の大きさがマーク部分の
大きさより小さい場合には、検出位置により自動補正を
行う。

【００２４】このように本実施例の検出方式によれば、
従来の方式（図２〜図４参照）に対し、用紙媒体毎にフ
ォトダイオード１３Ａの光量と反射光または透過光に対
するフォトトランジスタ１３Ｂの増幅率（感度）を自動
的に設定することができ、また、しきい値調整信号Ｓ９
により検出対象の用紙媒体の透過率または反射率を自動
判定してその結果を外部メモリ１１に保持することで、
検出感度の自動調整を行うことができる。

【００２５】また、黒レベルと白レベルの差分による増
幅率の調整も可能となる。さらに、用紙媒体毎に透過率
または反射率のレベル判定を行うことで、用紙媒体の変
更に対する用紙マークの自動認識が可能となり、また、
媒体上のゴミ、穴、マーク、その他の印刷等を解析する
ことにより、マーク検出の認識率を高めることが可能と
なる。これは、検出信頼性の向上に寄与するものであ
る。

【００２６】また、電源電圧が変動した場合でも、基準
電圧発生回路１２により、従来形に見られたような不都
合（電源電圧の変動に起因する検出感度の変動）を解消
することができる。従って、補正のための煩雑な調整作
業が不要となる。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、電
源電圧の変動に影響されない安定した電圧をフォトセン
サに供給し、且つ、フォトセンサのバイアス量を用紙媒
体の属性に応じた最適な値に自動調整することにより、
電源電圧の変動、用紙媒体の変動、加工に応じた検出環
境の変動等があった場合でも、フォトセンサの検出感度
の調整とその補正を自動的に行うことが可能となる。こ
れは、マーク検出の認識率の向上、ひいては検出信頼性
の向上に寄与するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る用紙マーク検出方式が適用される
プリンタ装置の要部構成を示すブロック図である。

【図２】従来技術における用紙マーク検出方式の一例を
説明するための回路構成図である。

【図３】従来技術における用紙マーク検出方式の他の例
を説明するための回路構成図である。

【図４】従来技術における用紙マーク検出方式の更に他
の例を説明するための回路構成図である。

【符号の説明】

１０…制御部（マイクロコンピュータ） １１…メモリ手段（外部メモリ） １２…基準電圧発生回路 １３…フォトセンサ手段（ブロック） １３Ａ…フォトダイオード（ＰＤ） １３Ｂ…フォトトランジスタ（ＰＴＲ） １４…第１のバイアス調整回路（ＰＤ用バイアス調整回
路） １５…第２のバイアス調整回路（ＰＴＲ用バイアス調整
回路） １６…定電流バイアス回路 １７…負荷回路 １８，１９…電圧検出回路 Ｓ１，Ｓ２…バイアス調整用の駆動情報 Ｓ３，Ｓ４…ＰＤ用，ＰＴＲ用バイアス調整信号 Ｓ５，Ｓ６…バイアス電圧（検出信号） Ｓ７，Ｓ８…ディジタル化されたバイアス電圧（検出信
号） Ｓ９…（バイアス電圧比較判定用の）しきい値調整信号 ＶＢ…電源電圧 Ｖ_O …安定した基準電圧

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電源電圧（ＶＢ）の変動に対し安定した
   基準電圧（Ｖ_O ）を発生する基準電圧発生回路（１２）
   と、 前記安定した基準電圧の供給をそれぞれ受けると共に、
   マークを有する用紙を間に介在させて互いに配設された
   フォトダイオード（１３Ａ）およびフォトトランジスタ
   （１３Ｂ）を有するフォトセンサ手段（１３）と、 用紙マーク検出に係る制御を行う制御部（１０）と、 該制御部に接続され、前記フォトセンサ手段を駆動する
   ための駆動情報、レンジ変更情報、用紙マーク検出に基
   づく検出情報等をディジタル量で格納するメモリ手段
   （１１）と、 該メモリ手段から前記制御部を介して供給される前記駆
   動情報（Ｓ１，Ｓ２）に基づいて前記フォトダイオード
   およびフォトトランジスタの各バイアス電流をそれぞれ
   調整するバイアス調整ユニット（１４〜１７）と、 該バイアス調整ユニットによるバイアス電流調整に基づ
   く前記フォトダイオードおよびフォトトランジスタの各
   バイアス電圧（Ｓ５，Ｓ６）を検出し、それぞれディジ
   タル化して前記制御部に供給する電圧検出回路（１８，
   １９）とを具備し、 前記ディジタル化されたバイアス電圧（Ｓ７，Ｓ８）に
   基づいて前記駆動情報のうち当該用紙の属性に応じた最
   適な駆動情報を選択し、前記バイアス調整ユニットに供
   給することを特徴とする用紙マーク検出方式。
2. 【請求項２】 前記バイアス調整ユニットは、前記駆動
   情報に基づいて前記フォトダイオード用の第１のバイア
   ス調整信号（Ｓ３）およびフォトトランジスタ用の第２
   のバイアス調整信号（Ｓ４）をそれぞれ発生する第１お
   よび第２のバイアス調整回路（１４，１５）と、前記第
   １のバイアス調整信号に基づいて前記フォトダイオード
   の定電流制御を行う定電流バイアス回路（１６）と、前
   記第２のバイアス調整信号に基づいて前記フォトトラン
   ジスタの検出電流により所定電圧を発生する負荷回路
   （１７）と、を具備することを特徴とする請求項１に記
   載の用紙マーク検出方式。
3. 【請求項３】 前記第１，第２のバイアス調整回路は、
   前記ディジタル量の駆動情報をアナログ情報に変換して
   それぞれ前記第１，第２のバイアス調整信号を生成する
   Ｄ／Ａ変換部を有することを特徴とする請求項２に記載
   の用紙マーク検出方式。
4. 【請求項４】 前記電圧検出回路は、前記定電流バイア
   ス回路によるバイアス電流調整に基づく前記フォトダイ
   オードのバイアス電圧検出信号を前記制御部から供給さ
   れるしきい値調整信号（Ｓ９）と比較判定してディジタ
   ル情報に変換するＡ／Ｄ変換部を有し、該変換されたデ
   ィジタル情報に基づいて前記フォトダイオードの発光特
   性を検出し調整することを特徴とする請求項２に記載の
   用紙マーク検出方式。
5. 【請求項５】 前記電圧検出回路は、前記負荷回路によ
   るバイアス電流調整に基づく前記フォトトランジスタの
   バイアス電圧検出信号を前記制御部から供給されるしき
   い値調整信号（Ｓ９）と比較判定してディジタル情報に
   変換するＡ／Ｄ変換部を有し、該変換されたディジタル
   情報に基づいて前記フォトトランジスタの感度特性を検
   出し調整することを特徴とする請求項２に記載の用紙マ
   ーク検出方式。