JPH0930686A

JPH0930686A - 用紙検知装置

Info

Publication number: JPH0930686A
Application number: JP17703195A
Authority: JP
Inventors: Shohei Sakamoto; 昇平坂本
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 1995-07-13
Filing date: 1995-07-13
Publication date: 1997-02-04

Abstract

(57)【要約】【課題】用紙位置を誤作動することなく正しく検知する
と共に検知の応答が速い用紙検知装置を提供する。【解決手段】先ず検知の不安定領域Ｘを用紙Ｐが搬送さ
れる間のサンプリング回数をＮ、このサンプリング周期
をＣとする。用紙Ｐの搬送中（Ｓ１がＹ）センサＳＰ１
の出力ＯＵＴが“Ｈ”になると（Ｓ２がＹ）黒マークＰ
k の先端２２が不安定領域Ｘにきた可能性があるので
“Ｈ”信号をメモリ２１に記憶し（Ｓ３）カウンタＣＮ
Ｔを１プラスして（Ｓ４）出力“Ｈ”の回数を記録す
る。カウントＣＮＴを参照して値が「≠Ｎ」なら（Ｓ５
がＮ）次のサンプリング周期を待ち（Ｓ６がＹ）再びセ
ンサＳＰ１の出力ＯＵＴを参照し（Ｓ７）、出力ＯＵＴ
が“Ｌ”なら（Ｓ７がＮ）カウンタＣＮＴを「０」クリ
アして出力“Ｈ”の回数記録を解消し（Ｓ８）検出をや
り直す（Ｓ９、Ｓ２〜）。そして、カウンタＣＮＴが
「Ｎ」となったなら（Ｓ５Ｙ）フォトセンサＳＰ１の出
力ＯＵＴを確定する（Ｓ１０）

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、用紙又は用紙に付
されたマーク等を検知する用紙検知装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えばプリンタ等において、
用紙収納器等から引き出した用紙を印字部まで搬送して
印字を行う場合、用紙が印字開始位置まで搬送されてき
たことを認識する必要がある。また、多色刷り印字（カ
ラー印刷）を行うときなどは一枚の用紙に複数種類の色
インクを塗り重ねるから用紙の搬送動作が複雑になる。
例えば、３色の場合は先ずＹ（イエロー）の画像を印字
した後、用紙のみを逆戻りさせて印字開始位置に再設定
し、次にＭ（マゼンタ）の画像を上記イエローの上から
印字して塗り重ねる。そして、再び用紙を逆戻りさせて
三度印字開始位置に設定してＣ（シアン）の画像を上記
２色の上から塗り重ねて印字を終了する。また文字等を
黒で印字する４色構成の場合は、更に用紙を逆戻りさ
せ、Ｂｋ（ブラック）の画像を塗り重ねて印字を終了す
る。

【０００３】このように、用紙を印字部に往復させて３
色又は４色の印字を行うカラー印刷の場合には、最初の
給紙における位置合わせばかりでなく、色を塗り重ねる
用紙の往復毎にその用紙の印字開始位置への位置合わせ
を正しく行う必要がある。さもないと、塗り重ねる色に
位置ずれが生じて階調や輪郭にぼけが発生し、良い画質
の画像を得ることができない。例えば印字ドットの密度
が標準の３００ｄｐｉ（ドット／インチ）であるような
解像度が比較的低いプリンタであっても印字ドットのピ
ッチはおよそ８５μｍ（ミクロン）と極めて微細である
から、多少の位置ずれがあっても色の塗り重ねにずれが
発生してしまうため、良い画像が得られない。

【０００４】従って、用紙の位置合わせを正しく行うた
めに、用紙裏面の所定の位置に例えば黒インク等により
特定のマークを予め印刷しておき、このマークを反射型
のフォトセンサ又は透過型のフォトセンサ等で検知する
ことにより用紙の位置を認識して、この認識に基づいて
用紙を正しく位置決めする方法が用いられている。

【０００５】図８(a) は、上記のように用紙の位置（マ
ーク）を検知するフォトセンサの例として、反射型のフ
ォトセンサを模式的に示している。また、同図(b) に
は、そのフォトセンサと印字部に搬送される用紙とを側
面から見た図を示し、同図(c)には、それらフォトセン
サと用紙とを搬送方向から見た図を示している。

【０００６】同図(a) に示すフォトセンサ１は、その上
部に一体に構成されたＬＥＤ（発光ダイオード）等から
なる発光部１ａとフォトトランジスタ等からなる受光窓
１ｂとを備えている。このフォトセンサ１の上方を用紙
（同図(b),(c) に示す用紙Ｐ）が同図(a) の矢印Ａで示
す左斜上から右斜下方向（同図(b) では左から右方向）
に搬送されてきたとき上記発光部１ａから照射された光
が用紙Ｐに反射して受光窓１ｂに入射する。この入射す
る光を検知したフォトトランジスタの出力（フォトセン
サ１の出力）によって用紙Ｐの通過又は位置を認識する
ようになっている。

【０００７】一般に、反射型あるいは透過型の場合で
も、フォトセンサ１の受光窓１ｂの寸法は０・５ｍｍ角
ぐらいに製作されている。この受光窓１ｂの大きさの範
囲内に全て光が入射すればフォトトランジスタの出力は
完全にオンとなる。つまり用紙Ｐ面が白地であればフォ
トセンサ１の出力はオンである。また、受光窓１ｂの大
きさの範囲内に全く光が入射しなければフォトトランジ
スタの出力は完全にオフとなる。つまり、用紙Ｐの反射
面（フォトセンサ１の検知領域に在る面）が黒字になっ
ていればフォトセンサ１の出力はオフである。

【０００８】ところで、受光窓１ｂに入射する光量は常
に窓いっぱいに入射するわけではなく、また、窓全体が
常に完全に遮光されるわけでもない。フォトセンサ１上
の用紙Ｐの搬送面が白地からマーク等の黒地に変化する
過程では、窓いっぱいの入射光から漸次光が減じてフォ
トセンサ１のフォトトランジスタが半導通状感となると
きがある。

【０００９】上記の用紙Ｐは、サイズがＡ４判、Ａ３
判、或はＢ５判、Ｂ４判というように規格化されてお
り、用途によって一定の大きさ（サイズ）のものが常用
されるが、厚さについては単位面積当たりの重量で規格
化されているものの、使用者の好み又は用紙の価格に基
づいて比較的任意に選択される。したがって、同図(b)
に示す用紙Ｐを案内するガイド板２ａ、２ｂ間の間隙
は、任意に選択される用紙Ｐの厚さに対応できるよう通
過する用紙Ｐに対して比較的緩やかに形成されている。
したがって、このガイド板２ａ、２ｂ間の緩やかな間隙
の中で、本体装置や搬送系の僅かの振動（特に起動初期
時には振動が発生しやすい）等で、用紙Ｐは、同図(b),
(c) に一点鎖線で示す位置Ｐ1 又はＰ2 に示すように、
上下にばたつく振動を引き起こしやすい。

【００１０】このような上下振動が発生すると、同図
(c) に示すように、フォトセンサ１の発光部１ａから用
紙Ｐに照射された光は、用紙Ｐの反射点が上下に変動し
たことに応じて、本来の反射すべき位置よりも遠く又は
近くに（左右に）変化する。現在の用紙Ｐの反射面が白
地であれば、反射点が本来の位置から上下にずれていて
も、ずれた位置も又同様に白地であるから常に反射光は
白地に対応している。そして、用紙Ｐで反射したのち折
り返して受光窓１ｂに到達する反射光の中心が、上記反
射点が移動したことによって受光窓１ｂの中心からずれ
ても、受光窓１ｂに入射する光には広がりがあり且つそ
の広がりの全域が上述したように用紙Ｐの白地に対応し
ている。したがって、フォトセンサ１は白地の検出に対
応した出力を行うから不都合なことは発生しない。ま
た、現在の用紙Ｐの反射面が黒地（マーク）であれば、
この場合も反射点が本来の位置から左右にずれても、ず
れた位置も又同様に黒地であるから常に反射光は黒地に
対応している。つまり、この場合、用紙Ｐに上下のばた
つきがあっても常に光は反射することがない。したがっ
て、受光窓１ｂに反射光が入射しないからフォトセンサ
１は黒地の検出に対応した出力を行うことになり、この
場合も検出結果に不都合なことは無い。

【００１１】しかし、現在の用紙Ｐの反射面が上述した
白地と黒地の境目であると、本来はフォトトランジスタ
が半導通状態となり、用紙Ｐの搬送に応じて漸次反射光
量が減じてフォトトランジスタの出力しきい値を下回っ
たときオフとなるが、実際にはそのようにならず面倒な
ことが起こる。以下、これを簡単に説明する。

【００１２】先ず、図９(a) に、フォトセンサの基本的
な回路構成を示し、同図(b) に、フォトセンサの出力の
例を示す。同図(a) に示すように、発光部１ａの発光ダ
イオード（ＬＥＤ）から出射した光は、用紙Ｐに当たっ
て反射し、受光窓１ｂのフォトトランジスタ（Ｐｔｒ）
に入射する。用紙Ｐの反射点が白地であれば入射光が有
り、フォトトランジスタ（Ｐｔｒ）が導通してエミッタ
出力ＶI が“Ｈ”になる。一方、用紙Ｐの反射点が黒地
であれば入射光は無く、フォトトランジスタ（Ｐｔｒ）
のコレクタとエミッタ間が遮断されてエミッタ出力ＶI
は“Ｌ”になる。

【００１３】同図(b) は、そのエミッタ出力ＶI を縦軸
の下から上方に示し、時間ｔを横軸の左から右方に示し
ている。同図(b) の横軸左方の「白領域」に示すよう
に、初め上述した用紙Ｐの反射点が白地であると、フォ
トセンサ１の出力（エミッタ出力ＶI ）は電源電圧ＶC
と略同レベルであって“Ｈ”である。そして、用紙Ｐの
搬送が進行してその反射点が黒地になれば、同図(b) の
横軸右方の「黒領域」に示すように、フォトセンサ１の
出力は略接地レベルであって“Ｌ”である。

【００１４】用紙Ｐに上下の振動がない場合は用紙Ｐの
反射点が上記白地から黒地に変るときフォトセンサ１の
受光窓１ｂに入射する光量は漸次減少する。すなわち、
白地から黒地に変る「中間領域」では本来は同図(b) の
破線で示すようにフォトトランジスタの出力は漸次減少
してある時点で“Ｌ”になる。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たように用紙Ｐは上下に振動することが多いから、これ
に対応して反射点が基準位置を中心にして上下に振動す
る。このように反射点が前後に振れると、反射して受光
窓１ｂに入射する反射光の中心位置も左右に振れる（図
８(c) 参照）。つまり受光窓に入射する光量が白分が多
くなったり黒分が多くなったり不規則に変動する。すな
わち、図９(b) の横軸中央の「中間領域」に実線で示す
ように、フォトセンサ１が、ほぼ白地検出に近い出力と
ほぼ黒地検出に近い出力とを不規則に繰り返すという状
態が発生する。このような不安定な検知状態を示すフォ
トセンサの出力からでは、用紙の位置すなわち白地と黒
地（黒マーク）との境目が検知領域にきたことを正しく
判断することができない。

【００１６】このように用紙位置の検知が極めて不安定
となることを避けるためには、通常フォトセンサの出力
を調べるサンプリング回数を多くとるようにする。そう
すると、不安定な検知期間（上述した中間領域をフォト
センサが検知する期間）が経過したことを制御部で判別
することができ、したがって、この不安定な検知期間経
過後に出力が安定したことを確認することによって用紙
の位置を認識することができる。

【００１７】しかしながら、サンプリング回数を多くす
ると、安定な検知期間に入って或る程度時間が経過して
から、不安定な検知期間が経過したことを判別すること
になるため、その分検知の応答が遅くなるという問題が
発生する。また、そればかりでなく、不安定な検知期間
の経過を判別するまでは、サンプリングした信号（フォ
トセンサの出力）を保存しなければならず、そのうえ、
上記同様なフォトセンサは、本体装置の各部に配設され
ているから、その分だけ容量の大きなＲＡＭ(ランダム
・アクセス・メモリ）を備えなければならないことにな
り、このため製品コストが上昇するという問題も発生す
る。

【００１８】本発明の課題は、上記従来の実情に鑑み、
用紙位置を誤作動することなく正しく検知すると共に検
知の応答が速い用紙検知装置を提供することである。

【００１９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
用紙に付与されたマークにより光源からの光を反射、吸
収、又は透過させ、その反射、吸収、又は透過させた光
をフォトセンサの受光窓に入射させ、その入射した光の
状態をフォトセンサで検知することにより、上記マーク
を識別する用紙検知装置を前提とする。

【００２０】この発明の用紙検知装置は、上記受光窓へ
の入射光量によるフォトセンサの受光窓内のフォトセン
サの出力が不安定となる領域をＸ、該フォトセンサの出
力をサンプリングするサンプリングクロックの１クロッ
ク期間中に用紙の進行する距離をｄ、及び上記サンプリ
ングの回数をＮとして、Ｎ≧ｉｎｔ（Ｘ／ｄ）＋１（但し、ｉｎｔは整数位のみ
を取り出す関数）になるように構成し、上記光源と上記フォトセンサは、
例えば請求項２記載のように、一体的に構成され、光源
の光を上記用紙に透過させ、該透過光をフォトセンサで
検知する。また、例えば請求項３記載のように、光源の
光を上記用紙で反射させ、該反射光をフォトセンサで検
知する。

【００２１】次に、請求項４記載の発明は、用紙に付与
されたマークにより光源からの光を反射、吸収、又は透
過させ、その反射、吸収、又は透過させた光をフォトセ
ンサの受光窓に入射させ、その入射した光の状態をフォ
トセンサで検知することにより、上記マークを識別する
用紙検知装置に適用される。

【００２２】この発明の用紙検知装置は、用紙走行手段
が用紙を走行させ、判断手段が上記フォトセンサの出力
状態を判断し、制御手段が上記用紙走行手段の動作後に
上記判断手段を動作させる。そして、例えば請求項５記
載のように、上記用紙走行手段の動作後に起動する計時
手段を更に設け、上記判断手段は上記計時手段が所定時
間を計時した後に動作する。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面を参
照しながら説明する。図１は、一実施例に係わる画像形
成装置の印字処理部の側断面図である。同図において、
印字処理部は、印字ヘッド１１と、これに対向するプラ
テンロール１２を備えている。この印字ヘッド１１とプ
ラテンロール１２との対向部が印字部を形成している。
この印字部には、案内ロール１４ａと１４ｂ間にインク
リボン１３が張設されて介装されている。このインクリ
ボン１３は、供給リール１５ａと巻取リール１５ｂに保
持されており、巻取リール１５ｂが図の矢印Ｂで示す時
計回り方向に回転して使用済み部分のインクリボン１３
を巻き取ることにより、供給リール１５ａに卷着されて
いる未使用部分のインクリボン１３が引き出されて印字
部に供給される。

【００２４】このインクリボン１３とプラテンロール１
２との間には用紙Ｐが介装される。用紙Ｐは、テープ状
の台紙の長手方向に、裏面に粘着性を有するラベル状の
記録紙が面順次に多数配設されてなり、全体としてロー
ル状に形成されて給紙リール１６に卷着されている。こ
の用紙Ｐは、給紙リール１６の正逆両方向の回転により
図の矢印Ｃで示す搬送方向に進退する。

【００２５】印字部の、前後すなわち用紙Ｐ及びインク
リボン１３の搬送方向下流と上流には、用紙Ｐの位置を
検知するための反射型のフォトセンサＳＰ１及びＳＰ２
が配設されている。また、案内ロール１４ｂと巻取リー
ル１５ｂの間には、案内ロール１４ｂの近傍に、インク
リボンセンサＳＲが配設されている。

【００２６】上記の印字ヘッド１１は、その先端部に、
用紙Ｐの幅方向に配列された用紙Ｐの幅方向の最大印字
画素数に対応する発熱体を備えている。この印字ヘッド
１１は、後端の支軸１１−１を中心にして、先端が図の
両方向矢印Ｄで示すように上下に回動する。

【００２７】この印字ヘッド１１は、印字時には上方に
回動し、これにより、用紙Ｐとインクリボン１３とをプ
ラテンロール１２へ圧接する。用紙Ｐは、プラテンロー
ル１２の反時計回り方向への回転により、印字部におい
てインクリボン１３のインクを逐次転写され、図の矢印
Ｃで示す搬送方向に搬出される。また、多色刷りの場合
には、用紙Ｐは、一面に印字を施されたのち逆方向に再
搬入され（送り戻され）て、先に印字した面に再び他の
色のインクを塗り重ねられるということを繰り返し施さ
れる。

【００２８】図２に、上記画像形成装置の主要回路の構
成ブロック図を示す。同図に示す回路は、ＣＰＵ（中央
演算処理装置）２０、メモリ２１、ＡＤ変換器２２、ヘ
ッド制御回路２３、及びＩＯポート２４がバス２５に接
続している。上記のＡＤ変換器２２にはヴォリューム回
路２６が接続し、ヘッド制御回路には印字ヘッド１１が
接続し、ＩＯポート２４にはセンサ２８（フォトセンサ
ＳＰ１及びＳＰ２、並びにインクリボンセンサＳＲ）が
接続している。

【００２９】ＣＰＵ２０は、特には図示しないＲＯＭ
（読み出し専用メモリ）に格納されているプログラムを
読み出し、そのプログラムに基づいて上記各部を制御す
る。メモリ２１は、書き込み及び読み出しが自在なＲＡ
Ｍ（ランダム・アクセス・メモリ）であり、ＣＰＵ２０
による演算途中のデータやセンサ２８の入力信号等を一
時的に記憶する。

【００３０】ＡＤ変換器２２は、スキャナ等により外部
から入力されてヴォリューム回路２６で濃度設定された
アナログ画像データをデジタルデータに変換する。ヘッ
ド制御回路２３は、画像データに応じたパルス電圧を、
熱履歴等に応じて加減して、ヘッド１１の発熱体に選択
的に印加する。

【００３１】ＩＯポート２４は、用紙Ｐやインクリボン
１３を搬送する不図示のモータを駆動するモータドライ
バに制御信号を出力する。また、センサ２８に発光駆動
信号を出力しそのセンサ２８の出力を入力する。

【００３２】図３は、上記フォトセンサＳＰ１の回路構
成を示している。尚、フォトセンサＳＰ２も同様の構成
である。同図に示すように、フォトセンサＳＰ１は、図
９(a) に示したフォトセンサの回路基本構成と同様な構
成の回路に、コンパレータ２０、基準電圧電源２１等を
付加して形成される。コンパレータ２０の反転入力端子
には、フォトトランジスタＳＰ１ｂのエミッタ出力ＶI
が入力し、コンパレータ２０の非反転入力端子には基準
電圧ＶN が入力する構成である。このフォトセンサＳＰ
１の外観は、図８(a) に示したフォトセンサの外観と同
様である。

【００３３】用紙Ｐのセンサ検出領域が白（以下、単に
用紙Ｐが白という）であるときコンパレータ２０の反転
入力端子に入力するフォトセンサＳＰ１ｂのエミッタ出
力ＶI は“Ｈ”であり、コンパレータ２０の非反転入力
端子に入力している基準電圧よりも高くなるためコンパ
レータ２０の出力は“Ｌ”である。一方、用紙Ｐのセン
サ検出領域が黒（以下、単に用紙Ｐが黒という）である
とフォトセンサＳＰ１ｂのエミッタ出力ＶI は“Ｌ”で
あり、上記基準電圧よりも低くなるためコンパレータ２
０の出力は“Ｈ”である。

【００３４】図４(a),(b),(c) に、上記フォトセンサＳ
Ｐ１の出力と用紙Ｐの位置との関係を模式的に示す。同
図(a) の矢印Ｅで示すように、用紙Ｐは図の左から右方
に向けて搬送されているものとする。搬送方向前方に白
地Ｐf があり、後方に黒マークＰk が続いている。いま
その白地Ｐf と黒マークＰk の境目２２が図の丸印２３
で示すフォトセンサＳＰ１の反射点（検出領域）に差し
掛かったものとする。

【００３５】同図(b) は、フォトセンサＳＰ１ｂの受光
窓ＳＰ１ｂ−１を示している。この受光窓ＳＰ１ｂ−１
は、およそ０．５×０．５ｍｍ（ミリメートル）の大き
さである。この受光窓ＳＰ１ｂ−１に入射する上記反射
点の光量は時間の経過と共に減少する。つまり黒の陰影
が図の矢印Ｇで示すように左から右方に拡大する。

【００３６】ところで、黒マークＰk の先端（白地Ｐf
と黒マークＰk の境目２２）が受光窓ＳＰ１ｂ−１に達
しても、同図(b) の領域Ｆに示す受光窓ＳＰ１ｂ−１の
一定範囲よりも黒マークに対応する入光領域（遮光領
域）が狭く、つまり白の面積（受光領域）が領域Ｊ以上
であれば、これは黒の面積（遮光領域）が領域Ｆ以下で
あることに比較して充分に広いから、図３に示したフォ
トトランジスタＳＰ１ｂのエミッタ出力ＶI は基準電圧
ＶN を越えるため、フォトセンサＳＰ１の出力は、同図
(c) の出力２４に示すように、“Ｌ”である。つまり用
紙Ｐは白であると認識されている。

【００３７】図５(a),(b) は、上記の状態から用紙Ｐの
搬送が更に進行して、或る期間が経過した状態における
フォトトランジスタＳＰ１ｂの出力を示している。説明
の都合上、図４(b),(c) に示した状態からこの図５(a),
(b) に示す状態に至る経過期間中の状態については後述
する。

【００３８】図５(a) に示すように、黒マークＰk の先
端２２が充分に搬送されて受光窓ＳＰ１ｂ−１の上述し
た領域Ｆ内に更に領域Ｘ以上進入すると、今度は、同図
(a)に示すように、黒の面積（遮光領域）が領域Ｆプラ
ス領域Ｘ以上となって、白の面積（受光領域）が残りの
領域Ｒ以下であることに比較して黒の面積の方が充分に
広いから、フォトトランジスタＳＰ１ｂのエミッタ出力
ＶI は基準電圧ＶN よりも低くなるため、フォトセンサ
ＳＰ１の出力は、同図(b) の出力２６に示すように、
“Ｈ”である。つまり、用紙Ｐは黒であると認識される
ことになる。

【００３９】そして、前述した図４に示した状態から上
述の図５に示した状態にいたる中間の状態では、後述す
るように不安定な状態が現れる。図６(a),(b) に、用紙
Ｐの黒マークＰk の先端２２が反射点の中間位置にある
場合に現れるフォトセンサＳＰ１の出力が不安定な状態
を示し、同図(c) に上記フォトセンサＳＰ１の出力又は
用紙Ｐの搬送距離とサンプリングクロックとの関係を模
式的に示す。

【００４０】同図(a) に示すように、受光窓ＳＰ１ｂ−
１の上述した領域Ｘ内（以下、これを中間領域Ｘ、又は
不安定領域Ｘという）を黒マークＰk の先端２２が通過
中は既述の如く用紙Ｐが上下に振動すること等により、
受光窓ＳＰ１ｂ−１に入射する光量が安定せず、或ると
きは図４(b) に示したように光量が充分多くなり或ると
きは図５(a) に示したように光量が基準値以下となって
不規則に変化する。

【００４１】このため、フォトセンサＳＰ１の出力は、
上記の通過期間中、すなわち前述した白地Ｐf を検出中
の“Ｌ”出力から黒マークＰk を検出して“Ｈ”出力に
なるまでの中間の期間では、上記光量の不規則な変化に
対応して例えば同図(b) の“Ｈ”の出力２５ａ、２５ｂ
及び２５ｃ並びに“Ｌ”の出力２５ｄ、２５ｅ及び２５
ｆに示すように“Ｈ”と“Ｌ”の検出信号が不規則に出
力される。尚、同図(b) に示す横軸は時間Ｔを表してい
ると共に用紙Ｐの搬送距離Ｄを表している。

【００４２】本実施例では、このフォトセンサＳＰ１の
出力の状態を、図２に示すＣＰＵ２０がサンプリングク
ロックによりチェックして認識している。そして、一般
にＣＰＵがフォトセンサの出力に基づいて用紙位置を検
知しようとする場合は、チャタリングやノイズを拾わな
いようにするためにフォトセンサの出力に対して複数回
のチェック（サンプリング）を行う。ただし、通常な方
法でチェックを行って用紙の位置を判別しようとする
と、例えば、サンプリング回数を多くすると、検知の応
答が遅くなり、一方、サンプリングクロックの周期を細
かくすると容量の大きなメモリが必要になるという不都
合が発生することは既述の通りである。

【００４３】本実施例では、サンプリングクロックの周
期を下記のように適切に設定するようにする。すなわ
ち、受光窓ＳＰ１ｂ−１の不安定領域Ｘの横方向の長さ
を領域名と同じ係数名を用いてＸ（ｍｍ）で表し、１サ
ンプリングクロック中に用紙Ｐが上記受光窓ＳＰ１ｂ−
１内の領域を進行する距離をｄ（ｍｍ）とし、上記の不
安定領域の長さＸ間を黒マークＰk の先端２２が通過中
にサンプリングする回数をｎとすれば、これらの間に
は、ｉｎｔ（Ｘ／ｄ）≦ｎ≦ｉｎｔ（Ｘ／ｄ）＋１の関係が成り立つ。但しｉｎｔはＸ／ｄの小数点以下を
切り捨て整数位のみを取り出す関数である。

【００４４】そして、黒マークＰk を正しく検知するた
めには、黒マークＰk の先端２２が上記不安定領域Ｘを
完全に通過するまでの期間のフォトセンサ出力の状態を
チェックしていなければならないから、黒マークＰk を
誤検知しないための、換言すれば黒マークＰk を正しく
検知するための、サンプリング回数をＮとすれば、Ｎ≧ｉｎｔ（Ｘ／ｄ）＋１である必要がある。

【００４５】このように、本実施例では、受光窓ＳＰ１
ｂ−１の不安定領域Ｘ内におけるサンプリング回数を予
め特定して、このサンプリング回数に基づいてサンプリ
ングを行うようにする。

【００４６】尚、設計上では、上記の関係を下記のよう
な関係に換算する。すなわち、用紙Ｐを搬送するモータ
のステップレートをＳ（ミリメートル／ステップ）と
し、１ステップを１サンプリングクロックに対応させれ
ば、上述したように１サンプリングクロックでは用紙Ｐ
は距離ｄを搬送されるから「Ｓ＝ｄ」になる。したがっ
て、サンプリングクロックの周期をＣ（ｍｓ）とすれ
ば、１クロックで上述したように距離ｄ（＝Ｓ）を搬送
するから、サンプリング時間ｔはｔ＞Ｎ×Ｓ（ｍｓ）である。したがって、サンプリング回数ＮはＮ＞ｔ／Ｃとなる。

【００４７】図６(b),(c) に示す例では、不安定領域Ｘ
に対応するフォトセンサの出力の期間（サンプリング期
間）ｔに対して、サンプリングクロックＣは、ほぼ４周
期を要している。すなわち、上式から回数Ｎは最低でも
５回は必要である。

【００４８】このように回数Ｎを設定したうえで、例え
ば同図(c) に示すサンプリングクロックの周期Ｃ１で、
それまで“Ｌ”であった出力から“Ｈ”となったフォト
センサＳＰ１の出力２５ａを検知したものとすれば、こ
れを１回目として、それから５回目の周期Ｃ５まで５回
連続して上記サンプリングクロックの周期毎に、上記不
規則に変化を繰り返すフォトセンサＳＰ１の出力“Ｈ”
を検出することなはい。例えば、同図(c) の例では、２
回目の周期Ｃ２及び４回目の周期Ｃ４では、フォトセン
サＳＰ１の出力が“Ｌ”であって、“Ｈ”は検出されな
い。つまり、５回連続して“Ｈ”でなければ、フォトセ
ンサＳＰ１は図６(b) に示すようにチャタリングを起こ
しているか或は雑音により出力が変化していると判断で
きる。

【００４９】すなわち、黒マークＰk の先端２２が不安
定領域Ｘを通過中の期間に対応して特定されているサン
プリングクの回数Ｎで、連続してフォトセンサＳＰ１の
出力が“Ｈ”であれば、黒マークＰk の先端２２が不安
定領域Ｘを通過して図５(a),(b) に示した安定領域Ｒに
在ることを示している。したがって、図５(a),(b) に示
す状態の黒マークＰk の検出は、フォトセンサＳＰ１の
出力がＮ回連続して“Ｈ”となったこと確認することに
よって確定できる。すなわち、黒マークＰk の検出はサ
ンプリングクロックの５周期で完了する。

【００５０】続いて、上記の構成とアルゴリズムに基づ
いて用紙Ｐの位置（黒マーク）を高速に正しく検出する
ＣＰＵ２０の処理動作を以下に説明する。図７は、上記
ＣＰＵ２０の処理動作を説明するフローチャートであ
る。尚、この処理では、ＣＰＵ２０に内蔵するカウンタ
ＣＮＴが用いられる。また、この処理は、フォトセンサ
ＳＰ１（又はＳＰ２）に限らず、他の構成のフォトセン
サ等にも共通して適用できる処理である。

【００５１】同図のフローチャートに示すように、先ず
用紙Ｐが搬送中であるか否かを判別する（ステップＳ
１）。この処理では、ＩＯポート２４からモータ２７を
駆動する信号が出力されていれば用紙Ｐが搬送中である
と判別する。

【００５２】そして、用紙Ｐが停止しているときは（Ｓ
１がＮ）、黒マーク検知の処理は行わずに上記判別を繰
り返して用紙Ｐの搬送開始を待機する。この場合、もし
用紙が停止した状態で黒マークの検知を行うと、黒マー
クの先端が丁度検知領域にあるような場合に、前述した
ように、モータの振動等により用紙Ｐとフォトセンサ間
の距離が僅かに変動する。つまり、コンパレータ２０の
入力電圧ＶI が安定しない。この不安定な状態は、用紙
Ｐが搬送中でないと時間の経過によっても変化しないか
ら、この処理において、上述したアルゴリズムによる用
紙位置の検知を行うことができない。上記用紙Ｐが停止
しているときに、黒マーク検知の処理を行わずに用紙Ｐ
の搬送開始を待機するのはこのためである。

【００５３】そして、上記のステップＳ１で、用紙Ｐが
搬送中であるときは（Ｓ１がＹ）、続いて、フォトセン
サＳＰ１の出力ＯＵＴ（図３参照）が、“Ｈ”であるか
否かを判別する（ステップＳ２）。この処理は、フォト
センサＳＰ１の検知領域に用紙Ｐの黒マークＰk が来て
いるか否かを判別する処理である。この判別で、フォト
センサＳＰ１の出力ＯＵＴが“Ｈ”でなければ（Ｓ２が
Ｎ）、用紙Ｐの白地部分が上記検知領域にきているので
あり、したがって、この場合は、フォトセンサＳＰ１の
出力ＯＵＴが“Ｈ”になるまで上記判別を繰り返す（図
４(b),(c) の状態参照）。

【００５４】そして、フォトセンサＳＰ１の出力ＯＵＴ
が“Ｈ”になったならば（Ｓ２がＹ）、黒マークＰk の
先端２２が不安定領域Ｘにきた可能性があると判断して
（図６(a),(b),(c) 参照）、その“Ｈ”信号をメモリ２
１（ＲＡＭ）に記憶し（ステップＳ３）、続いてカウン
タＣＮＴの値を「１」インクリメントする（ステップＳ
４）。これにより、フォトセンサＳＰ１の出力ＯＵＴが
所定時間内で“Ｈ”になる回数が記録される。

【００５５】上記に続いて、いまインクリメントしたカ
ウントＣＮＴの値を参照し、その値が「Ｎ」となってい
るか否かを判別する（ステップＳ５）。この「Ｎ」は、
不安定領域の長さＸを用紙Ｐが搬送される期間内に対応
するサンプリング回数である。

【００５６】上記ステップＳでカウンタＣＮＴの値がま
だ「Ｎ」になっていないときは（Ｓ５がＮ）、続いて、
サンプリングの１周期「Ｃ」が経過したか否かを判別し
（ステップＳ６）、サンプリングの１周期「Ｃ」が経過
していなければ（Ｓ６がＮ）、経過するまで上記判別を
繰り返す。

【００５７】そして、サンプリングの１周期「Ｃ」が経
過したならば（Ｓ６がＹ）、次に再びフォトセンサＳＰ
１の出力ＯＵＴが“Ｈ”となっているか否かを判別する
（ステップＳ７）。そして、出力ＯＵＴが“Ｌ”であれ
ば（Ｓ７がＮ）、このように上記“Ｌ”から“Ｈ”に変
ったばかりの出力が、サンプリングの１周期という短時
間で再び“Ｌ”になったのは、不安定領域Ｘにおけるチ
ャタリングか或は雑音による出力変動であると判断し
て、カウンタＣＮＴの値を「０」クリアして出力“Ｈ”
の回数記録を解消する（ステップＳ８）。

【００５８】次に、上記出力の変化後にサンプリングの
１周期「Ｃ」が経過したか否かを再び判別し（ステップ
Ｓ９）、サンプリングの１周期「Ｃ」が経過していなけ
れば（Ｓ９がＮ）、経過するまで上記判別を繰り返し
て、サンプリングの１周期「Ｃ」の経過を確認した後
（Ｓ９がＹ）、上記ステップＳ２に戻ってテップＳ２以
下の処理を繰り返す。すなわち、初めから黒マークＰk
の検出をやり直す。

【００５９】これにより、不安定領域Ｘにおけるチャタ
リングや雑音による出力変動によって黒マークＰk を検
出したと誤認することが防止される。上記ステップＳ７
の判別で、フォトセンサＳＰ１の出力ＯＵＴが依然とし
て“Ｈ”であれば、安定領域で黒マークＰk の検出（図
５(a),(b) 参照）が継続している可能性があると判断
し、この場合は、上記ステップＳ３に戻って、ステップ
Ｓ３以下の処理を繰り返す。これにより、フォトセンサ
ＳＰ１の出力ＯＵＴが所定時間内で“Ｈ”であったサン
プリング回数の記録が継続される。

【００６０】そして、上記ステップＳ５で参照したカウ
ンタＣＮＴの値が「Ｎ」となっていれば（Ｓ５Ｙ）、こ
れは、上記所定時間内に対応して予め回数が設定されて
いるサンプリングの都度、フォトセンサＳＰ１の出力Ｏ
ＵＴが“Ｈ”になっていたのであり、したがって、安定
した領域で黒マークＰk の検出が継続していることであ
る（図５(a),(b) の状態）と判断して、上記ステップＳ
３でメモリ２１に記憶されているフォトセンサＳＰ１の
出力ＯＵＴの内容（この場合は“Ｈ”信号）を所定の回
路へ出力して、フォトセンサＳＰ１の出力を確定し（ス
テップＳ１０）、当該処理を終了する。

【００６１】このように、サンプリングのタイミングに
おいて、フォトセンサＳＰ１の出力（コンパレータ２０
の出力）ＯＵＴが連続してＮ回とも“Ｈ”でなければ、
その“Ｈ”の信号を確定する処理（ステップＳ１０の処
理）を行わない。すなわち、図６(a),(b),(c) に示した
中間領域における検出の場合のようにコンパレータ２０
の出力ＯＵＴが“Ｈ”になったり“Ｌ”になるような不
規則に変化する状態では、この間、上記サンプリングで
“Ｈ”がＮ回連続することは無いから、“Ｈ”信号を確
定する処理は行われない。これによって、不安定な中間
領域の誤検知を確実に防止できる。

【００６２】そして、「Ｎ」は、一辺の長さが０．５ｍ
ｍである受光窓ＳＰ１−１の１／２にも満たぬ範囲の不
安定領域Ｘを搬送される用紙Ｐの搬送レートＳに対応す
る極めて回数の少ないサンプリングであるから、黒マー
クＰk を検知する状態に入ってからフォトセンサＳＰ１
の出力を確定するまでの応答時間は極めて短時間に行わ
れる。

【００６３】尚、黒マークの検知状態から白地を検知す
る場合は、ステップＳ２及びＳ７における判別条件を
「ＯＵＴ＝Ｌ」とすれば良い。またステップＳＳ１とＳ
２の間にタイマーを設けて所定の経過時間を計時し、搬
送開始後の用紙Ｐの走行が安定するのを待って、ステッ
プＳ２の判別を行うようにしてもよい。

【００６４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
フォトセンサの受光窓の不安定領域の範囲とサンプリン
グクロックに対応する用紙の搬送レートとに基づいてサ
ンプリング回数を特定してフォトセンサの出力をサンプ
リングするので、不安定領域におけるチャタリングや雑
音によるフォトセンサの不規則に変動する出力を出力と
して確定して検出することがなく、したがって、誤作動
のない安定した用紙位置の検出が可能となる。また、フ
ォトセンサの不安定領域に対応してサンプリング回数を
特定しているので、フォトセンサの特性に対応する最短
時間で正しい用紙位置を確定でき、したがって、極めて
短い時間での用紙位置検知の応答が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施例に係わる画像形成装置の印字処理部の
側断面図である。

【図２】画像形成装置の主要回路の構成ブロック図であ
る。

【図３】フォトセンサの回路構成を示す図である。

【図４】(a),(b),(c) はフォトセンサの出力と用紙の位
置との関係を示す図である。

【図５】(a),(b) は用紙の搬送が更に進行して或る期間
が経過した状態におけるフォトトランジスタの出力を示
す図である。

【図６】(a),(b) は用紙の黒マークの先端が反射点の中
間位置にある場合に現れるフォトセンサの出力が不安定
な状態を示す図、(c) はフォトセンサの出力又は用紙の
搬送距離とサンプリングクロックとの関係を模式的に示
す図である。

【図７】用紙の位置を検出するＣＰＵの処理動作を説明
するフローチャートである。

【図８】(a) は反射型のフォトセンサを模式的に示す
図、(b) はフォトセンサと用紙を側面が見た図、(c) は
フォトセンサと用紙を搬送方向から見た図である。

【図９】(a) はフォトセンサの基本的な回路構成を示す
図、(b) はフォトセンサの出力の例を示す図である。

【符号の説明】

１フォトセンサ１ａ発光部１ｂ受光窓Ｐ用紙Ｐ1 、Ｐ2 用紙の振動する位置１１印字ヘッド１１−１支軸１２プラテンロール１３インクリボン１４ａ、１４ｂ案内ロール１５ａ供給リール１５ｂ巻取リール１６給紙リールＳＰ１、ＳＰ２反射型フォトセンサＳＰ１ａ発光ダイオードＳＰ１ｂフォトトランジスタＳＰ１ｂ−１受光窓ＳＲインクリボンセンサ２０コンパレータ２２白地と黒地の境目２３フォトセンサの反射点（検出領域）２４、２５ｄ、２５ｅ、２５ｆ “Ｌ”出力２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２６ “Ｈ”出力ｄ搬送距離／１クロックＸ検出不安定領域Ｃ（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ４、Ｃ５）クロック周期

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】用紙に付与されたマークにより光源から
の光を反射、吸収、又は透過させ、その反射、吸収、又
は透過させた光をフォトセンサの受光窓に入射させ、そ
の入射した光の状態をフォトセンサで検知することによ
り、前記マークを識別する用紙検知装置において、前記の受光窓への入射光量による前記フォトセンサの受
光窓内の該フォトセンサの出力が不安定となる領域を
Ｘ、該フォトセンサの出力をサンプリングするサンプリ
ングクロックの１クロック期間中に前記用紙の進行する
距離をｄ、及び前記サンプリングの回数をＮとして、Ｎ≧ｉｎｔ（Ｘ／ｄ）＋１（但し、ｉｎｔは整数位のみ
を取り出す関数）になるように構成されたことを特徴とする用紙検知装
置。
【請求項２】前記光源と前記フォトセンサとを一体的
に構成し、前記光源の光を前記用紙に透過させ、該透過
光を前記フォトセンサで検知することを特徴とする請求
項１記載の用紙検知装置。
【請求項３】前記光源と前記フォトセンサとを一体的
に構成し、前記光源の光を前記用紙で反射させ、該反射
光を前記フォトセンサで検知することを特徴とする請求
項１記載の用紙検知装置。
【請求項４】用紙に付与されたマークにより光源から
の光を反射、吸収、又は透過させ、その反射、吸収、又
は透過させた光をフォトセンサの受光窓に入射させ、そ
の入射した光の状態をフォトセンサで検知することによ
り、前記マークを識別する用紙検知装置において、用紙を走行させる用紙走行手段と、前記フォトセンサの出力状態を判断する判断手段と、前記用紙走行手段の動作後に前記判断手段を動作させる
制御手段と、を有することを特徴とする用紙検知装置。
【請求項５】前記用紙走行手段の動作後に起動する計
時手段を更に設け、該計時手段が所定時間を計時した後
に前記判断手段を動作させることを特徴とする請求項４
記載の用紙検知装置。