專利名稱：用于識別打印帶上的標(biāo)記的傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于識別打印機打印帶或傳送帶上的標(biāo)記的光學(xué)傳感器的應(yīng)用。該傳感器利用低成本的光源和光學(xué)傳感器提供了可靠和精確的信號，該信號顯示打印帶上的已被傳感的特定標(biāo)記。
另外，打印帶上也可以放置分離的識別標(biāo)記用以識別打印帶的特定鑲板或縱向位置。使用傳感物體時，必須能夠迅速，精確地識別標(biāo)記。人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)使用標(biāo)準反射型光學(xué)傳感器會導(dǎo)致LED光線在光滑表面上發(fā)生不必要的反射，由此使得難以區(qū)分光滑的打印機打印帶表面和該打印帶上用于識別特定位置的標(biāo)記。
使用LED可以不需要聚焦透鏡。人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)將光束的軸線轉(zhuǎn)動一個角度使其與光滑打印帶表面所在的平面不相垂直能夠提高傳感器的敏感性并降低在類似鏡面的表面附近的反射，同時促成光敏傳感器的輸出。
在打印機的打印帶的整個寬度上可以使用許多傳感器組件以便傳感許多不同類型的標(biāo)記，其中每個傳感器組件內(nèi)都具有一個光源，但任何情況下傳感器組件都是這樣定位的，即光源的軸線與打印帶所在的平面成一個角度而不垂直或接近垂直，并且光敏傳感器沿打印帶放置的位置使從光滑表面或類似鏡面的表面反射的光最少，并提供從識別標(biāo)記以漫射方式反射的光線的位置信號。識別標(biāo)記可以為白色標(biāo)記或包括黃色在內(nèi)的非白色淺顏色標(biāo)記。反射光的漫射是必要的，且白色是優(yōu)選的顏色。
傳感器主體傾斜一個選擇的角度，因此光軸最好與被傳感的表面如打印機內(nèi)的卷筒紙或打印帶所在的平面成30°-45°的角度。
由白色標(biāo)記漫射并反射到傳感器的光線來自不是直接從光滑表面反射的光束。光滑的打印帶表面就像鏡子一樣并且其反射光線的反射角基本上等于入射角。
傳感器支撐組件24包括槽形桿25，桿25固定在打印機殼體11內(nèi)，如圖所示，在外殼的側(cè)壁之間具有基底壁40，基底壁40上具有多個孔42，它們間隔開所需的距離?？?2與放置到打印帶14上的標(biāo)記相一致，圖中標(biāo)號44表示光反射和漫射標(biāo)記，其最好為白色標(biāo)記，這些標(biāo)記隔離和識別打印帶上的單色鑲板46和47。鑲板46和47的顏色不同并且通過間隔分開，其中打印或施加標(biāo)記44是沿著該間隔進行的。虛線48表示鑲板47的起端，鑲板47的顏色可以為深紅色，而鑲板46的顏色可以為青色?；妆谏系闹行目?2能夠用于傳感器傳感其他狀況或打印帶特性。
槽形支撐桿25上帶有許多單個的傳感器組件50，它們分別固定在殼體52內(nèi)。傳感器組件50是購買的制成一個整體件的部件，其分別與孔42對齊。每個傳感器組件都具有傳感器殼體52，在該殼體52內(nèi)固定著光源54，如LED。光敏傳感器58也固定在殼體52內(nèi)但是與LED隔開。傳感器58通常為光敏晶體管，稱為光電三極管。LED是低成本光源并且傳感器組件不包括任何透鏡，因此LED發(fā)出的光將與光線的中心線55成一定的角度“錐形”向外。光敏傳感器或晶體管58將接收從靠近LED的物體上反射的光。
如圖2和圖4所示，打印帶14靠近經(jīng)過槽形件25的基底40外表面，并且如果需要的話，打印帶14可以與槽形件25精確地接觸。無論如何，圖示的打印帶或卷筒紙在圖中的厚度都被夸大了，但都具有非常光滑的底面14A，并且如果傳感器組件是這樣定位的，即LED的軸線與打印帶所在的表面垂直，其中這些傳感器組件是由夏普電子公司制造的低成本LED反射型傳感器，那么LED發(fā)出的光57(如圖5所示)將反射到傳感器58，并且很難識別到識別標(biāo)記44，其中識別標(biāo)記44為光漫射白色標(biāo)記。
為了迅速識別通過標(biāo)記44編碼到打印帶底面上的信息，LED軸線55和傳感器58的軸線59相對于打印帶的底面14A傾斜一個銳角，該角度最好在30°-45°之間。最佳的角度是從與打印帶14所在的平面14b平行的平面測量為35°，如圖5所示。該角度在圖5中用雙肩頭60表示。
LED發(fā)出的光57將以錐形散射，隨著離LED的距離增大光束的寬度將變寬。從圖5中可以看出，對于雙肩頭60所示的安裝角度，光從打印帶14的光滑底面14A反射的角度將遵循普通的反射方式，即入射角等于反射角。由于沒有光漫射標(biāo)記，因此反射到傳感器58的光線將很少，其中傳感器58位于傳感器組件50的共用殼體52內(nèi)。
同時還可以看到，傳感器殼體52由固定托架62定位并盡可能地靠近基底40所在的平面或基底40的外表面。一部分傳感器組件的殼體將伸入這些傳感器組件的各個孔42內(nèi)。從而，當(dāng)標(biāo)記經(jīng)過各個孔時光敏傳感器定位在靠近光漫射標(biāo)記的位置上。傾斜的方向也可以相反，由此光源距離打印帶更接近。
如圖5中右側(cè)傳感器所示，當(dāng)標(biāo)記44位于傳感器組件50的LED上面時，由于使用了白色或顏色非常淺的標(biāo)記，因此向上投射到標(biāo)記44上的光線將發(fā)生漫射，散射和反射，其中標(biāo)記位于打印帶14的底面14A上。這將會提供沿直線64回到光敏傳感器58的光線，其中光敏傳感器58位于其相應(yīng)的傳感器殼體52內(nèi)，同時還沿信號線58A提供了信號。LED由傳統(tǒng)的合適電源和傳感電路66沿信號線54A供電。電路66，驅(qū)動打印帶的步進電機以及打印機都由傳統(tǒng)的控制器68控制，該控制器用于控制打印機的所有功能，包括從電路66接收信號，該信號表示特定的標(biāo)記44處在一個或多個孔42內(nèi)。連接器69安裝在桿25上用以連接組件(圖4)。
單個標(biāo)記44可以與熱敏打印帶一起用于識別上述單色區(qū)段或鑲板之間的間距，并且可以只用一個孔42完成，因此，如圖所示，還有用于獲得其他信息的五個孔和傳感器。例如，當(dāng)使用中間傳送帶時，其中具有一個打到傳送帶上并順序傳遞到識別卡上的打印，可用于將被打印的單個區(qū)段的始端和末端的編碼放到傳送帶上的合適位置，并由其中一個傳感器組件50傳感，同時把光投射通過一個或多個對齊的孔42。
在許多層壓技術(shù)中，如美國專利No.5,807,461中公開的，層壓區(qū)段是由將放置到識別卡上面的單個薄片或?qū)訅鸿偘褰M成。每個層壓薄片前端上的合適的淺色標(biāo)記可以利用其中一個孔42和與該孔相應(yīng)的傳感器組件50通過本發(fā)明傳感器組件進行傳感，其中淺色標(biāo)記最好為白色標(biāo)記。
利用光源相對于光滑反射表面或其他反射光線的單色表面的角度方位可以傳感到許多發(fā)生的情況。當(dāng)光線的軸線和傳感器的軸線與反光的光滑表面所在的平面垂直時，其中光滑表面靠近經(jīng)過光線，可能會產(chǎn)生錯誤信號。通過使光源和傳感器傾斜，然后利用光漫射或散射識別標(biāo)記的顏色，那么標(biāo)記的位置就可以精確地確定并具有相對速度。標(biāo)記在正常的打印帶速度下可以被傳感的寬度大約為2mm，因此傳感器的反應(yīng)時間非常短，并且如果需要，在長度方向或打印帶運動的方向上可以將標(biāo)記做的更寬。
上述例子中的LED處于紅外線范圍內(nèi)。當(dāng)光源為不同頻率或顏色的光源時，不同顏色的標(biāo)記可以漫射或散射光線，因此如果標(biāo)記的顏色更暗，這種傳感器組件也能工作。一個在應(yīng)有的位置上“被除去光澤的”的標(biāo)記，或者該標(biāo)記為打印帶上與打印帶其余光滑表面完全不同的不光滑的加工件均能夠工作。因此，標(biāo)記不必要必須是白色的，但是其必須能夠有效地散射光線以便光敏傳感器能夠提供輸出。
盡管結(jié)合優(yōu)選實施例對本發(fā)明進行了描述，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的思想和范圍內(nèi)能夠作出許多形式和細節(jié)上的改變。
權(quán)利要求
1.一種反射型光敏傳感器，其用于傳感表面上的標(biāo)記的位置，該傳感器包括具有光軸的光源，鄰近光源安裝的光敏傳感器，光源相對于表面成銳角安裝以充分減少從光滑表面到傳感器的反射，并且直到具有不同光反射特性的部分表面接收從光源發(fā)出的光。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其中所述表面包括打印機內(nèi)的卷筒紙。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的傳感器，其中所述卷筒紙為熱敏打印帶和中間傳送帶其中的一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其中所述傳感器包括安裝所述光源和所述光敏傳感器的整體殼體，所述光源和所述光敏傳感器具有平行的軸線。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的傳感器，其中光敏傳感器比光源更靠近相鄰的表面。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其中所述表面是光滑的，光源為紅外線光源及所述部分表面為白色標(biāo)記。
7.一種安裝，其用于傳感器組件，支撐托架，及固定托架，其中該傳感器組件包括安裝在殼體內(nèi)的光源和光敏元件，支撐托架用于支撐與移動表面相鄰的傳感器組件，其中從光源發(fā)出的光照射到該移動表面上，及固定托架用于固定傳感器組件，其中傳感器組件的位置是光源發(fā)出的光束的軸線與表面成銳角。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的安裝，其中移動表面是類似鏡面的反射光線的光滑表面，和表面上的標(biāo)記，其中當(dāng)光束照射到標(biāo)記上時，該標(biāo)記漫射光線。
9.一種打印機組件，該打印機組件包括打印頭，具有反射表面的打印帶，沿打印帶間隔開的一系列識別標(biāo)記其用于識別打印帶區(qū)段的特性，選擇的這些標(biāo)記是反光的，及用于傳感標(biāo)記的傳感器，該傳感器包括沿中心軸提供光束的光源，和與光源相鄰的接收器其用于接收反射的光并且當(dāng)反射的光照射在該接收器上時提供信號，光源的軸線相對于打印帶的表面成銳角。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的打印機組件，其中標(biāo)記為白色的。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的打印機組件，其中光源和接收器安裝在一個共同的殼體內(nèi)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的打印機組件，其中接收器具有與光束軸線相平行的中心接收軸線。
全文摘要
一種反射型光敏傳感器組件(50)其用于傳感經(jīng)過傳感器組件(50)的表面(14A)上的標(biāo)記(44)的位置。典型的圖示涉及傳感打印帶(14)上的標(biāo)記(44),該打印帶(14)用于打印或?qū)訅翰僮髦?。傳感器組件(50)包括具有中心軸線的LED光源(54)和安裝在單個殼體(52)內(nèi)的光敏晶體管或傳感器(58),其中殼體(52)的方位是這樣的,即LED(54)發(fā)出的光束的軸線(55)與打印帶表面(14A)成銳角(60)。軸線不與打印帶(14)表面(14A)垂直或接近垂直。識別標(biāo)記(44)為光漫射標(biāo)記,如白色標(biāo)記或條帶,這些標(biāo)記將提供充足的反射到光敏晶體管或傳感器(58)的光,其中光敏晶體管或傳感器為傳感器組件(50)的一部分。
文檔編號B41J35/36GK1357131SQ00802631
公開日2002年7月3日 申請日期2000年11月10日 優(yōu)先權(quán)日1999年11月12日
發(fā)明者馬修·K·鄧納姆 申請人:法格電子公司